关于学位论文使用授权的声明本人在导师指导下所完成的论文及相关的职务作品，知识产权归属兰州大学。本人完全了解兰州大学有关保存、使用学位论文的规定，同意学校保存或向国家有关部门或机构送交论文的纸质版和电子版，允许论文被查阅和借阅；本人授权兰州大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用任何复制手段保存和汇编本学位论文。本人离校后发表、使用学位论文或与该论文直接相关的学术论文或成果时，第一署名单位仍然为兰州大学。保密论文在解密后应遵守此规定。论文作者签名：重廷也导师签名：第一章绪论１．１研究意义第一章绪论近百年来，地球气候正经历一次以全球变暖为主要特征的显著变化。ＩＰＣＣ第四次评估报告【１Ｊ（ＴＡＲ）指出，自１８６１年以来，全球表面年平均温度不断上升，２０世纪（１９０６－２００５年）的上升幅度为０．７４（０．５６－０．９２）ｏＣ，并观测到随着全球平均温度的上升，全球气候系统表现出明显的变化气候因子，如雪盖、冰川退缩，海平面升高，海水热容量增长，大气和海洋的环流系统发生变化，气候变率增大，极端天气气候事件增多等【１】。气候变暖对环境、生态和社会经济系统具有深远的影响，对人类生存环境的影响将可能使得各国经济部门如农业及沿海地区招受灾难性的后果，因此气候变化问题成为各国可持续发展中面临的重大课题。
然而仪器气象观测数据只能给出现代气候有限的演变情景，如只能评估过去１００－１５０年的大范围气候变化（全球或半球），对于区域（如欧洲）气候变化而言，观测数据也仅始于１８世纪初期。了解２０世纪变暖的历史定位，即它是否超过了自然变化的范围，认识由气候系统外部因子和内部因子所引起的年代际和世纪时间尺度甚至千年尺度气候变化的主要机理，检验气候模式的模拟能力以及对未来气候变化进行科学的预估，需要我们不断更新对气候变化历史事实的认识，这些问题也是目前科学研究的热点和重点。通过研究过去气候变率规律以及强迫机制，可以建立气候在自然状态下即人类活动并不显著情况下的变化情景。在已经来临的２ｌ世纪和未来，气候变化在气候系统外部因子和内部因子作用下波动，因此了解各个强迫因子记录变化背景及气候系统对其响应具有十分重要的意义。过去２０００年内人类活动对地球系统的影响日渐显著，而且文字（ｗｒｉｔｔｅｎｒｅｃｏｒｄｓ）与自然档案记录（ｎａｔｕｒａｌａｒｃｈｉｖｅｓ）的环境变化信息在这个时段内并存；同时对这一时段气候变化历史的科学认识是预估未来数十至数百年环境变化趋势必须具备的基础１２Ｊ，因此对这一时期的研究引起了广泛的兴趣，ＰＡＧＥＳ（过去全球变化）和ＣＬＩＶＡＲ（气候变率与可预报性研究）计划都将过去２ｋａ气候变化作为其核心研究。
中国位于欧亚大陆中纬度地区，既深受大气环流的影响（如北极涛动、太平洋年代际尺度振荡、东亚季风），同时又深受海洋（尤其是太平洋和印度洋）和第一章绪论自身复杂地形（如青藏高原）与陆面状况的影响。观测数据发现人类活动对中国区域气候变化也起了重要的作用。影响中国气候变化的原因是复杂的，如何更好的理解这些气候系统外部因子和内部因子对中国区域气候变化的影响以及物理机制已经成为一项重要的任务，同时也是研究中国气候变化与全球气候变化的响应及联系的前提条件气候因子，因此对中国气候变化进行归因分析研究是十分重要和必须。虽然在中国仪器气象观测数据只能评估过去半个世纪的气候变化，但是代用资料比如西部的冰芯和东部的历史文档丰富，科学工作者们利用这些资料重建了过去千年中国气候变化，这为利用模式对中国气候变化进行归因分析研究提供了前提条件。那么首先我们需要了解的是对过去千年气候变化特征的研究有哪些成果，以及研究过程中发现了哪些影响气候变化的外部因子和内部因子。１．２国内外研究进展各国科学家在过去气候环境和变化研究上作了大量工作，通过代用资料重建过去气候变化，同时也利用重建的强迫数据驱动气候模式来模拟过去气候变化，对过去气候变化特征有了初步的了解，对引起气候变化的因子及其耄Ｊｔ￥Ｏ作了初步分析。
１．２．１过去千年气候变化的数据重建在对过去历史气候的研究中，历史气候数据的重建是一个非常重要的工作，目前主要通过冰芯、树轮、沉积物、历史文献等代用资料提取气候参数来恢复重建历史时期气候变化，这些方法是研究过去气候变化的主要途径之一。作为近千年气候变化的背景，全新世时期气候变化得到了众多科学家的关注和研究。一般认为全新世气候变化相对稳定，突变气候事件少，但有显著的世纪和千年尺度气候冷暖波动。全新世的前１０００年，气候与现在具有本质的不同。在现今的北非撒哈拉沙漠地区，湖泊沉积、草食动物和水生物化石均表明这一地区当时存在湖泊【３１。全新世的前几千年气候温暖，特别在５ｋｙｒＢＰ－６ｋｙｒＢＰ时，全球大部分地区气候温暖，气温ＬＩ二２０世纪副４１，北半球副热带地区的夏季气候尤其温暖【５１，因此这一时期也被称为全新世大暖期。气候的温暖也使得树林分界线相较于现代偏北，如在北非，古花粉资料发现植被到达了撒哈拉和撒海尔区【６ｌ。之后的４０００第一章绪论年里，气候开始逐渐变冷。在此期间副热带山地冰川发生了数次冰川扩张（消退）事件１７￣８】，并把这称为新冰期（Ｎｅｏｇｌａｃｉａｌ）。距今最近也是最显著的一次冰川前进发生在约１２５０—１８８０年期问，盛期出现在１５５０年之后，这就是所谓的“小冰期”［９－１１Ｊ，是整个全新世最冷时期，尤其是在北极和北半球高纬度地ｉ区１４）。
同时，很多证据均表明中亚和青藏高原地区在全新世末期（０－４ｋｙｒＢＰ）开始变得干旱（１２ｌ，现今这些地区气候处于整个全新世最干旱时期。目前，国际上已发表了相当多代表近千年北半球或全球气温变化的曲线。Ｍａｎｎ等首先成功地建立了近６００年北半球的气温序列【１３１，后来又推广至Ｕ１０００年【１４１。Ｍａｎｎ等的做法是强调关键地区的气温与全球气温变化的主分量（ＰＣ）有密切关系。因此，利用能反映气温变化主分量的少数代用资料，可重建全球的气温场。但是Ｊｏｎｅｓ等【１５１认为对建立全球平均温度场而言，没有什么重要和不重要地区之分，所以直接把１７个代用资料平均得到全球平均。然而Ｃｒｏｗｌｅｙ等人【１６Ｊ认为这两个序列所采用的代用资料站数前后不均匀，即早期少后期多，所以采用１５个均达至ｌＪｌ０００年的站，得到北半球的平均气温。后来Ｍｏｂｅｒｇ等也利用多种代用资料重建了北半球平均气温序列。Ｂｒｉｆｆａ等【１８】和Ｅｓｐｅｒ等【１９】分别利用树木年轮建立了北半球平均气温序列。近来也有不是靠与观测温度的相关用统计方法而是根据物理过程独立建立的历史气温序列。Ｏｅｒｌｅｍａｎｓ！加ｌ综合分析了分布于全球的１６９条冰川长度记录，建立冰川长度对气温的敏感度及滞后时间参数化方案，反演了过去４００年的温度变化。地面温度变化通过热量扩散和垂直平流影响其下层的温度，因此地面下各层的垂直温度分布包含着过去地面温度变化的信息。ｌｌｕａｎｇ［２１ｌ等根据北美、欧洲、澳洲、南非、南美及亚洲的钻孔温度资料测得的温度剖面重建过去４００年地面温度变化的历史，但是愈向前延伸时间分辨率愈低。
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