青藏高原西部阿汝冰芯記錄的近100 a氣溫變化研究

楊丹丹，姚檀棟，鄔光劍，朱美林，德 吉

（1.中國科學院青藏高原研究所青藏高原環境變化與地表過程重點實驗室，北京100101；2.中國科學院大學，北京100049；3.中國科學院青藏高原地球科學卓越創新中心，北京100101；4.蘭州大學資源環境學院，甘肅蘭州730000）

0 引言

青藏高原作為全球中低緯地區最大的冰川分布區，被譽為“地球第三極”［1］。以青藏高原為核心的第三極地區作為氣候變化的敏感區、啟動區［2］，在全球變暖氣候條件影響下，以冰崩為代表的冰川災害活動在該地區顯著增加［3］，為有效防范該地區冰川災害活動的發生，探索冰崩區以及青藏高原地區過去氣候環境信息顯得尤為重要。冰芯可以記錄近100 a高分辨率氣候變化特征，相關內容不僅對于研究青藏高原局地區域氣候變化規律具有重要的現實意義，對于完善第三極地區高分辨率冰芯氣候環境記錄也具有重要的科學意義。

自20世紀80年代以來，國內外科學家在青藏高原冰川上開展了廣泛的研究。1987年鉆取的敦德冰芯恢復了末次冰期以來的氣候環境變化信息，隨后鉆取了除南北極之外年代序列最長（＞760 ka）的古里雅冰芯［4-5］，以及海拔最高（7 010 m）的達索普冰芯［6］等多支冰芯用于氣候變化研究，該地區已成為以冰芯為單一指標進行大范圍氣候變化研究的理想地區［7］。但根據前人在青藏高原地區的冰芯研究發現，高原氣象站記錄作為冰芯記錄分析的重要參考［8-9］，無論是在時間還是空間上對于溫度變化研究都存在很大的不足。青藏高原地區氣象站大多建立于20世紀中葉之后，氣象站記錄開始時間晚，且在高原分布稀疏不均，尤其是高原西部地區分布甚少［10］。這對恢復青藏高原西北部地區氣候變化記錄造成了局限性。因此，高分辨率的冰芯記錄研究對于此局限性具有一定的補充。王寧練等［12］根據馬蘭冰芯δ18O記錄恢復了青藏高原近百年［11］以及千年的氣候環境變化，張擁軍等［13］利用各拉丹東冰芯δ18O記錄恢復了長江源區過去70 a間氣候變化，姚檀棟等［14］利用達索普等4根冰芯δ18O記錄研究了青藏高原近100 a的溫度變化，這些研究都表明青藏高原氣候在近100 a呈變暖趨勢。但青藏高原西部地區近100 a氣溫變化趨勢研究缺乏綜合對比，在研究西北部局地區域氣溫變化趨勢方面存在不足之處。因此，結合阿汝冰芯與氣象站以及古里雅冰芯記錄，綜合分析青藏高原西部近100 a氣溫變化趨勢，不僅能夠彌補研究的不足之處，還能為阿汝冰崩的發生提供可靠的氣候背景信息。

本文以青藏高原西部阿汝冰崩區鉆取的阿汝冰芯為研究對象，通過冰芯δ18O記錄重建了近100 a的時間序列，并利用Nye模型驗證定年的準確性。結合阿汝冰芯記錄與氣象站以及古里雅冰芯進行對比研究，探討青藏高原西部地區近100 a氣溫變化趨勢，進一步補充完善了青藏高原西部地區近百年高分辨率氣候環境變化記錄。

1 研究區概況

阿里地區位于西藏自治區西北部，是喜馬拉雅山、岡底斯山、喀喇昆侖山等眾多大型山脈的交匯處，以高原寬谷地貌為主。屬于高原干旱氣候區，大部分地區氣溫低、降水稀少，季節性強。2016年7月和9月，西藏阿里地區阿汝錯冰川群53號冰川和50號冰川在短時間內先后爆發了兩次大型冰崩災害。阿汝錯冰川群從冰川水熱發育條件及冰川物理性質方面劃分，可以歸為極大陸性冰川［15-16］。極大陸性冰川對氣候變暖的敏感性較低。在全球變暖的大背景下，青藏高原冰川整體處于退縮狀態，但是在青藏高原西部以及喀喇昆侖、昆侖山和東帕米爾一帶，冰川消融微弱，部分冰川甚至出現前進或厚度增加的現象［17-18］。

本文研究的阿汝冰芯鉆取自阿汝冰川（冰川編目 編 號：5Z412B0013）［16］海 拔6 150 m的 積 累 區（33°59′N，82°15′E），長度為55.29 m。第一次冰崩發生在阿汝錯西側山脈的北冰川（53號冰川群），第二次冰崩發生在南冰川（50號冰川群）。圖1為阿汝冰芯鉆取位置，鄰近的改則氣象站（32°9′N，84°25′E），海拔4 416 m，年均氣溫0.4℃，年均降水量179 mm；獅泉河氣象站（32°3′N，80°5′E），海拔4 279 m，年均氣溫0.7℃，年均降水量僅65 mm。當地的植被以高寒草甸為主，草叢低矮耐旱，土壤類型主要為耕作亞高山草原土［19-20］。本文用于對比研究的古里雅冰芯（35°23′N，81°47′E），是科研人員于1992年在距阿汝冰芯約145 km的西北部海拔6 200 m冰帽上鉆取的長度308.6 m的冰芯。

2 樣品采集與測定

2017年9月，科研人員在阿汝錯西側第二次發生冰崩的南冰川海拔6 150 m積累區鉆取一支長達55.29 m的透底冰芯，用潔凈的聚乙烯袋封裝并儲存在保溫箱中，以冷凍狀態運回實驗室，并在冰雪樣品超凈室（-20℃冷庫）內對冰川冰的屬性、污化層特征等物理特征進行描述記錄，并拍照留存［21］。為保證描述工作的可靠性，對其重復描述校正一次。冰芯描述記錄將作為冰芯定年、積累量恢復等后續工作的重要參考資料。

為獲取穩定氧同位素、粉塵、離子等多種指標測試需要的樣品，對冰芯樣品進行了切割分樣。先將冰芯按2 cm間隔分樣，共得到2 663個樣品。將每2 cm樣品外圍約0.5 cm厚度用超凈手術刀刮去表層，然后沿深度方向刮下分為3份，將穩定氧同位素樣品裝入15 mL聚丙烯（PP）樣品瓶，其余樣品也分別裝入50 mL聚丙烯（PP）樣品瓶中冷凍密封保存用于粉塵、混合樣的測定；外層削下部分樣品以約0.4 m間隔裝入潔凈的自封袋中，共取得132個樣品，用作β活化度、137Cs的測試。

冰芯穩定氧同位素樣品在青藏高原研究所環境變化與地表過程重點實驗室測定，在測定前將冰芯待測樣品從-20℃冰箱中取出，在室溫（約20℃）條件下完全自然融化、過濾后，注入1.5 mL測樣瓶中待測。使用儀器為美國波長掃描-光腔衰蕩光譜儀（Wave Scan-Cavity Ring Down Spectrometer）Picarro L2140-i，其測樣精度分別為δ18O≤0.05‰，δD≤0.04‰，δ17O≤0.1‰。在樣品測試結束后，對數據進行校正處理，對于超過精度要求的樣品繼續保持低溫冷凍狀態保存等待再次測樣，以提高其測試精度。而且測樣結束后按照10%主動重測原則，即隨機抽取約300個樣品重新測試，前后兩次測樣的誤差保持在0.005以內，幾乎可以忽略不計。由此可見，穩定氧同位素測試的精度較高。本文所涉及的穩定氧同位素數據主要是0～17.87 m共850個樣品，平均每個樣品深度范圍是2.08 cm，所得到的δ18O、δD、δ17O三組數據隨深度的變化非常一致，用于分析的數據主要是冰芯δ18O記錄，其余兩組數據作為δ18O記錄的定年參考。

β活化度樣品在中國科學院西北生態環境資源研究院凍土工程國家重點實驗室分析測試，使用儀器為Mini 20 Alpha-Beta Multidetector，將樣品置于燒杯中于室溫條件下完全融化，用陽離子/陰離子吸附膜過濾3～5遍，使得幾乎全部的不溶微粒和大多數的離子能夠吸附在濾膜上以保證不溶顆粒和離子成分可以完全吸附于濾膜上，將濾膜取出置于室溫下晾干，然后放置在儀器上測量。測量結果為探測器每分鐘所探測到的β粒子數cpm（counter per minute），需要結合儀器的β活化度典型本底計數率以及工作效率進行校正，當發現測量誤差（r＜0.001）小到可以忽略不計時，認為測量結果可靠。

137Cs測試利用β活化度測試后的樣品，在中國科學院青藏高原研究所環境變化與地表過程重點實驗室完成。測試結果顯示0～17.87 m出現1次峰值位于10.14～10.55 m處。一般情況下冰芯β活化度和137Cs的測試結果能夠確認1962/63年全球核爆活動產生的放射性同位素峰值位置，可以作為冰芯定年的重要參考依據之一。

3 分析與討論

3.1 冰芯定年

冰芯作為古氣候重建的重要載體，時間序列的確定是重建氣候環境記錄關鍵的一步，也是冰芯氣候環境研究的基礎［22］。冰芯時間序列的建立有多種方法，一般進行綜合交叉定年，借助參考層位對定年結果進行驗證。待實驗室分析工作完成后，借助冰芯鄰近的氣象站氣溫降水記錄，以δ18O季節變化特征作為年層劃分的指標，1963年核試驗產生的放射性物質反映的β活化度、137Cs峰值作為參考層位［23-25］，建立冰芯年代序列。已有研究表明，在青藏高原北部受中緯度西風環流影響地區，降水δ18O與氣溫變化不僅在多年尺度上呈正相關關系，而且與季節氣溫變化呈良好的線性關系［26］。在阿汝冰芯鄰近的古里雅冰芯中也發現δ18O值夏季較高，冬季較低［27］。因此，阿汝冰芯年層的劃分以δ18O低值為界，相鄰的δ18O低值代表1個年層從冬季到冬季的始末，即相鄰兩個δ18O低值對應1個年層。根據δ18O季節變化特征重建了阿汝冰芯上部17.87 m對應的1917—2016年時間序列（圖2）。從圖2可以看出冰芯上部17.87 m樣品的β活化度測試結果出現了5次較明顯的峰值，分別位于2.52～3.07 m、5.96～6.51 m、8.73～9.20 m、10.14～10.55 m和15.62～16.07 m范圍內；137Cs測試結果出現1次明顯的峰值位于10.14～10.55 m范圍內。

圖3 是位于137Cs峰值范圍內的δ18O季節變化，可以得知δ18O季節變化特征確定的1963年（10.49 m）位于β活化度和137Cs測試的共同峰值10.14～10.55 m范圍內，說明1963年人工核試驗造成的自然界大氣中β活化度和137Cs記錄在冰芯中很好地保存下來，因此可借助這一參考層位對定年結果進行驗證。

為保證冰芯δ18O季節變化特征重建的年代序列準確性，本文選用冰川流動模型計算冰芯上部17.87 m的年代序列。Nye［28］曾提出一個流動模型，假定冰層變薄速率一致，且不考慮冰川底部融化。這一模型對冰川上部的年齡模擬較為準確［29］，其數

圖2 阿汝冰芯定年結果Fig.2 Dating result of the Aru ice core

圖3 137Cs峰值范圍內的δ18O季節變化Fig.3 The seasonal variation ofδ18O within the peaks of 137Cs

學表達式：

式中：λ為距冰床高度z處的年層厚度；λ0為位于冰川表面時的原始年層厚度；H0為冰川厚度。基于Nye模式的假設條件，冰床以上z處冰層的年齡（t）由下式確定：

式中：H為冰川冰當量厚度。在穩定狀態下，冰川表面向下的速度（-w）與年凈積累量（c）相同；而且該動力模型假定冰川底部凍結在基巖上，即當z=0時，w=0，因此有：

將式（3）代入式（2），即可得到冰芯定年關系式：

基于Nye模式建立的定年關系式模擬阿汝冰芯上部17.87 m的年代序列時，年凈積累量c的取值考慮到冰芯最上部年層厚度受冰川流變的影響程度很小，因此利用冰芯記錄的21世紀以來年平均凈積累量（約0.21 m冰當量厚度）代表其年凈積累量。因為阿汝冰芯是一支透底冰芯，本文不考慮未鉆到冰床的情況。

圖4 是冰芯δ18O記錄與Nye模式分別建立的阿汝冰芯上部17.87 m對應的深度-年份關系對比，δ18O記錄重建的17.87 m對應的年份是1917—2016年，Nye模式重建的年份約是1916年3月—2016年8月，兩種方法重建的17.87 m對應年份差距僅為1 a。說明冰芯δ18O季節變化特征重建的上部17.87 m時間序列是可靠的。

圖4 冰芯δ18O記錄與Nye模式建立的深度-年份結果對比Fig.4 Depth-year curves byδ18O data and Nye model（solid line isδ18O data，dash line is Nye model）

基于以上定年方法的驗證，已經確定了阿汝冰芯上部17.87 m重建的時間序列。值得注意的是，阿汝冰芯β活化度記錄共出現了5次高低不一的峰值，這在青藏高原其他冰芯記錄中是比較少見的。β活化度不僅記錄了1986年切爾諾貝利核事故出現在冰芯5.96～6.51 m深度范圍內，而且有兩次β活化度值高于1963年的峰值，第一次峰值出現在冰芯2.52～3.07 m，對應的年代范圍是2003—2006年，根據“史上十大核事故”記載，這次峰值可能與3年間發生的兩次核泄漏事件有關，分別是2004年發生在日本美濱核電站的蒸汽爆發事件［30］，2005年英國塞拉菲爾德發生的裝置內大量放射性物質釋放［31］。第二次峰值發生在8.73～9.20 m，對應的年代范圍是1968—1971年，根據美國《時代》雜志評選出的“十大恐怖核事故”，1968年曾發生一次人為核事故，美國一架轟炸機所攜帶的核武器破裂致使放射性污染物大范圍擴散［32］，1970年美國加卡平地下一萬噸級當量核裝置爆炸導致放射性殘骸泄露［33］。由于β活化度樣品包含冰芯深度范圍約0.4 m，包含的年份往往大于1 a，因此不能準確判斷峰值的具體年份，但也不排除是多次核泄漏事件及其他未知事件共同導致的β活化度峰值。

3.2 阿汝冰芯與氣象站記錄的氣溫變化趨勢分析

為了驗證阿汝冰芯δ18O時間序列對局地氣溫變化的代表性，首先將冰芯δ18O逐年變化記錄與鄰近的改則、獅泉河氣象站年平均氣溫以及夏季平均氣溫分別進行相關性比較。在有氣象記錄以來的1973—2016年，冰芯δ18O逐年變化記錄與改則、獅泉河氣象站年平均氣溫記錄的相關性分別是0.36和0.29；與夏季平均氣溫記錄的相關性分別是0.51和0.30（置信水平95%）。將冰芯δ18O逐年變化記錄與氣象站記錄分別采用3 a滑動平均分析，不僅保留了記錄的基本變化趨勢，還削弱了短于滑動長度3 a的周期，增強變化趨勢。通過3 a滑動平均分析發現，冰芯δ18O逐年變化記錄與氣象站記錄皆呈波狀上升趨勢，且冰芯δ18O逐年變化記錄與改則氣象站夏季平均氣溫記錄相關性達到0.54，與獅泉河氣象站夏季平均氣溫記錄相關性達到0.37。由此可見，阿汝冰芯δ18O逐年變化記錄不僅對局地氣溫變化具有較好的代表性，而且能夠更好的反映夏季平均氣溫變化情況，這也印證了前文提到的青藏高原北部受中緯度西風環流影響地區，降水δ18O與季節氣溫變化呈良好的線性關系。

得知阿汝冰芯δ18O逐年變化記錄對反映氣溫變化趨勢具有較好的代表性，因此，采用M-K趨勢檢驗［34］計算有氣象記錄以來的1973—2016年間，冰芯δ18O逐年變化與改則、獅泉河氣象站夏季平均氣溫記錄的統計量，冰芯δ18O逐年變化記錄的統計量Z為2.88，改則、獅泉河氣象站夏季平均氣溫記錄的統計量Z分別為5.47和5.42。根據M-K趨勢分析，在α顯著性水平上，時間序列具有顯著的增加趨勢或者減少趨勢，對于統計量Z來說，若Z＞0，則表示呈上升趨勢；若Z＜0，則表示呈下降趨勢。由此可知，冰芯δ18O逐年變化與改則、獅泉河氣象站記錄的氣溫在過去44年呈上升趨勢，且由于Z值的絕對值大于顯著水平0.01的正態分布臨界值2.56，說明1973年以來阿汝冰芯記錄的氣溫呈顯著上升趨勢。

為了便于比較，在運用M-K檢驗分析氣溫變化趨勢的基礎上，采用線性回歸法分析阿汝冰芯δ18O逐年變化記錄與鄰近的改則、獅泉河氣象站夏季平均氣溫變化（圖5）。由線性擬合方程可知，改則［圖5（a）］、獅泉河［圖5（b）］氣象站記錄的夏季平均氣溫增溫率分別是0.46℃·（10a）-1、0.51℃·（10a）-1，冰芯δ18O逐年變化［圖5（c）］記錄的上升率約為0.67‰·（10a）-1。根據前人研究表明青藏高原北部高海拔地區降水中δ18O變化約0.67‰，相當于溫度變化1℃［35-39］，說明阿汝冰芯δ18O記錄的上升率0.67‰·（10a）-1，代表增溫率約1℃·（10a）-1。而且根據增溫率可知，改則、獅泉河氣象站夏季平均氣溫變化在有氣象記錄以來的44年間，累計增溫幅度達到2.02℃和2.24℃，冰芯δ18O逐年變化記錄的累計增溫幅度達到4.4℃，大約是氣象站累計增溫幅度的2倍。

圖5 改則（a）、獅泉河（b）與阿汝冰芯δ18O記錄（c）夏季平均氣溫變化Fig.5 The summer mean temperature at Gaize（a）and Shiquanhe（b）with annualδ18O values in Aru ice core（c）

進一步將M-K檢驗法用于檢驗時間序列的突變情況，對冰芯δ18O與改則、獅泉河兩氣象站1973—2016年夏季均溫變化進行突變分析（圖6），圖6中UF和UB為2條序列曲線，若UF＞0，則表示該序列具有上升趨勢；反之，若UF＜0，則表示該序列具有下降趨勢。當UF的值超出臨界線（上限、下限）時，表示該序列具有顯著的上升或者下降趨勢，超出臨界線的那一部分就是出現突變的時間范疇。若UF和UB這2條序列曲線存在交點，并且該交點位于臨界直線之中，則該交點所對應的時間就是突變開始的時間［34］。

由圖6（a）可以看出，改則氣象站記錄的1973—1976年UF曲線大于0，表明氣溫呈上升趨勢；1976—1986年UF曲線小于0，表明氣溫呈下降趨勢；1986年開始UF曲線大于0，且在1994年超過顯著性檢驗水平0.01臨界線（μ=2.56），說明1986年開始呈升溫趨勢，1994年后升溫趨勢顯著，相對變暖的氣候現象明顯。進一步觀察，發現UF和UB曲線在顯著性水平α=0.01時的臨界線之間存在一個交點，具體時間在1994年，說明改則氣象站記錄的氣溫增暖是一突變現象，具體是從1994年開始的，突變年份前后夏季平均氣溫距平分別是-0.49℃和0.53℃，氣溫上升1.02℃。總體而言，改則氣象站記錄的氣候變化自1973—2016年是一個由高—低—高的變化趨勢。

由圖6（b）得知，獅泉河氣象站記錄的1973—1984年UF曲線小于0，表明氣溫呈下降趨勢；自1984年開始UF曲線大于0，且在1995年超過顯著性檢驗水平0.01臨界線（μ=2.56），說明1984年開始呈升溫趨勢，1995年后升溫趨勢顯著。進一步觀察，發現UF和UB曲線在顯著性水平α=0.01時的臨界線之間存在一個交點，具體時間在1993年，說明獅泉河氣象站記錄的氣溫增暖是一突變現象，具體是從1993年開始的，突變年份前后夏季平均氣溫距平分別是-0.61℃和0.7℃，氣溫上升1.31℃。總體而言，獅泉河氣象站記錄的氣候變化自1973—2016年是一個由低—高的變化趨勢。

由圖6（c）可以看出，阿汝冰芯δ18O逐年變化記錄的1973—1976年UF曲線大于0，表明氣溫呈上升趨勢；1976—1981年UF曲線小于0，表明氣溫呈下降趨勢；1981年開始UF曲線大于0，且在1988年超過顯著性檢驗水平0.05臨界線（μ=1.96），說明1981年開始呈升溫趨勢，1988年后升溫趨勢顯著。進一步觀察，發現UF和UB曲線在顯著性水平α=0.05時的臨界線之間存在一個交點，具體時間在1981年，說明阿汝冰芯δ18O逐年變化記錄的氣溫增暖是一突變現象，具體是從1981年開始的，突變年份前后冰芯δ18O逐年變化距平分別是-0.57‰和2.67‰，上升了1.32‰，相當于氣溫上升了約1.97℃。總體而言，阿汝冰芯δ18O逐年變化記錄的氣候變化自1973—2016年是一個由高—低—高的變化趨勢。

綜上所述，通過線性回歸法以及M-K趨勢檢驗得出，在1973—2016年間，阿汝冰芯δ18O逐年變化與改則、獅泉河氣象站夏季均溫記錄的氣溫變化總體呈顯著上升趨勢。基于此趨勢，通過M-K突變檢驗得出，20世紀80年代是氣溫變化由高—低—高的一個轉折時期，這在阿汝冰芯及兩氣象站中皆有所記錄，雖然氣象站的增溫幅度均低于阿汝冰芯記錄的增溫幅度，但仍然可以看出在過去44年里，20世紀80年代開始的升溫趨勢顯著。

3.3 阿汝與古里雅冰芯δ18O記錄的氣溫變化趨勢分析

圖6 改則（a）、獅泉河（b）與阿汝冰芯（c）1973—2016年夏季平均氣溫記錄的M-K統計量曲線Fig.6 The M-K statistic curves of Gaize（a）and Shiquanhe（b）with summer mean temperature by Aru ice core（c）during 1973—2016

對比阿汝冰芯與鄰近的古里雅冰芯δ18O逐年變化共同記錄的1917—1991年氣溫變化（圖7）發現，阿汝冰芯δ18O［圖7（a）］最高值-6.36‰與最低值-14.45‰相差8.09‰，古里雅冰芯δ18O［圖7（b）］最高值-9.47‰與最低值-19.57‰相差10.10‰，說明古里雅冰芯記錄波動幅度較大；阿汝冰芯δ18O記錄的平均值為-9.75‰，古里雅冰芯記錄的δ18O平均值為-13.51‰，古里雅冰芯δ18O均值比阿汝冰芯低3.76‰，但兩支冰芯鉆取地直線距離約145 km，相對高程差僅50 m，冰芯δ18O平均值之差反映的氣溫差與高程依賴性不一致，這說明古里雅冰芯記錄的δ18O偏低可能與古里雅冰芯鉆取自亞洲中部最大最高最冷的冰帽自然環境有關［40］。

通過計算兩支冰芯1917—1991年δ18O逐年變化記錄的M-K統計量得知，阿汝冰芯δ18O逐年變化記錄的統計量Z為2.53，古里雅冰芯δ18O逐年變化記錄的統計量Z為3.43。由此可知，阿汝與古里雅冰芯δ18O逐年變化記錄的氣溫在過去75年呈上升趨勢，且由于Z值的絕對值大于顯著水平0.05的正態分布臨界值1.96，說明1917年以來兩支冰芯記錄的氣溫總體呈顯著上升趨勢。

同樣地，在運用M-K檢驗法分析氣溫變化趨勢的基礎上，采用線性回歸法對阿汝與古里雅冰芯δ18O逐年變化記錄進行分析（圖7）。由線性擬合方程可知，阿汝冰芯δ18O記錄的上升率約0.17‰·（10a）-1，根據中高緯地區降水同位素與溫度的比值約0.67‰·℃-1可 知［41-42］，增 溫 率 約 為0.25℃·（10a）-1，75年間累計增溫幅度達到1.9℃；古里雅冰芯δ18O記錄的上升率約0.37‰·（10a）-1，增溫率約為0.55℃·（10a）-1，累計增溫幅度達到4.09℃。這說明古里雅冰芯記錄的75年間增溫幅度大于阿汝冰芯記錄，這與前文提到的古里雅冰芯記錄波動幅度較大也正好對應。

進一步將M-K檢驗法用于檢驗時間序列的突變情況［34］，對阿汝與古里雅冰芯δ18O逐年變化記錄的1917—1991年氣溫變化進行突變分析（圖8）。由圖8（a）可以看出，阿汝冰芯δ18O逐年變化記錄的1917—1938年氣溫波動有所下降。1938年開始，氣溫變化呈波動上升趨勢，并在1956—1959年、1963—1976年、1989—1991年超過顯著性檢驗水平0.05臨界線（μ=1.96），說明升溫趨勢顯著，相對變暖的氣候現象明顯。進一步觀察發現，UF和UB曲線在顯著性水平α=0.05時的臨界線之間存在一個交點，具體時間在1949年，說明阿汝冰芯δ18O逐年變化記錄的1917—1991年氣溫變化在1949出現由低—高的突變，突變年份前后冰芯δ18O逐年變化距平分別是-0.31‰和0.43‰，上升了0.74‰，相當于氣溫上升了約1.1℃。總體而言，阿汝冰芯δ18O逐年變化記錄的氣候變化自1917—1991年是一個由低—高的變化趨勢。

圖7 阿汝冰芯（a）與古里雅冰芯（b）δ18O記錄對比Fig.7 Comparisons of theδ18O value in Aru and Gliya ice cores（the black dash line is average value and red dash line is the linear trend）

圖8 阿汝冰芯（a）與古里雅冰芯（b）1917—1991年δ18O記錄的M-K統計量曲線Fig.8 The M-K statistic curves ofδ18O value in Aru（a）and Guliya（b）ice cores from 1917 to 1991

由圖8（b）可以看出，古里雅冰芯δ18O記錄的1917—1920年呈波動升溫趨勢，1920—1934年呈下降趨勢。1934年開始，氣溫變化呈上升趨勢，并在1956年超過顯著性水平0.05的臨界線（μ=1.96），說明升溫趨勢顯著，相對變暖的氣候現象明顯。進一步觀察發現，UF和UB曲線在顯著性水平α=0.05時的臨界線之間存在一個交點，具體時間在1937年，說明古里雅冰芯δ18O逐年變化記錄的1917—1991年氣溫變化在1937出現由低—高的突變，突變年份前后冰芯δ18O逐年變化距平分別是-0.48‰和1.33‰，上升了1.81‰，相當于氣溫上升約2.7℃。總體而言，古里雅冰芯δ18O逐年變化記錄的氣候變化自1917—1991年是一個由高—低—高的變化趨勢。

綜上所述，通過線性回歸法以及M-K趨勢檢驗得出，在1917—1991年間，阿汝與古里雅冰芯δ18O逐年變化記錄的氣溫變化總體呈顯著上升趨勢。基于此趨勢，通過M-K突變檢驗得出，75年間氣溫變化是一個由低—高的趨勢，也就是自20世紀30年代開始氣溫上升，到50年代后期升溫趨勢顯著，持續波動升溫至20世紀90年代。但是阿汝冰芯記錄的增溫幅度小于古里雅冰芯記錄，這不僅不能否認升溫趨勢顯著，反而印證了前文兩次提到的古里雅冰芯記錄較阿汝冰芯波動幅度大。

4 結論

本文選取青藏高原西部阿汝冰崩區的阿汝冰芯上部17.87 m樣品，分析冰芯δ18O記錄的1917—2016年氣溫變化，得出以下結論：

（1）首先，以冰芯δ18O季節變化特征作為年層劃分指標，以β活化度、137Cs峰值作為參考層位，借助冰芯污化層等物理特征，確定冰芯上部17.87 m重建的時間序列是1917—2016年，結合Nye模型計算的時間序列對比發現定年誤差僅為1 a。

（2）然后，通過阿汝冰芯δ18O逐年變化記錄與鄰近的改則、獅泉河氣象站夏季平均氣溫記錄對比以及M-K檢驗，發現1973—2016年間冰芯δ18O與氣象站不僅記錄了氣溫變化由高—低—高的總體上升趨勢，而且記錄了20世紀80年代中期是氣溫變暖的突變。

（3）最后，通過阿汝冰芯與鄰近的古里雅冰芯1917—1991年δ18O記錄對比以及M-K檢驗，發現兩支冰芯δ18O逐年變化記錄了75年間局地區域氣溫由低—高不斷升高的趨勢，而且自20世紀50年代后期開始升溫趨勢顯著，氣候環境不斷變暖。

綜上所述，本文通過鉆取自青藏高原西部阿汝冰崩區的阿汝冰芯，重建了冰崩區過去百年高分辨率氣溫變化記錄。結合阿汝冰芯與鄰近氣象站以及古里雅冰芯記錄分析，發現阿汝冰芯δ18O逐年變化記錄的氣溫是一個由低—高—低—高的總體上升趨勢，表現為1917—1938年、1976—1981年處于相對低溫時期；1938—1976年、1981—2016年處于相對高溫時期，且過去100 a低溫持續時間短、降溫幅度逐漸降低，高溫時期持續時間長、升溫幅度逐漸升高。尤其是20世紀80年代以來增溫幅度大，氣候變暖現象顯著。研究內容不僅對分析阿汝冰崩的發生提供了可靠的氣候背景參考，而且結合鄰近的氣象站記錄以及古里雅冰芯恢復了青藏高原西部局地區域近100 a氣候變化的總趨勢，對完善青藏高原地區冰芯高分辨率氣候變化趨勢研究有著基礎性作用。