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随着全球变暖对人们的生产生活影响的日益加剧，人们除了关注各种人类活动对气候变化的影响外，也对自然变率在气候变化中的作用给予了更多的关注。火山喷发和太阳活动是影响气候变化的自然变率中最为重要的两个强迫因子。而火山喷发，由于其作用时间短、影响强度大等特点，对较短时间尺度内的气候变化具有显著的影响，也成为古气候研究时给予较多关注的一种因素。火山喷发影响气候变化的机制主要是通过火山喷发物气溶胶散射(或反射)太阳辐射所致，其中颗粒较大的火山碎屑、火山灰等物质受重力作用而快速的沉降，影响范围和时间较为有限，而较轻的火山灰、火山气体(SO2、H2S等)等则可以随大气环流进行更大范围的传输，因此其影响区域可以进一步扩大。当一些中低纬度的火山喷发强度足够大时，火山喷发物质可及平流层下部，在随平流层大气环流的传输过程中，火山物质可以分布到半球甚至全球范围内。在传输过程中，SO2、H2S等主要气体成分受氧化生成H2SO4气溶胶，传输至南极、格陵兰冰盖，沉积并保存于雪层中的H2SO4，形成了极地冰芯中显著的非海盐硫酸根(nss-SO42-)峰值，可以作为研究历史时期火山活动的标志层。目前，南极和格陵兰冰盖众多的冰芯已经用于火山物质沉积记录的恢复与研究，研究结果显示，不同沉积环境对火山事件沉积特征的影响较为显著。
随着我国在参与国际ITASE项目中，在东南极冰盖中山站--Dome A考察沿线一系列冰芯的获取，为我们研究火山喷发物质在东南极冰盖最高区域的沉积特征提供了条件。虽然前人的部分研究已经涉及该地区的火山喷发物质的沉积，但所研究区域均位于Dome A地区的外围或距海岸带较近的地区，Dome A地区仍是该项研究的空白区。本论文通过对1999年和2005年分别在距离DomeA顶点120km的DT401(102.65m)和Dome A(109.91m)地区钻取的两支冰芯中火山喷发物质沉积记录的恢复与分析，填补了该项研究在Dome A核心区域的空白。其中几点进展和结论简述如下：
1.利用火山物质沉积记录对Dome A和DT401冰芯进行了定年
通过确定Dome A和DT401冰芯中几次已知喷发年代火山事件的沉积深度，结合实测的近期该地区的积累率，建立了两支冰芯的时间序列，其中Dome A冰芯的时间长度为4009±150年，DT401则为2680±40年。利用火山事件对两支冰芯的定年结果均与利用Herron-Langway粒雪化经验模式、β活化度等方法得出的结果一致。
2.恢复了Dome A和DT401冰芯中的火山喷发物质的沉积记录，并阐明了火山喷发物质在Dome A地区的沉积特征
通过对Dome A和DT401冰芯中火山喷发物质沉积记录的恢复与统计，结果显示DT401冰芯持续的2680年里共记录了36次火山事件，Dome A冰芯则记录了过去4009年内的45次事件，两者相比，DT401记录的事件频率稍高于DomeA冰芯。两支冰芯的研究结果均显示最近1000年是火山事件记录最多的千年，该结果与其他南极冰芯(Plateau Remote、Dome C等)中的分别结果一致。对南极冰盖14支冰芯(Dome A、DT401、DT263、PR-B、EPICA Dome C、South Pole、Dyer、Siple、Law Dome、LGB69、DronningMaud Land、Byrd、Talos Dome和DT001)中记录的五次火山事件(Agung、Krakatoa、Tambora、Kuwae和Unknown1259)的沉积特征的对比分析发现，随着积累率的增加，不同地区火山喷发物质的沉积浓度逐渐降低，但沉积通量逐渐升高，其中前者可能主要缘于高积累率地区降水的“稀释作用”，而后者则可能是由高积累率导致的更多悬浮在大气层中的火山物质被携带至雪层中的缘故。最近1000年内火山喷发物质沉积通量与Tambora沉积事件的比值(f/fT)的变化大约以1500AD为界，早期火山喷发物质的f/fT值波动显著大于1500AD之后的火山事件。其中前者持续的时段与“中世纪暖期”的时间一致，而后者则与“小冰期”的持续时间一致。暖气候条件下减弱、冷气候条件下加强的“极地涡旋”对南极洲外围物质进入内陆地区的阻碍作用，可能是对影响1500AD前后火山喷发物质沉积通量产生变化的主要原因。
3.初步探讨了火山事件对气候的影响在Dome A和DT401冰芯中的记录
在年际尺度上，火山活动对同期的气温的影响在DT401雪层中的记录表现为δ18O比率的下降，其中Agung事件的记录最为显著，但随着深度的增加，nss-SO42-与δ18O比率之间的对应关系却不甚显著，这可能与两种离子受沉积后过程的影响有关。世纪尺度上，通过统计两支冰芯中每个世纪内火山喷发次数及同期积累率和气温(δ18O)的关系，发现积累率与火山喷发频次有较好的相关性，而与δ18O的关系较差。Dome A冰芯中火山喷发物的沉积峰值与NO3-离子谷值有较好对应，显示火山物质气溶胶对NO3-离子分布有显著影响。通过对“中世纪暖期”和“小冰期”持续时段内Dome A和DT401冰芯中火山喷发物质沉积记录与同时期积累率、陆壳(Ca2+)和海洋源离子(Cl-)浓度的统计分析，得知“中世纪暖期”内Dome A地区呈现相对暖湿的气候特征，而“小冰期”则趋向于冷干，可能标志着两次气候事件在Dome A地区的记录均是存在的。