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气候变化对人类的生存与发展有着重要而深刻的影响。研究历史气候变化并分析其机理,对我们了解现代气候的过程及变化趋势具有很大帮助。青藏高原由于其海拔高、气温低,有大量的山地冰川分布,是极地以外重要的冰川分布区。随着全球变暖,青藏高原正在发生的环境变化逐渐成为全球关注的焦点。冰芯记录具有分辨率高、保真度好、信息丰富、时间尺度长等优势,是研究气候变化的良好载体。青藏高原冰芯能够记录青藏高原周边区域乃至北半球的气候变化信息。2002年在珠穆朗玛峰东北坡的东绒布冰川(27°59’N,86°55′E,6518 m a.s.l.)钻取了一支108.8米长的冰芯。本研究以东绒布冰芯主要离子和δD同位素为主要指标,采用EOF、M-K检验、小波分析等方法,对比了冰芯记录与大气环流各因子的关系,并探讨了冰芯离子记录的过去1000a气候变化,研究的主要结果如下。1.对冰芯离子进行EOF分析,结果表明,陆源离子(Mg2+, Ca2+, SO42-和NO3-)在EOF1的载荷较高,海洋离子(C1-和Na+)在EOF2的载荷较高。EOF1与夏季亚洲大陆地表气压呈正相关关系(中心位于蒙古及周边区域),而EOF2与夏季亚洲大陆的地表气压呈负相关关系。进一步的检测表明,亚洲大陆高压增强、温度偏低时,青藏高原南部区域受大陆气团影响增强而南亚季风气团影响减弱,此时与大陆气团相关联的陆源离子输送增加而海洋离子输送减少(EOF1偏高EOF2偏低)。当亚洲大陆低压增强、温度偏高时,陆地低压吸引南亚季风气团深入北上,青藏高原南部地区南亚季风的影响增强而大陆气团的影响减弱,因此冰芯海洋离子输送增加而陆源离子输送减小(此时EOF2偏高的EOF1)。陆源离子和海洋离子可作为青藏高原南部地区大陆气团与南亚季风气团强度的替代指标。2.对比了过去1000a EOF1和EOF2的关系发现,在-1380年以前,EOF1和EOF2有着共同的变化趋势,呈现出正相关关系；～1380年之后EOF1和EOF2呈负相关关系。突变检测显示在过去1000a EOF1呈上升趋势,突变时间点在～1382年,EOF2呈下降趋势,突变时间点在～1358年。从Ca2+和Clm-所指代的蒙古高压和青藏高原南部南亚季风的变化来看,蒙古高压在-1382年以前较弱,～1382年以后显著增强,～1382-1900年期间有过4次偏弱的时段；青藏高原南部的南亚季风在～1358年之前较强,在～1358年后开始减弱,在～1600-1700年有过一次短暂的增强阶段,其余的时间段都是偏弱的。这表明青藏高原大气环流模式在～1358-1382年前后发生了转型,这和中世纪暖期-小冰期的气候转型相一致。依据冰芯记录推测,在中世纪暖期气候偏暖,陆地低压强,南亚季风能够深入北上,青藏高原南部降水增多,在此时段冰芯离子浓度主要受到季风降水量影响,陆源离子和海洋离子有共同的变化趋势。进入小冰期以来,陆地高压增强,南亚季风中心南移,此时喜马拉雅地区季风降水减少,冰芯离子浓度主要受到大陆气团和季风气团强度的影响,降水量影响减弱,由于气团相互作用,陆源离子和海洋离子呈现负相关关系。虽然青藏高原南部地区的季风在减弱,但是喜马拉雅以南低纬度地区的南亚季风增强,这可能和南亚季风槽的南移有关。从大气环流的形式来看,自小冰期以来青藏高原南部地区环流模式一直持续到现在。3.冰芯离子与主要气候模态的分析表明,亚洲-太平洋涛动(APO)指数与EOF1负相关而与EOF2正相关。太平洋年代际涛动指数(PDO)与EOF1正相关而与EOF2负相关。进一步分析表明当APO增强(PDO偏弱)时,以蒙古地区为中心的亚洲大部地区地表气压偏低,对流层气温偏高,太平洋东部地区气压偏高、温度偏低,此时青藏高原南部地区大陆气团减弱,季风气团增强,陆源离子输送减少,海洋离子输送增加；APO减弱(PDO偏强)时,蒙古及周边区域气压偏高、温度偏低,太平洋东部地区气压偏低、温度偏高,此时青藏高原南部地区南亚季风增强、大陆气团强度偏弱,因此海洋离子的输送增加而陆源离子的输送减小。APO和PDO通过对大气环流的作用影响到青藏高原南部的离子传输。冰芯离子记录与南方涛动指数(SOI)对比发现,EOF1偏高(偏低)和EOF2偏低(偏高)的年份,南方涛动指数偏低(偏高)。交叉小波和小波相干分析表明EOF时间序列和SOI有共同的高能量区,这证实了东绒布冰芯离子记录与ENSO的相关性。进一步的检测表明SOI偏高时青藏高原南部地区大陆气团会减弱,南亚季风气团会增强,导致海洋离子输送增多而陆源离子输送减少。青藏高原南部地区和澳大利亚达尔文(Darwin)地区地表气压的同相位变化把ENSO和青藏高原南部离子传输关联到了一起。APO、PDO和ENSO都是大尺度大气环流异常现象,这种环流异常和青藏高原地区大气环流相互之间紧密相关,各气候模态之间也存在显著的关联性。正因为如此,各种气候模态通过对大气环流的作用影响了青藏高原南部的离子传输,冰芯离子记录了这种气候变化信息。