基於兩極冰芯的過去2000年火山活動序列重建研究

《基於兩極冰芯的過去2000年火山活動序列重建研究》是依託浙江大學，由高超超擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：基於兩極冰芯的過去2000年火山活動序列重建研究
• 依託單位：浙江大學
• 項目負責人：高超超
• 項目類別：青年科學基金項目

項目摘要

本項目針對現有火山序列缺乏全球氣候模式所需的時間覆蓋和空間解析度的問題，旨在利用66組兩極冰芯數據（特別是已收集的9組深冰芯數據），重建覆蓋過去2000年且具有較高緯度、海拔和月解析度的火山強迫序列。多元數據集成及冰芯記錄向大氣輻射強迫的轉化是基於冰芯的火山序列重建中亟待解決的科學問題。擬通過狀態空間模型提取信號並計算火山事件的發生機率，解決多元冰芯數據的集成利用問題；通過冰芯中的放射性核試驗塵埃和Pinatubo火山沉積量與其相應大氣通量的對比，計算從冰芯記錄向大氣總通量的轉換係數；通過經衛星遠程觀測和模式結果修正的非局部擴散模型，重建具有氣候模式所需時空解析度的火山序列。研究將構建火山活動長序列重建的資料庫和時空分布拓展模型，並為全球氣候模式提供敏感度計算和氣候變化歸因分析所需的驅動數據。通過重現過去2000年（尤其是11世紀之前）的火山活動歷史，為冰芯年代學和火山考古研究提供依據。

結題摘要

作為氣候變化的關鍵驅動因子，歷史火山活動及其輻射強迫序列的重建在區分氣候變化的人為與自然因素從而準確預測未來氣候變化中起重要作用。本項目針對現有火山序列缺乏全球氣候模式所需的時間覆蓋和空間解析度的問題，收集整理了66組兩極冰芯數據，修正了全新世晚期的火山活動數據；進一步利用9組長冰芯數據，重建了覆蓋過去12000年且具有較高緯度、海拔和月解析度的火山強迫序列。搭建了狀態空間模型提取信號並計算火山事件的發生機率，解決多元冰芯數據的集成利用問題；通過冰芯中的放射性核試驗塵埃沉積量以及典型火山事件的模擬與觀測的對比，完成了從火山氣溶膠的冰芯記錄向大氣總通量的轉換。通過經衛星遠程觀測和模式結果修正的非局部擴散模型，重建了具有氣候模式所需時空解析度的火山序列，為全球氣候模式提供敏感度計算和氣候變化歸因分析所需的驅動數據。以本項目為第一、二資助，發表SCI論文5篇，培養碩士研究生2人，參加多次國內外學術交流。另外，結合重建和CESM模擬結果，完成了對1815 Tambora和1783Laki等典型火山事件的氣候與生態效應研究，提出氣候系統內部變率對火山強迫回響的潛在調製作用。在此基礎上申請的面上項目獲資助。