青藏高原西部阿汝冰芯记录的近100 a气温变化研究

杨丹丹，姚檀栋，邬光剑，朱美林，德 吉

（1.中国科学院青藏高原研究所青藏高原环境变化与地表过程重点实验室，北京100101；2.中国科学院大学，北京100049；3.中国科学院青藏高原地球科学卓越创新中心，北京100101；4.兰州大学资源环境学院，甘肃兰州730000）

0 引言

青藏高原作为全球中低纬地区最大的冰川分布区，被誉为“地球第三极”［1］。以青藏高原为核心的第三极地区作为气候变化的敏感区、启动区［2］，在全球变暖气候条件影响下，以冰崩为代表的冰川灾害活动在该地区显著增加［3］，为有效防范该地区冰川灾害活动的发生，探索冰崩区以及青藏高原地区过去气候环境信息显得尤为重要。冰芯可以记录近100 a高分辨率气候变化特征，相关内容不仅对于研究青藏高原局地区域气候变化规律具有重要的现实意义，对于完善第三极地区高分辨率冰芯气候环境记录也具有重要的科学意义。

自20世纪80年代以来，国内外科学家在青藏高原冰川上开展了广泛的研究。1987年钻取的敦德冰芯恢复了末次冰期以来的气候环境变化信息，随后钻取了除南北极之外年代序列最长（＞760 ka）的古里雅冰芯［4-5］，以及海拔最高（7 010 m）的达索普冰芯［6］等多支冰芯用于气候变化研究，该地区已成为以冰芯为单一指标进行大范围气候变化研究的理想地区［7］。但根据前人在青藏高原地区的冰芯研究发现，高原气象站记录作为冰芯记录分析的重要参考［8-9］，无论是在时间还是空间上对于温度变化研究都存在很大的不足。青藏高原地区气象站大多建立于20世纪中叶之后，气象站记录开始时间晚，且在高原分布稀疏不均，尤其是高原西部地区分布甚少［10］。这对恢复青藏高原西北部地区气候变化记录造成了局限性。因此，高分辨率的冰芯记录研究对于此局限性具有一定的补充。王宁练等［12］根据马兰冰芯δ18O记录恢复了青藏高原近百年［11］以及千年的气候环境变化，张拥军等［13］利用各拉丹东冰芯δ18O记录恢复了长江源区过去70 a间气候变化，姚檀栋等［14］利用达索普等4根冰芯δ18O记录研究了青藏高原近100 a的温度变化，这些研究都表明青藏高原气候在近100 a呈变暖趋势。但青藏高原西部地区近100 a气温变化趋势研究缺乏综合对比，在研究西北部局地区域气温变化趋势方面存在不足之处。因此，结合阿汝冰芯与气象站以及古里雅冰芯记录，综合分析青藏高原西部近100 a气温变化趋势，不仅能够弥补研究的不足之处，还能为阿汝冰崩的发生提供可靠的气候背景信息。

本文以青藏高原西部阿汝冰崩区钻取的阿汝冰芯为研究对象，通过冰芯δ18O记录重建了近100 a的时间序列，并利用Nye模型验证定年的准确性。结合阿汝冰芯记录与气象站以及古里雅冰芯进行对比研究，探讨青藏高原西部地区近100 a气温变化趋势，进一步补充完善了青藏高原西部地区近百年高分辨率气候环境变化记录。

1 研究区概况

阿里地区位于西藏自治区西北部，是喜马拉雅山、冈底斯山、喀喇昆仑山等众多大型山脉的交汇处，以高原宽谷地貌为主。属于高原干旱气候区，大部分地区气温低、降水稀少，季节性强。2016年7月和9月，西藏阿里地区阿汝错冰川群53号冰川和50号冰川在短时间内先后爆发了两次大型冰崩灾害。阿汝错冰川群从冰川水热发育条件及冰川物理性质方面划分，可以归为极大陆性冰川［15-16］。极大陆性冰川对气候变暖的敏感性较低。在全球变暖的大背景下，青藏高原冰川整体处于退缩状态，但是在青藏高原西部以及喀喇昆仑、昆仑山和东帕米尔一带，冰川消融微弱，部分冰川甚至出现前进或厚度增加的现象［17-18］。

本文研究的阿汝冰芯钻取自阿汝冰川（冰川编目 编 号：5Z412B0013）［16］海 拔6 150 m的 积 累 区（33°59′N，82°15′E），长度为55.29 m。第一次冰崩发生在阿汝错西侧山脉的北冰川（53号冰川群），第二次冰崩发生在南冰川（50号冰川群）。图1为阿汝冰芯钻取位置，邻近的改则气象站（32°9′N，84°25′E），海拔4 416 m，年均气温0.4℃，年均降水量179 mm；狮泉河气象站（32°3′N，80°5′E），海拔4 279 m，年均气温0.7℃，年均降水量仅65 mm。当地的植被以高寒草甸为主，草丛低矮耐旱，土壤类型主要为耕作亚高山草原土［19-20］。本文用于对比研究的古里雅冰芯（35°23′N，81°47′E），是科研人员于1992年在距阿汝冰芯约145 km的西北部海拔6 200 m冰帽上钻取的长度308.6 m的冰芯。

2 样品采集与测定

2017年9月，科研人员在阿汝错西侧第二次发生冰崩的南冰川海拔6 150 m积累区钻取一支长达55.29 m的透底冰芯，用洁净的聚乙烯袋封装并储存在保温箱中，以冷冻状态运回实验室，并在冰雪样品超净室（-20℃冷库）内对冰川冰的属性、污化层特征等物理特征进行描述记录，并拍照留存［21］。为保证描述工作的可靠性，对其重复描述校正一次。冰芯描述记录将作为冰芯定年、积累量恢复等后续工作的重要参考资料。

为获取稳定氧同位素、粉尘、离子等多种指标测试需要的样品，对冰芯样品进行了切割分样。先将冰芯按2 cm间隔分样，共得到2 663个样品。将每2 cm样品外围约0.5 cm厚度用超净手术刀刮去表层，然后沿深度方向刮下分为3份，将稳定氧同位素样品装入15 mL聚丙烯（PP）样品瓶，其余样品也分别装入50 mL聚丙烯（PP）样品瓶中冷冻密封保存用于粉尘、混合样的测定；外层削下部分样品以约0.4 m间隔装入洁净的自封袋中，共取得132个样品，用作β活化度、137Cs的测试。

冰芯稳定氧同位素样品在青藏高原研究所环境变化与地表过程重点实验室测定，在测定前将冰芯待测样品从-20℃冰箱中取出，在室温（约20℃）条件下完全自然融化、过滤后，注入1.5 mL测样瓶中待测。使用仪器为美国波长扫描-光腔衰荡光谱仪（Wave Scan-Cavity Ring Down Spectrometer）Picarro L2140-i，其测样精度分别为δ18O≤0.05‰，δD≤0.04‰，δ17O≤0.1‰。在样品测试结束后，对数据进行校正处理，对于超过精度要求的样品继续保持低温冷冻状态保存等待再次测样，以提高其测试精度。而且测样结束后按照10%主动重测原则，即随机抽取约300个样品重新测试，前后两次测样的误差保持在0.005以内，几乎可以忽略不计。由此可见，稳定氧同位素测试的精度较高。本文所涉及的稳定氧同位素数据主要是0～17.87 m共850个样品，平均每个样品深度范围是2.08 cm，所得到的δ18O、δD、δ17O三组数据随深度的变化非常一致，用于分析的数据主要是冰芯δ18O记录，其余两组数据作为δ18O记录的定年参考。

β活化度样品在中国科学院西北生态环境资源研究院冻土工程国家重点实验室分析测试，使用仪器为Mini 20 Alpha-Beta Multidetector，将样品置于烧杯中于室温条件下完全融化，用阳离子/阴离子吸附膜过滤3～5遍，使得几乎全部的不溶微粒和大多数的离子能够吸附在滤膜上以保证不溶颗粒和离子成分可以完全吸附于滤膜上，将滤膜取出置于室温下晾干，然后放置在仪器上测量。测量结果为探测器每分钟所探测到的β粒子数cpm（counter per minute），需要结合仪器的β活化度典型本底计数率以及工作效率进行校正，当发现测量误差（r＜0.001）小到可以忽略不计时，认为测量结果可靠。

137Cs测试利用β活化度测试后的样品，在中国科学院青藏高原研究所环境变化与地表过程重点实验室完成。测试结果显示0～17.87 m出现1次峰值位于10.14～10.55 m处。一般情况下冰芯β活化度和137Cs的测试结果能够确认1962/63年全球核爆活动产生的放射性同位素峰值位置，可以作为冰芯定年的重要参考依据之一。

3 分析与讨论

3.1 冰芯定年

冰芯作为古气候重建的重要载体，时间序列的确定是重建气候环境记录关键的一步，也是冰芯气候环境研究的基础［22］。冰芯时间序列的建立有多种方法，一般进行综合交叉定年，借助参考层位对定年结果进行验证。待实验室分析工作完成后，借助冰芯邻近的气象站气温降水记录，以δ18O季节变化特征作为年层划分的指标，1963年核试验产生的放射性物质反映的β活化度、137Cs峰值作为参考层位［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纬度西风环流影响地区，降水δ18O与气温变化不仅在多年尺度上呈正相关关系，而且与季节气温变化呈良好的线性关系［26］。在阿汝冰芯邻近的古里雅冰芯中也发现δ18O值夏季较高，冬季较低［27］。因此，阿汝冰芯年层的划分以δ18O低值为界，相邻的δ18O低值代表1个年层从冬季到冬季的始末，即相邻两个δ18O低值对应1个年层。根据δ18O季节变化特征重建了阿汝冰芯上部17.87 m对应的1917—2016年时间序列（图2）。从图2可以看出冰芯上部17.87 m样品的β活化度测试结果出现了5次较明显的峰值，分别位于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范围内；137Cs测试结果出现1次明显的峰值位于10.14～10.55 m范围内。

图3 是位于137Cs峰值范围内的δ18O季节变化，可以得知δ18O季节变化特征确定的1963年（10.49 m）位于β活化度和137Cs测试的共同峰值10.14～10.55 m范围内，说明1963年人工核试验造成的自然界大气中β活化度和137Cs记录在冰芯中很好地保存下来，因此可借助这一参考层位对定年结果进行验证。

为保证冰芯δ18O季节变化特征重建的年代序列准确性，本文选用冰川流动模型计算冰芯上部17.87 m的年代序列。Nye［28］曾提出一个流动模型，假定冰层变薄速率一致，且不考虑冰川底部融化。这一模型对冰川上部的年龄模拟较为准确［29］，其数

图2 阿汝冰芯定年结果Fig.2 Dating result of the Aru ice core

图3 137Cs峰值范围内的δ18O季节变化Fig.3 The seasonal variation ofδ18O within the peaks of 137Cs

学表达式：

式中：λ为距冰床高度z处的年层厚度；λ0为位于冰川表面时的原始年层厚度；H0为冰川厚度。基于Nye模式的假设条件，冰床以上z处冰层的年龄（t）由下式确定：

式中：H为冰川冰当量厚度。在稳定状态下，冰川表面向下的速度（-w）与年净积累量（c）相同；而且该动力模型假定冰川底部冻结在基岩上，即当z=0时，w=0，因此有：

将式（3）代入式（2），即可得到冰芯定年关系式：

基于Nye模式建立的定年关系式模拟阿汝冰芯上部17.87 m的年代序列时，年净积累量c的取值考虑到冰芯最上部年层厚度受冰川流变的影响程度很小，因此利用冰芯记录的21世纪以来年平均净积累量（约0.21 m冰当量厚度）代表其年净积累量。因为阿汝冰芯是一支透底冰芯，本文不考虑未钻到冰床的情况。

图4 是冰芯δ18O记录与Nye模式分别建立的阿汝冰芯上部17.87 m对应的深度-年份关系对比，δ18O记录重建的17.87 m对应的年份是1917—2016年，Nye模式重建的年份约是1916年3月—2016年8月，两种方法重建的17.87 m对应年份差距仅为1 a。说明冰芯δ18O季节变化特征重建的上部17.87 m时间序列是可靠的。

图4 冰芯δ18O记录与Nye模式建立的深度-年份结果对比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验证，已经确定了阿汝冰芯上部17.87 m重建的时间序列。值得注意的是，阿汝冰芯β活化度记录共出现了5次高低不一的峰值，这在青藏高原其他冰芯记录中是比较少见的。β活化度不仅记录了1986年切尔诺贝利核事故出现在冰芯5.96～6.51 m深度范围内，而且有两次β活化度值高于1963年的峰值，第一次峰值出现在冰芯2.52～3.07 m，对应的年代范围是2003—2006年，根据“史上十大核事故”记载，这次峰值可能与3年间发生的两次核泄漏事件有关，分别是2004年发生在日本美滨核电站的蒸汽爆发事件［30］，2005年英国塞拉菲尔德发生的装置内大量放射性物质释放［31］。第二次峰值发生在8.73～9.20 m，对应的年代范围是1968—1971年，根据美国《时代》杂志评选出的“十大恐怖核事故”，1968年曾发生一次人为核事故，美国一架轰炸机所携带的核武器破裂致使放射性污染物大范围扩散［32］，1970年美国加卡平地下一万吨级当量核装置爆炸导致放射性残骸泄露［33］。由于β活化度样品包含冰芯深度范围约0.4 m，包含的年份往往大于1 a，因此不能准确判断峰值的具体年份，但也不排除是多次核泄漏事件及其他未知事件共同导致的β活化度峰值。

3.2 阿汝冰芯与气象站记录的气温变化趋势分析

为了验证阿汝冰芯δ18O时间序列对局地气温变化的代表性，首先将冰芯δ18O逐年变化记录与邻近的改则、狮泉河气象站年平均气温以及夏季平均气温分别进行相关性比较。在有气象记录以来的1973—2016年，冰芯δ18O逐年变化记录与改则、狮泉河气象站年平均气温记录的相关性分别是0.36和0.29；与夏季平均气温记录的相关性分别是0.51和0.30（置信水平95%）。将冰芯δ18O逐年变化记录与气象站记录分别采用3 a滑动平均分析，不仅保留了记录的基本变化趋势，还削弱了短于滑动长度3 a的周期，增强变化趋势。通过3 a滑动平均分析发现，冰芯δ18O逐年变化记录与气象站记录皆呈波状上升趋势，且冰芯δ18O逐年变化记录与改则气象站夏季平均气温记录相关性达到0.54，与狮泉河气象站夏季平均气温记录相关性达到0.37。由此可见，阿汝冰芯δ18O逐年变化记录不仅对局地气温变化具有较好的代表性，而且能够更好的反映夏季平均气温变化情况，这也印证了前文提到的青藏高原北部受中纬度西风环流影响地区，降水δ18O与季节气温变化呈良好的线性关系。

得知阿汝冰芯δ18O逐年变化记录对反映气温变化趋势具有较好的代表性，因此，采用M-K趋势检验［34］计算有气象记录以来的1973—2016年间，冰芯δ18O逐年变化与改则、狮泉河气象站夏季平均气温记录的统计量，冰芯δ18O逐年变化记录的统计量Z为2.88，改则、狮泉河气象站夏季平均气温记录的统计量Z分别为5.47和5.42。根据M-K趋势分析，在α显著性水平上，时间序列具有显著的增加趋势或者减少趋势，对于统计量Z来说，若Z＞0，则表示呈上升趋势；若Z＜0，则表示呈下降趋势。由此可知，冰芯δ18O逐年变化与改则、狮泉河气象站记录的气温在过去44年呈上升趋势，且由于Z值的绝对值大于显著水平0.01的正态分布临界值2.56，说明1973年以来阿汝冰芯记录的气温呈显著上升趋势。

为了便于比较，在运用M-K检验分析气温变化趋势的基础上，采用线性回归法分析阿汝冰芯δ18O逐年变化记录与邻近的改则、狮泉河气象站夏季平均气温变化（图5）。由线性拟合方程可知，改则［图5（a）］、狮泉河［图5（b）］气象站记录的夏季平均气温增温率分别是0.46℃·（10a）-1、0.51℃·（10a）-1，冰芯δ18O逐年变化［图5（c）］记录的上升率约为0.67‰·（10a）-1。根据前人研究表明青藏高原北部高海拔地区降水中δ18O变化约0.67‰，相当于温度变化1℃［35-39］，说明阿汝冰芯δ18O记录的上升率0.67‰·（10a）-1，代表增温率约1℃·（10a）-1。而且根据增温率可知，改则、狮泉河气象站夏季平均气温变化在有气象记录以来的44年间，累计增温幅度达到2.02℃和2.24℃，冰芯δ18O逐年变化记录的累计增温幅度达到4.4℃，大约是气象站累计增温幅度的2倍。

图5 改则（a）、狮泉河（b）与阿汝冰芯δ18O记录（c）夏季平均气温变化Fig.5 The summer mean temperature at Gaize（a）and Shiquanhe（b）with annualδ18O values in Aru ice core（c）

进一步将M-K检验法用于检验时间序列的突变情况，对冰芯δ18O与改则、狮泉河两气象站1973—2016年夏季均温变化进行突变分析（图6），图6中UF和UB为2条序列曲线，若UF＞0，则表示该序列具有上升趋势；反之，若UF＜0，则表示该序列具有下降趋势。当UF的值超出临界线（上限、下限）时，表示该序列具有显著的上升或者下降趋势，超出临界线的那一部分就是出现突变的时间范畴。若UF和UB这2条序列曲线存在交点，并且该交点位于临界直线之中，则该交点所对应的时间就是突变开始的时间［34］。

由图6（a）可以看出，改则气象站记录的1973—1976年UF曲线大于0，表明气温呈上升趋势；1976—1986年UF曲线小于0，表明气温呈下降趋势；1986年开始UF曲线大于0，且在1994年超过显著性检验水平0.01临界线（μ=2.56），说明1986年开始呈升温趋势，1994年后升温趋势显著，相对变暖的气候现象明显。进一步观察，发现UF和UB曲线在显著性水平α=0.01时的临界线之间存在一个交点，具体时间在1994年，说明改则气象站记录的气温增暖是一突变现象，具体是从1994年开始的，突变年份前后夏季平均气温距平分别是-0.49℃和0.53℃，气温上升1.02℃。总体而言，改则气象站记录的气候变化自1973—2016年是一个由高—低—高的变化趋势。

由图6（b）得知，狮泉河气象站记录的1973—1984年UF曲线小于0，表明气温呈下降趋势；自1984年开始UF曲线大于0，且在1995年超过显著性检验水平0.01临界线（μ=2.56），说明1984年开始呈升温趋势，1995年后升温趋势显著。进一步观察，发现UF和UB曲线在显著性水平α=0.01时的临界线之间存在一个交点，具体时间在1993年，说明狮泉河气象站记录的气温增暖是一突变现象，具体是从1993年开始的，突变年份前后夏季平均气温距平分别是-0.61℃和0.7℃，气温上升1.31℃。总体而言，狮泉河气象站记录的气候变化自1973—2016年是一个由低—高的变化趋势。

由图6（c）可以看出，阿汝冰芯δ18O逐年变化记录的1973—1976年UF曲线大于0，表明气温呈上升趋势；1976—1981年UF曲线小于0，表明气温呈下降趋势；1981年开始UF曲线大于0，且在1988年超过显著性检验水平0.05临界线（μ=1.96），说明1981年开始呈升温趋势，1988年后升温趋势显著。进一步观察，发现UF和UB曲线在显著性水平α=0.05时的临界线之间存在一个交点，具体时间在1981年，说明阿汝冰芯δ18O逐年变化记录的气温增暖是一突变现象，具体是从1981年开始的，突变年份前后冰芯δ18O逐年变化距平分别是-0.57‰和2.67‰，上升了1.32‰，相当于气温上升了约1.97℃。总体而言，阿汝冰芯δ18O逐年变化记录的气候变化自1973—2016年是一个由高—低—高的变化趋势。

综上所述，通过线性回归法以及M-K趋势检验得出，在1973—2016年间，阿汝冰芯δ18O逐年变化与改则、狮泉河气象站夏季均温记录的气温变化总体呈显著上升趋势。基于此趋势，通过M-K突变检验得出，20世纪80年代是气温变化由高—低—高的一个转折时期，这在阿汝冰芯及两气象站中皆有所记录，虽然气象站的增温幅度均低于阿汝冰芯记录的增温幅度，但仍然可以看出在过去44年里，20世纪80年代开始的升温趋势显著。

3.3 阿汝与古里雅冰芯δ18O记录的气温变化趋势分析

图6 改则（a）、狮泉河（b）与阿汝冰芯（c）1973—2016年夏季平均气温记录的M-K统计量曲线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

对比阿汝冰芯与邻近的古里雅冰芯δ18O逐年变化共同记录的1917—1991年气温变化（图7）发现，阿汝冰芯δ18O［图7（a）］最高值-6.36‰与最低值-14.45‰相差8.09‰，古里雅冰芯δ18O［图7（b）］最高值-9.47‰与最低值-19.57‰相差10.10‰，说明古里雅冰芯记录波动幅度较大；阿汝冰芯δ18O记录的平均值为-9.75‰，古里雅冰芯记录的δ18O平均值为-13.51‰，古里雅冰芯δ18O均值比阿汝冰芯低3.76‰，但两支冰芯钻取地直线距离约145 km，相对高程差仅50 m，冰芯δ18O平均值之差反映的气温差与高程依赖性不一致，这说明古里雅冰芯记录的δ18O偏低可能与古里雅冰芯钻取自亚洲中部最大最高最冷的冰帽自然环境有关［40］。

通过计算两支冰芯1917—1991年δ18O逐年变化记录的M-K统计量得知，阿汝冰芯δ18O逐年变化记录的统计量Z为2.53，古里雅冰芯δ18O逐年变化记录的统计量Z为3.43。由此可知，阿汝与古里雅冰芯δ18O逐年变化记录的气温在过去75年呈上升趋势，且由于Z值的绝对值大于显著水平0.05的正态分布临界值1.96，说明1917年以来两支冰芯记录的气温总体呈显著上升趋势。

同样地，在运用M-K检验法分析气温变化趋势的基础上，采用线性回归法对阿汝与古里雅冰芯δ18O逐年变化记录进行分析（图7）。由线性拟合方程可知，阿汝冰芯δ18O记录的上升率约0.17‰·（10a）-1，根据中高纬地区降水同位素与温度的比值约0.67‰·℃-1可 知［41-42］，增 温 率 约 为0.25℃·（10a）-1，75年间累计增温幅度达到1.9℃；古里雅冰芯δ18O记录的上升率约0.37‰·（10a）-1，增温率约为0.55℃·（10a）-1，累计增温幅度达到4.09℃。这说明古里雅冰芯记录的75年间增温幅度大于阿汝冰芯记录，这与前文提到的古里雅冰芯记录波动幅度较大也正好对应。

进一步将M-K检验法用于检验时间序列的突变情况［34］，对阿汝与古里雅冰芯δ18O逐年变化记录的1917—1991年气温变化进行突变分析（图8）。由图8（a）可以看出，阿汝冰芯δ18O逐年变化记录的1917—1938年气温波动有所下降。1938年开始，气温变化呈波动上升趋势，并在1956—1959年、1963—1976年、1989—1991年超过显著性检验水平0.05临界线（μ=1.96），说明升温趋势显著，相对变暖的气候现象明显。进一步观察发现，UF和UB曲线在显著性水平α=0.05时的临界线之间存在一个交点，具体时间在1949年，说明阿汝冰芯δ18O逐年变化记录的1917—1991年气温变化在1949出现由低—高的突变，突变年份前后冰芯δ18O逐年变化距平分别是-0.31‰和0.43‰，上升了0.74‰，相当于气温上升了约1.1℃。总体而言，阿汝冰芯δ18O逐年变化记录的气候变化自1917—1991年是一个由低—高的变化趋势。

图7 阿汝冰芯（a）与古里雅冰芯（b）δ18O记录对比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）

图8 阿汝冰芯（a）与古里雅冰芯（b）1917—1991年δ18O记录的M-K统计量曲线Fig.8 The M-K statistic curves ofδ18O value in Aru（a）and Guliya（b）ice cores from 1917 to 1991

由图8（b）可以看出，古里雅冰芯δ18O记录的1917—1920年呈波动升温趋势，1920—1934年呈下降趋势。1934年开始，气温变化呈上升趋势，并在1956年超过显著性水平0.05的临界线（μ=1.96），说明升温趋势显著，相对变暖的气候现象明显。进一步观察发现，UF和UB曲线在显著性水平α=0.05时的临界线之间存在一个交点，具体时间在1937年，说明古里雅冰芯δ18O逐年变化记录的1917—1991年气温变化在1937出现由低—高的突变，突变年份前后冰芯δ18O逐年变化距平分别是-0.48‰和1.33‰，上升了1.81‰，相当于气温上升约2.7℃。总体而言，古里雅冰芯δ18O逐年变化记录的气候变化自1917—1991年是一个由高—低—高的变化趋势。

综上所述，通过线性回归法以及M-K趋势检验得出，在1917—1991年间，阿汝与古里雅冰芯δ18O逐年变化记录的气温变化总体呈显著上升趋势。基于此趋势，通过M-K突变检验得出，75年间气温变化是一个由低—高的趋势，也就是自20世纪30年代开始气温上升，到50年代后期升温趋势显著，持续波动升温至20世纪90年代。但是阿汝冰芯记录的增温幅度小于古里雅冰芯记录，这不仅不能否认升温趋势显著，反而印证了前文两次提到的古里雅冰芯记录较阿汝冰芯波动幅度大。

4 结论

本文选取青藏高原西部阿汝冰崩区的阿汝冰芯上部17.87 m样品，分析冰芯δ18O记录的1917—2016年气温变化，得出以下结论：

（1）首先，以冰芯δ18O季节变化特征作为年层划分指标，以β活化度、137Cs峰值作为参考层位，借助冰芯污化层等物理特征，确定冰芯上部17.87 m重建的时间序列是1917—2016年，结合Nye模型计算的时间序列对比发现定年误差仅为1 a。

（2）然后，通过阿汝冰芯δ18O逐年变化记录与邻近的改则、狮泉河气象站夏季平均气温记录对比以及M-K检验，发现1973—2016年间冰芯δ18O与气象站不仅记录了气温变化由高—低—高的总体上升趋势，而且记录了20世纪80年代中期是气温变暖的突变。

（3）最后，通过阿汝冰芯与邻近的古里雅冰芯1917—1991年δ18O记录对比以及M-K检验，发现两支冰芯δ18O逐年变化记录了75年间局地区域气温由低—高不断升高的趋势，而且自20世纪50年代后期开始升温趋势显著，气候环境不断变暖。

综上所述，本文通过钻取自青藏高原西部阿汝冰崩区的阿汝冰芯，重建了冰崩区过去百年高分辨率气温变化记录。结合阿汝冰芯与邻近气象站以及古里雅冰芯记录分析，发现阿汝冰芯δ18O逐年变化记录的气温是一个由低—高—低—高的总体上升趋势，表现为1917—1938年、1976—1981年处于相对低温时期；1938—1976年、1981—2016年处于相对高温时期，且过去100 a低温持续时间短、降温幅度逐渐降低，高温时期持续时间长、升温幅度逐渐升高。尤其是20世纪80年代以来增温幅度大，气候变暖现象显著。研究内容不仅对分析阿汝冰崩的发生提供了可靠的气候背景参考，而且结合邻近的气象站记录以及古里雅冰芯恢复了青藏高原西部局地区域近100 a气候变化的总趋势，对完善青藏高原地区冰芯高分辨率气候变化趋势研究有着基础性作用。