15N
14N
14C
13C
12C
14C
13C
12C
14C
13C
12C
NOAA NASA
U.S. Bureau of the Census
Mackenzie et al (2002)
Richards (1991), WRI (1990)
14C
13C 12C
Goldewijk and Battjes (1997)
IPCC
FAO
14C 13C
12C
14C
13C 12C
Petit et al. 1999. Nature 399, 429-436
14C
13C
12C
z Greenland inland ice sheet
温度(C )
14C
13C 12C
1000
1500
2000
Mann (1999)
9
14C
13C
12C
z 海洋深层水的温度变化：
z 显示升温趋势
z 原因是高纬度冬季温度升高
14C
13C
12C
14C
13C
12C
14C
13C
12C
线流量与黑子数的
13
14C
13C
12C
z在太阳活动的极大期，太阳风的磁场使宇
宙射线偏离太阳系
z导致放射性核素，如14C、10Be、44Ti，产
率降低
z负相关的最大值有近8个月的滞后期
14C
13C
12C
/qil/datasets/
Stuiver et al, The Holocene, 1993
15
14C
13C
12C
C数据反演
Solanki et al., 2004. Nature431 1084-10871614C
13C
12C
Caballero-Lopez
et al.2005
Solanki et al.2004
行星际磁场：
结果一致
近年来的增
强趋势明
显：10Be
14C
13C
12C
Eddy, 1976, 197714C
13C
12C
294, 2130
14C
13C
12C
太阳活动高峰期：云量少& 辐射更强Æ气候温暖
14C
13C
12C
Krivova et al.2003 A&A Lett 14
C 13C 12C 宇宙射线与云量
与平流层气溶胶也有良好的相关性
Vanhellemont et al, 2002
Svensmark & Friis-Christensen, 1997
22
14C
13C 12C
8.2 温室气体与气候变化
z proxy
indicators: 指示古气候古环境变化
8.2.1 海洋沉积物甲烷释放
Weissert, 2000, Nature
14C
13C 12C
24
14C
13C
12C
14C
13C
12C
26
14C
13C
12C
14C 13C
12C
可能是由于甲烷净产生量与总产生量之比降低石油相关的甲烷产生比例提高
湿地
稻田填埋反刍动物生物质燃烧
天然气海洋水合物煤层瓦斯
14C
13C 12C
14C 13C
12C
14C
13C 12C
31
14C
13C
12C
32
14C
13C
12C
8.3 温度的同位素反演
8.3.1 冰芯氧同位素
33
14C
13C
12C
z 如何对冰芯计年？
层次计数法：夏季降雪积累快，冬季末往往有尘土沉降，可以从颜色上判断
34
14C
13C
12C
14C
13C 12C
年平均温度
36
14C
13C
12C
37
14C
13C
12C
格陵兰冰芯记录的气温、雪积量和电导率变化
14C
13C
12C
14C
13C
12C
δ18O
壳
-δ18O
水
14C
13C
12C
海平面
海洋
冰川
总量
总量
冰川
冰川
海洋
海洋
Δ
=
Δ
δ
=
δ
+
δ
A
/
M
M
M
M
41
14C
13C
12C14C
13C
12C
14C
13C
12C
叶片水中的氧δ与水平衡的大气中次生代谢化合物稍低：受其它来源丰度不同的氧的影响；与植物体内水分子、羰基及其他中间产14C
13C
12C
但是，应用氢同位素组成来研究古生物学
14C
13C
12C
46
14C
13C
12
C Wright 2001, thesis
47
14C
13C
12C
10Be反演的
降水量8.4.1 冰芯同位素
D反演饱和水
气压再推定的降水量
14C
13C 12C
8.4.2 树轮氧同位素
120天内的降水量与树轮纤维素氧同位素组成
6月20~10月17，1900~1998
14C
13C
12C
14C
13C
12C
CO N 水中的D, 51
14C
13C
12C
Princeton MOM vs Observations
14C
13C
12C
木质素石油自然界甲烷δ14C
13C
12
C 次生代谢物库14C
13C
12C
55
14C
13C
12C14C
13C
12C 14C
13C
12C14C
13C
12C
植物光合作用
环境光照
温度
水分
环境
59
14C
13C
12C
Barber et al., 2003, Nature60
14C
13C
12C
树轮碳同位素与生长的关系
显著负相关
14C
13C 12C
14C
13C
12C
海洋地质与第四纪地质
14C
13C
12C
1500 1600 1700 1800 1900 year
14C
13C
12C
CAM
C3
C4
14C
13C 12C
O 14C
13C
12C
与大气的交换过程很重要：
如：18.0‰
14C 13C
12C
Jornada, South New Mexico
14C
13C 12C
采样避免母质（原生）碳酸盐的影响
14C 13C
12C
度，推定当时大气CO 2浓度和同位素组成
14C
13C 12C
14C
13C
12C
温度效应：低温增加溶解，盐度效应：盐度增加降低溶解，岩石储存：太慢，不大可能
植被海洋表层储存：因结冰而减少
海洋深层：存量72
14C
13C
12C
冰芯气体推定沉积速率：
冰的沉积速率快(0.5 m/yr) 时气体年龄与冰的年龄相差较小——几百年沉积慢(0.05~0.1 m/yr) 时可达1000 ~ 2000年
73
14C
13C
12C7414C
13C
12C
75
14C
13C
12C14C
13C
12C。