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同济大学海洋与地球科学学院研究生导师简介-田军

同济大学 /2013-01-27

个人简历
田军,博士,1974年8月生

通讯地址:同济大学海洋地质国家重点实验室,四平路1239号,上海

E-mail    : tianjun@tongji.edu.cn ; tian.lj@gmail.com

电话:   +86 21 65980356

传真:  +86  21 65988808

学习经历

B.A. (1992-1996), 地质学,中国地质大学地球科学学院(武汉).

M.S.(1996-1999), 地层古生物,中国地质大学地球科学学院(武汉).

Ph.D (1999-2002), 海洋地质,同济大学海洋与地球科学学院.

访问学生 (28/2/2002 – 31/03/2002), Université catholique de Louvain Institut d’Astronomie et de Géophysique G. Lemaître Chemin du Cyclotron 2, University of Louvain-la-Neuve, Belgium.

访问学者 (1/11/2003 – 26/12/2003), Institute for Geosciences, Olshausenstr, Kiel University, Germany.

亚历山大.冯.洪堡学者 (Alexander Von Humboldt Fellowship) (06/08/2006-02/27/2008), MARUM-Research Centre Ocean Margins, Bremen University, Germany.

工作经历
教    授, 2009年12月至今, 同济大学海洋与地球科学学院;

副教授, 2005年6月-2009年11月, 同济大学海洋与地球科学学院;

讲    师, 2003年4月-2005年5月, 同济大学海洋与地球科学学院;

科研兴趣
一、目前的聚焦方向      

        我目前主要关注气候变化的驱动机制,但侧重过去气候,聚焦构造(几十万年、上百万年)、轨道(万年)和千年尺度上的变化。对过去气候变化的重建采用两种方法,即深海沉积记录中的气候替代性指标和数字模拟。目前研究的深海沉积记录来自南海、帝汶海(Timor Sea)、东赤道太平洋和东热带大西洋(西非岸外)。深海沉积物需要参与大洋航次获取;气候替代性指标在实验室中产生,主要包括底栖和浮游有孔虫的稳定氧、碳同位素,浮游有孔虫壳体的Mg/Ca比值,深海沉积物的有机碳、碳酸钙含量和有机地化指标如U37K,岩芯XRF元素扫描相对丰度;数字模拟目前主要利用箱式模型(Box Model),正在尝试利用中等复杂程度的耦合模式如Uvic和Climber,依靠IBM的中端服务器,未来的发展方向是利用高分辨率的GCM模式如NCAR的CCSM3,这需要大型计算机的支持。

        气候变化驱动机制隐藏在气候替代性指标的时间序列中,需要利用一系列的数理方法在时间域和频率域上进行挖掘,如频谱分析、交叉频谱分析、连续小波分析、相位分析等。时间序列的年代模式(age model)重建是研究的基础,末次冰期以来的百年和千年尺度上的研究主要依靠AMS C14绝对测年,晚第三纪轨道尺度上的精确年代标尺则采用天文调谐,此外利用岩芯磁性地层和生物地层确定构造尺度上的年代模式。

二、已取得的认识和正在关注的内容

(一)天文调谐的年代标尺的建立

        1、0-5百万年天文调谐的年代标尺

        轨道尺度上精确的年代标尺一直是古海洋学家和古气候学家关注的重点,因为它是所有古海洋学研究的基础。自气候变化的地球轨道驱动学说即米兰科维奇理论建立以来,地质学家发现地球轨道的三个周期-偏心率、斜率和岁差就一直存在于各种气候替代性指标的时间序列之中,气候变化的幅度和周期都受这三个地球轨道参数变化的调控,至少5百万年以来,受轨道参数控制的太阳辐射变化与气候变化在斜率和岁差周期上存在稳定的相位差,即斜率周期上太阳辐射驱动领先气候响应8千年,而在岁差周期上领先5千年。这一发现使得利用气候替代性指标的时间序列建立精确的天文调谐的年代标尺成为可能。5百万年以来,天文年代标尺的建立一般采用底栖有孔虫的稳定氧同位素作为调谐材料,采用Andre Berger或Laskar的天文计算方案作为调谐目标。已故的英国剑桥大学教授Nick Shackleton爵士是这一研究方向的先驱,他建立的ODP677站位、ODP846站位的年代标尺一直是晚上新世以来开放大洋年代标尺的对比标准。在国内,天文调谐的年代标尺首先在更新世的黄土记录中得以实现,以丁仲礼的研究为代表,于志伟和丁仲礼还首创了自动轨道调谐方法,该方法被反复证明在上新世以来极为有效。

        在西太平洋的海相记录中,第一个天文调谐的年代标尺在南海南部ODP1143站底栖有孔虫的稳定氧同位素记录中得以实现。ODP184航次在南海取得了高质量的深海沉积岩芯,我们利用南海南部ODP1143站的底栖有孔虫的稳定氧同位素,采用自动轨道调谐方法建立了0-5百万年天文调谐的年代标尺,弥补了西太平洋的空白,使得这一年代标尺成为南海乃至西太平洋的对比标准。相应文献如下:”Tian J, Wang P.X., Cheng X.R., Li Q.Y., 2002. Astronomically tuned Plio-Pleistocene benthic d18O records from South China Sea and Atlantic-Pacific comparison. Earth and Planetary Science Letters, 203:1015-1029″.

      

图1.ODP1143站底栖有孔虫d18O 5百万年天文调谐的年代标尺与Shackleton 6百万年合成的d18O曲线(Shackleton et al., 1983,1990,1995)。曲线下的标记代表氧同位素期次。

 2、晚第三纪(Neogene)天文调谐的年代标尺

        老于6百万年,建立轨道尺度上天文调谐的年代标尺困难重重。主要的原因有两点。第一,底栖有孔虫的d18O变化幅度较小,冰期和间冰期的区分比较困难,以致氧同位素期次的划分异常困难,在晚上新世和更新世建立的氧同位素地层学无法进一步延伸到更老的地质年代;其次,太阳辐射驱动与气候响应在斜率和岁差周期上的相位差很难确定。这使得研究者不得不另寻比较稳定可靠的气候参数。Shackleton爵士注意到,深海沉积岩芯中与生产力有关的参数比如碳酸钙的含量表现出较强的斜率周期,而与陆源输入物有关的参数比如风尘含量则表现出较强的岁差周期(Shackleton and Crowhurst, 1997),而物性参数如磁化率的变化则受到这些因素的影响。Shackleton和他的合作者在大西洋ODP154航次钻取的深海沉积岩芯中,利用周期性变化显著的磁化率记录建立了14-34 Ma的天文年代标尺,取得了很好的效果(Shackleton and Crowhurst, 1997; Shackleton et al., 1999),被后来的研究者广泛的引用(Zachos et al., 2001a, 2001b)。此后的研究发现,渐新世、中新世乃至上新世的深海沉积记录中,40万年和10万年的偏心率周期异常显著,斜率的变化则最为稳定。一种利用偏心率周期调控幅度,利用稳定的斜率周期作为基本周期的调谐方法开始被研究者采用。然而,这一方法中零相位的假设前提带来了系统误差,对年代标尺精度的影响范围局限在5千年以内,在轨道尺度上是可以接受的。这一问题至今没有解决。
科研项目
主持项目
1、自然科学青年基金项目-“地球轨道驱动的半岁差周期及其在南沙海区的响应”,2004.1-2004.12;

2、自然科学基金面上项目-“北极冰盖形成期南沙表层海水对地球轨道周期变化的响应”,2005.1-2007.12;           

3、自然科学基金面上项目-“氧同位素5期以来热带西非季风气候的高分辨率海洋记录”,2008.1-2010.12;             

4、自然科学基金面上项目-“蒙特利碳位移”末期太平洋中深层水团重组”,2010-1-2012.12;

5、自然科学基金重点项目-“晚第三纪重大冰盖生长期南海深部洋流变迁”,2012.1-2015.12;              
    
6、教育部新世纪优秀人才支持计划项目-“中中新世太平洋中、深层水团变化与全球变冷”,2009-1-2011.12;                 

7、全国百篇优秀博士论文作者专项基金-”70,000年以来千年尺度上的东亚季风演化–来自南沙的气候记录”,2006.1-2010.12;

8、上海市青年科技启明星项目-”氧同位素5期东亚季风与印度尼西亚穿越流的对比研究”,2006.9-2008.9;

9、上海市青年科技启明星跟踪项目-“末次冰期旋回中西非气候变化的海陆响应”,2010.3-2012.3;

10、第十一届霍英东高等院校青年教师基金-“晚更新世热带西大西洋千年尺度的季风气候”,2008.1-2010.12;

11、上海市曙光人才项目-“千年尺度上热带季风系统与高纬过程的相位”,2012.1-2015.1。

参与项目
1、国家自然科学基金委创新研究群体项目

2、科技部973课题“大洋碳循环与气候演变的热带驱动”二级课题”“大洋系统碳循环的轨道周期”

3、上海市科委国际合作项目“气候长期变化的新机制:中国和意大利的地质证据”
英文文章
一、待刊和审稿中
Tian Jun, Mei Yang, Mitchell W. Lyle, Roy Wilkens, Julia K. Shackford, 2013. Obliquity and long eccentricity pacing of the middle Miocene climate transition. Geochemistry, Geophysics, Geosystems, in revision.
二、已发表
Huang Enqing and Tian Jun,2012. Sea-level rises at Heinrich stadials of early Marine Isotope Stage 3: Evidence of terrigenous n-alkane input in the southern South China Sea. Global and Planetary Change, 94-95:1-12.pdf
Tian, J., X. Xie, W. Ma, H. Jin, and P. Wang, 2011. X-ray fluorescence core scanning records of chemical weathering and monsoon evolution over the past 5 Myr in the southern South China Sea, Paleoceanography, 26, PA4202, doi:10.1029/2010PA002045. pdf
Ma Wentao, Tian Jun, Li Qianyu and Wang Pinxian, 2011. Simulation of long eccentricity (400‐kyr) cycle in ocean carbon reservoir during Miocene Climate Optimum: Weathering and nutrient response to orbital change. Geophys. Res. Lett., 38, L10701, doi:10.1029/2011GL047680. pdf
Huang Enqing, Tian Jun, Steinke S., 2011. Millennial-scale dynamics of the winter cold tongue in the southern South China Sea over the past 26 ka and the East Asian winter monsoon. Quat. Res., 75:196–204. pdf
Tian C.C., and Tian Jun, 2010. Warming magnitude of Indonesian Throughflow during the penultimate deglaciation (Termination II) and its relationship with climate change in high-latitude regions. Chinese Science Bulletin,  55 (32): 3709-3717. pdf
Tian J., Enqing Huang, Dorothy K.Pak, 2010. East Asian winter monsoon variability over the last glacial cycle: Insights from a latitudinal sea-surface temperature gradient across the South China Sea. Palaeogeogr. Palaeoclimatol. Palaeoecol., 292:319–324. pdf
Wang P., Tian J., Lourens L. (2010): Obscuring of long eccentricity cyclicity in Pleistocene oceanic carbon isotope records. Earth and Planetary Science Letters, 290:319-330. pdf
Ma W., Tian J., and Li Q., 2010. Astronomically modulated late Pliocene equatorial Pacific climate transition and Northern Hemisphere ice sheet expansion. Chinese Science Bulletin, 55(2):212-220. pdf
Tian J., Amelia Shevenell , Pinxian Wang, Quanhong Zhao, Qianyu Li, Xinrong Cheng, 2009. Reorganization of Pacific Deep Waters linked to middle Miocene Antarctic cryosphere expansion: A perspective from the South China. Palaeogeogr. Palaeoclimatol. Palaeoecol. 284:375-382. pdf
Tian J., Quanhong Zhao, Pinxian Wang, Qianyu Li, Xinrong Cheng, 2008. Astronomically modulated Neogene sediment records from the South China Sea, Paleoceanography, 23, PA3210, doi:10.1029/2007PA001552. pdf
Huang E., Tian J., 2008. Melt-Water-Pulse (MWP) events and abrupt climate change of the last deglaciation. Chinese Science Bulletin. 53(18), 2867-2878. pdf
Tian J., Dorothy K. Pak., P.X. Wang, David Lea, Xinrong Cheng, Quanhong, Zhao (2006): Late Pliocene Monsoon Linkage in the Tropical South China Sea, Earth and Planetary Science Letters, 252, 72-81. pdf
Tian J., P. Wang, R. Chen, and X. Cheng, 2005. Quaternary upper ocean thermal gradient variations in the South China Sea: Implications for east Asian monsoon climate. Paleoceanography, 20, PA4007, doi:10.1029/2004PA001115. pdf
Tian J., Wang Pinxian, Cheng Xinrong, Wang Rujian, Sun Xiangjun, 2005. Forcing mechanism of the Pleistocene east Asian monsoon variations in a phase perspective. Science in China (D), 48(10), 1708-1717. pdf
Wehausen R., Tian J., Hans-Jürgen Brumsack et al., 2005. Geochemistry of Pliocene sediments from ODP Site 1143 (southern South China Sea). Proc. ODP, Sci. Results 184: College Station, TX. (Ocean Drillin Program). pdf
Tian J., Wang Pinxian, Cheng Xinrong, 2004. Responses of foraminiferal isotopic variations at ODP Site 1143 in the southern South China Sea to orbital forcing. Science in China (D) 47(10), 943-953. pdf
Tian J., Wang Pinxian, Cheng Xinrong, 2004. Pleistocene Precession forcing of the upper ocean structure variations in the southern South China Sea. Progress in Natural Science 14(11), 1004-1009. pdf
Tian J., Wang Pinxian, Cheng Xinrong, 2004. Time-frequency variations of the Plio-Pleistocene foraminiferal isotopes: A case study from the southern South China Sea. Earth Sciences-Journal of China University of Geosciences 15(3), 283-289. pdf
Wang P., Tian, J., Xinrong Cheng, Chuanlian Liu, and Jian Xu, 2004. Major Pleistocene stages in a carbon perspective: The South China Sea record and its global comparison. Paleoceanography 19, doi:10.1029/2003PA000991, PA4005 1-16. pdf
Tian J, Wang P.X., Cheng X.R., 2004. Development of the East Asian monsoon and Northern Hemisphere glaciation: oxygen isotope records from the South China Sea. Quaternary Science Reviews, 23:2007-2016. pdf
Wang P., Tian J., Cheng X., Liu C., Xu J., 2003. Carbon reservoir changes preceded major ice-sheets expansion at the mid-Brunhes event. Geology, 31: 239-242. pdf
Wang P., Tian J., Cheng X., Liu C., Xu J., 2003. Exploring cyclic changes of the ocean carbon reservoir. Chinese Science Bulletin 48(23): 2536-2548. pdf
Tian J, Wang P.X., Cheng X.R., Li Q.Y., 2002. Astronomically tuned Plio-Pleistocene benthic d18O records from South China Sea and Atlantic-Pacific comparison. Earth and Planetary Science Letters 203: 1015-1029. pdf
Wang P., Tian J., Cheng X., 2001. Transition of Quaternary glacial cyclicity in deep-sea records at Nansha, South China Sea. Science in China (Ser. D) 44, 926-933. pdf
中文文章
马文涛,田军,李前裕, 2011. 晚更新世以来冰盖与大洋碳储库相互作用的箱式模型模拟. 地球科学-中国地质大学学报, 36(4):621-634.
田军,2011.跨越时空变化的季风系统-第2届PAGES全球季风研讨会回顾与展望.海洋地质与第四纪地质,31(1):61-65. pdf
田翠翠,田军, 2010. 倒数第2 个冰消期印度尼西亚穿越流的增温幅度及其与高纬气候变化的关系.科学通报, 55(30):2944-2952. pdf
田军,2009,  新生代的气候节律:赤道太平洋IODP320、321航次。地球科学进展,24(12):11-15. pdf
马文涛,田军,李前裕,2009,晚上新世赤道太平洋气候转型和北极冰盖扩张的轨道驱动。科学通报,54(22): 3537-3545. pdf
黄恩清,田军,2008,末次冰消期冰融水事件与气候突变. 科学通报, 53(12): 1437-1447. pdf
黄恩清,田军,2007,早上新世非洲季风与地中海表层生产力变化的岁差节律。地球科学-中国地质大学学报, 32(3):313-321. pdf
田军,汪品先,2006,深海记录中的热带过程及其周期性。地球科学-中国地质大学学报,31(6):747-753. pdf
田军,汪品先,成鑫荣,王汝建,孙湘君,2005. 从相位差探讨更新世东亚季风的驱动机制。中国科学D辑-地球科学, 35 (2): 158~166. pdf
田军,汪品先,成鑫荣,李前裕,2005. 南海ODP1143站上新世至更新世天文年代标尺的建立.地球科学-中国地质大学学报,30(1):31-39. pdf
田军,汪品先,成鑫荣,李前裕,2005. 南海ODP1148站中中新世(12~18.3 Ma)天文调谐的年代标尺。地球科学-中国地质大学学报,30(5):513-518. pdf
田军,汪品先,成鑫荣,2004. 南海ODP1143站底栖有孔虫Cibicidoides与Uvigerina稳定氧碳同位素值的均衡试验, 地球科学-中国地质大学学报, 29(1):1-6. pdf
田军,   汪品先,   成鑫荣,   2004, 南沙ODP1143站有孔虫同位素变化对地球轨道驱动的响应, 中国科学D辑, 34(5): 452-460. pdf
田军,   汪品先,   成鑫荣,   2004,更新世南海南部上层海水结构变化的岁差驱动, 自然科学进展, 14(6): 683-688. pdf
汪品先,田军,成鑫荣,2001,第四纪冰期旋回转型在南沙深海的记录,中国科学-D辑,31(10):793-799. pdf
邀请报告
Tian, J., Wang, P.X., Cheng, X.R. (2004): Late Cenozoic evolution of the East Asian Monsoon: isotopic evidences from the South China Sea. The 8th International Conference on Paleoceanography (ICP8, invited), September 5-10 2004, 4-5 (in Biarritz, France).
Tian, J., Wang, P.X., Cheng, X.R. (2005): Local climate changes in East Asian for the past 23 Myr : foraminiferal d18O records in the northern South China Sea. 1st International Symposium on East Asia Monsoon evolution and Paleoclimate Changes (invited), February 17-19, (in Ansan, Korea). 
研究生招生和培养
2011-2012学年招收博士研究生1到2名、硕士研究生2到3名。
方向:海洋地质和第四纪地质,关注古环境记录的重建和数值模拟!

研究生将有机会赴欧洲和美国的大学单独完成实验和学习。报考者可采取发邮件、打电话或直接在办公室座谈的方式联系。

2012-2013学年招收博士研究生1名、硕士研究生1名,欢迎博士后研究人员。
已毕业硕士研究生:
黄恩清-目前在德国不来梅大学攻读海洋地质学博士学位
发表论文:
1、Huang Enqing, Tian Jun, Steinke S., 2011. Millennial-scale dynamics of the winter cold tongue in the southern South China Sea over the past 26 ka and the East Asian winter monsoon, Quaternary Research,  75:196–204.
2、Huang E., Tian J., 2008. Melt-Water-Pulse (MWP) events and abrupt climate change of the last deglaciation. Chinese Science Bulletin. 53(18), 2867-2878.
3、黄恩清,田军,2008,末次冰消期冰融水事件与气候突变. 科学通报, 53(12): 1437-1447.
4、黄恩清,田军,2007,早上新世非洲季风与地中海表层生产力变化的岁差节律。地球科学-中国地质大学学报, 32(3):313-321.

已毕业博士研究生:
马文涛-与李前裕教授共同指导,目前进行大洋碳储库的厢式模型模拟研究,目前在海洋学院做博士后研究。
博士论文题目:“新近纪以来冰盖与碳储库变化的轨道周期及其数值模型分析”
发表论文:
1、马文涛,田军,李前裕, 2009.晚上新世赤道太平洋气候转型和北极冰盖扩张的轨道驱动.科学通报, 54(22): 3537-3545.
2、Ma, W.T., Tian, J. Li, Q.Y, 2010. Astronomically modulated late Pliocene equatorial Pacific climate transition and Northern Hemisphere ice sheet expansion. Chin. Sci. Bull. 2010, 55 (2), 212-220.
3、Ma Wentao, Tian Jun, Li Qianyu and Wang Pinxian, 2011. Simulation of long eccentricity (400‐kyr) cycle in ocean carbon reservoir during Miocene Climate Optimum: Weathering and nutrient response to orbital change. Geophys. Res. Lett., 38, L10701, doi:10.1029/2011GL047680.

4、马文涛,田军,李前裕,2011. 晚更新世以来冰盖与大洋碳储库相互作用的箱式模型模拟. 地球科学-中国地质大学学报, 36(4):621-634.
 

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