黄河源区地表湿润指数及与气象因素的敏感性分析

应用Penman-Monteith模型计算了黄河源区地表潜在蒸散,分析了区域1961-2009年49 a来地表湿润指数的变化特征和趋势,并进行影响地表湿润指数的气象因素敏感性分析.结果表明:49 a来黄河源区年地表湿润指数呈减小趋势,其中20世纪60年代相对湿冷,70年代半湿冷,80年代为弱暖湿型,90年代暖干化明显.但进入21世纪初,特别是2003年以来,黄河源区降水增多,湿润指数上升,表现为暖湿型的气候特征.不同季节湿润指数变化略有不同,比较而言,49 a来地表湿润指数在冬春季呈增加趋势,夏秋季呈减小.湿润指数对降水量、日照时数和相对湿度的响应最为敏感.     

黄河源区地表湿润指数及与气象因素的敏感性分析

应用Penman-Monteith模型计算了黄河源区地表潜在蒸散,分析了区域1961-2009年49 a来地表湿润指数的变化特征和趋势,并进行影响地表湿润指数的气象因素敏感性分析.结果表明:49 a来黄河源区年地表湿润指数呈减小趋势,其中20世纪60年代相对湿冷,70年代半湿冷,80年代为弱暖湿型,90年代暖干化明显.但进入21世纪初,特别是2003年以来,黄河源区降水增多,湿润指数上升,表现为暖湿型的气候特征.不同季节湿润指数变化略有不同,比较而言,49 a来地表湿润指数在冬春季呈增加趋势,夏秋季呈减小.湿润指数对降水量、日照时数和相对湿度的响应最为敏感.     

祁连山及河西走廊地表干湿变化的时空分布

利用20个气象站1960-2006年的逐日气象资料, 采用FAO Penman-Monteith模型, 计算出祁连山及河西走廊各气象站的月潜在蒸发量, 在此基础上计算各气象站的月湿润指数, 然后进行季节、年地表湿润指数的统计, 进而对研究区地表干湿状况的时空变化进行分析.结果表明: 祁连山及河西走廊在20世纪80年代之前地表相对干旱, 之后相对湿润, 自60年代以来地表湿润指数有逐年增大的趋势; 年地表湿润指数的年际变化率为0.001 4 a-1, 相关系数为0.428 1, 通过了0.01的置信度检验, 表明地表湿润状况有明显改善, 其中春季和冬季增加趋势明显, 夏季增加趋势和秋季减小趋势不太明显.地表干湿变化趋势在空间上有差异, 东部表现为东西差异, 自东向西逐渐变湿, 乌鞘岭以东呈变干趋势, 其他大部分地区显著变湿, 中部大部分地区呈不明显的变干趋势, 而托来南山以北地区显著变干, 张掖绿洲显著变湿, 西部除敦煌以西呈不显著的变湿趋势, 其他大部分地区显著变湿.      

中国东北三省1960—2005年地表干燥度变化趋势

为研究气候变化对东北三省地表干湿状况的影响,利用该区1960—2005年72个气象站的观测资料,采用Penman Monteith模型计算了各站的潜在蒸散量,由潜在蒸散量和降水量之比构建干燥度指数,并采用Kriging法进行空间插值以分析其区域特征。结果表明,该区地表干湿状况具有明显的时空变化特征。1960—1979年间,由于降水减少和潜在蒸散增加,地表干燥度指数呈增加趋势,水汽压差增大是潜在蒸散增加的主要原因;1980—2005年间,大部分地区地表干旱状况有所减缓,其中以黑龙江省和吉林东部尤为明显。降水增加和潜在蒸散减少是地表干旱状况趋缓的主要原因,风速降低和净辐射减小导致潜在蒸散减少。总体而言,气候变化并未加剧东北三省的干旱化。     

“蒸发悖论”在黑河流域的探讨

利用黑河流域12个气象站点1960-2010年的气象资料,运用FAO Penman-Monteith模型计算潜在蒸散量,采用旋转经验正交函数、Mann-Kendall检验等方法系统分析了过去51 a间潜在蒸散量及气温的变化趋势,重点对"蒸发悖论"在黑河流域的规律进行分析.结果表明:根据潜在蒸散量的旋转经验正交函数分区结果,黑河流域可以划分为4个子区."蒸发悖论"仅于1960-1993年存在于黑河流域河西走廊区(Ⅱ区、Ⅲ区);其它各区无"蒸发悖论".1994-2010年由于潜在蒸散量的显著上升,河西走廊区"蒸发悖论"消失.1993年是黑河流域潜在蒸散量变化趋势的一个转折点,1994-2010年黑河流域的潜在蒸散量表现为统计显著的上升趋势.风速的变化是影响黑河流域河西走廊区"蒸发悖论"出现和消失的重要因素.     

西北与华北地区现代降水变化趋势的对比

利用研究区内国家级气象站观测资料,分析1951~2013年降水变化趋势。其结果表明:西北与华北地区年均降水呈"东多西少"的空间格局;西北地区降水呈明显增加趋势,以青海及新疆西部较为显著,华北地区降水呈减少趋势,两地区降水趋势增加与减少的变化在104°E附近地区过渡;西北地区降水增加趋势起始于1980年代中期,华北地区降水减少趋势起始于1980年代初期;两地区降水变化"反(错)位相"特征在降水量累计距平百分比指标上表现明显。采用REOF方法,结合地理位置和地形等因素,西北与华北地区可分为6个降水子区域,各子区域及其之间的降水变化更详细体现出"反(错)位相"特征的情况,这种特征可能受到近几十年亚洲季风变化的影响。     

1991—2015年三江源河曲高寒草甸干湿状况及牧草产量变化的气候归因研究

以三江源东部河曲高寒草甸为研究对象,通过分析1991—2015年气温、降水、潜在蒸散、湿润指数和牧草产量变化特征,探讨了地区干湿状况对牧草产量的影响。研究表明：1991—2015年河曲高寒草甸潜在蒸散以3.5 mm·a^-1的速率增加（P<0.01）,在年降水量按2.3 mm·a^-1呈非显著性（P>0.05）增加的趋势下,地区干湿状况基本保持平稳（多年均值为0.52）,隶属于半湿润气候区。25年来牧草干重产量平均为303.7 g·m^-2,并以3.0 g·m^-2·a^-1的速率下降。分析牧草产量与影响干湿状况的气候因素之间的相关性发现,气温对牧草产量影响不明显（P>0.05）,降水量表现为正相关关系（P>0.10）,说明该区域降水是牧草产量提高与否的主导因素;牧草产量与潜在蒸散表现为负相关关系（P>0.10）,与湿润指数表现为正相关关系（P>0.10）;在生长季时期,牧草产量与降水量、潜在蒸散和湿润指数的相关性关系达到了显著水平（P<0.10）,说明牧草产量在生长季对地区环境条件湿润与否较为敏感。     

近40年来新疆策勒绿洲气候变化特征分析

利用策勒县气象站1961～2000年气温和降水观测资料,以回归分析、趋势线分析、5年滑动平均等方法分析了位于昆仑山北麓的策勒绿洲近40年来气温和降水的年际变化、季节变化及变化特征.分析结果显示:(1)近40年来策勒绿洲年均气温总体呈增加趋势,年均气温线性倾向率为0.27℃/10a.从20世纪60年代,气温在平均值附近波动降低,自70年代以来波动较大,并明显升高.气温波动基本上与我国西北地区气温变化趋势一致.年内气温变化存在季节差异,夏、秋和冬三个季节气温均呈上升趋势,春季的气温呈下降趋势,其中冬、秋两季对全年平均气温增加贡献较大.(2)近40年来策勒绿洲年降水量总体呈减少趋势.年均降水量线性倾向率约为-0.63mm/10a,结果与我国西北地区气候由暖干向暖湿转变的趋势相反.20世纪60年代年降水在多年平均值附近波动.增减不明显,自70至80年代渡动较大,先减后增,到90年代低水平波动,变干趋势明显.年内降水量变化有明显的季节差异,除了夏季外,春、秋、冬三个季节降水均呈减少趋势,减少幅度从大到小依次为冬季、秋季和春季.     

基于MOD16的银川平原地表蒸散量时空特征及影响因素分析

地表蒸散发是陆地水文循环的重要组成部分,分析蒸散量时空变化特征是深入了解干旱区水文过程的基础。由于银川平原缺乏区域尺度实际蒸散量的长期观测,很难得到长时间序列蒸散量的时空变化特征。基于MOD16A3地表蒸散量数据及研究区内气象站点实测数据,采用Theil Sen Median趋势度分析、MK突变检验及CA-Markov模型等方法,从时间与空间的角度分析2004—2019年银川平原地表蒸散量的变化特征及影响因素,预测2024年地表蒸散量的发展趋势。研究结果表明:2004—2019年银川平原蒸散量年际波动总体是增加趋势,MK突变检验结果显示2010年是蒸散量时序数据的突变点;银川平原实际蒸散量与潜在蒸散量空间分布格局、变化趋势均存在明显的差异性,蒸散量在近16年呈增加趋势,潜在蒸散量呈减少趋势,符合干旱区蒸散发互补相关理论。采用CA-Markov模型对2024年银川平原地表蒸散量未来发展趋势进行预测,模拟结果显示在未来5年银川平原蒸散量仍呈增加趋势;蒸散量的时空变化受气候与人类活动的共同影响,蒸散量与气温、降水、日照时数呈正相关,与相对湿度呈负相关,土地利用结构影响年蒸散量的空间格局,呈现出水田>旱田>林地>草地>荒漠的规律。     

近20余年来西北地区植被变化特征分析

利用1982—2003年8 km分辨率的NDVI数据集,选中国西北地区森林、草原、灌溉农业、雨养农业区不同类型植被为研究区,分析了植被年、年际变化特征,并对植被覆盖空间变化进行动态研究.结果表明:森林、草原、灌溉农业区和以春小麦为主的雨养农业区NDVI年变化为单峰型曲线,以冬小麦为主的雨养农业区NDVI曲线呈双峰型;同一类型的植被NDVI受纬度或海拔高度的影响,绿峰出现时间存在1个月的位相差.22 a来森林植被NDVI多呈下降趋势,草原植被区为上升趋势;雨养农业区变化不大,灌溉植被区呈显著的上升趋势.西北东部雨养农业区植被波动频率和幅度最大,是受降水影响最敏感的地区;森林植被次之;有灌溉条件的绿洲植被,年际间波动最小.22 a间西北地区植被以增加趋势为主,增加面积约为20.5%,主要分布在新疆和河西走廊绿洲、黄河沿岸灌区以及青海草区,水分条件充足的绿洲是NDVI增加最显著的区域;NDVI减少地区面积为4.77%,主要分布在西北东部.     

华南陆缘粤南地区晚三叠世-早、中侏罗世古气候演化及其对华南构造体制转换的响应

华南早中生代构造体制转换对粤南地区古气候演化产生了深远影响,但对其内在联系的研究尚有不足.本文以粤南地区上三叠统—下、中侏罗统小坪组、金鸡组、桥源组为研究对象,采集各组泥岩样品进行了X-射线荧光光谱主量元素和ICP-MS微量、稀土元素测试,并开展了沉积特征和古生物特征综合分析.测试表明,小坪组凤岗段泥岩样品CIA（75.7~81.3）、Sr/Cu（0.83~21.3）、Rb/Sr（2.32~12.8）、Mg/Ca（0.57~2.50）和Sr/Ba（0.04~0.19）均指示该区晚三叠世早期为温湿气候,δCe（0.93~0.95）指示弱氧化环境,间接反映该时期为温湿气候;小坪组马安段泥岩样品CIA（77.5~82.2）、Sr/Cu（8.41~13.3）、Rb/Sr（2.08~5.83）、Mg/Ca（0.79~3.10）和Sr/Ba（0.06~0.26）指示该区晚三叠世晚期为干热气候,δCe（1.04~1.05）指示还原环境,间接反映该时期为干热气候;金鸡组、桥源组泥岩样品CIA（77.1~82.3）、Sr/Cu（1.51~4.38）、Rb/Sr（2.16~12.1）、Mg/Ca（0.84~2.94）和Sr/Ba（0.04~0.24）指示该区早侏罗世—早、中侏罗世以温湿气候为主,短暂出现干热气候,δCe（0.92~1.00）指示弱还原—弱氧化环境,间接反映该时期气候以温湿为主,短暂出现干热.将研究区与周缘地区古气候进行对比,晚三叠世—早、中侏罗世粤南及其围区古气候都经历了由温湿（晚三叠世早期）—干热（晚三叠世晚期）—温湿为主,短暂出现干热（早侏罗世—早、中侏罗世）的转变,这一具有相同演化趋势的古气候转变,正是对该时期华南经历了由特提斯构造域向古太平洋构造域转换的响应.      

唐山地区干旱演变特征分析

研究区地处干旱和湿润气候的过渡地带,这一地区导致干旱发生的直接原因是干旱的气候和水资源的短缺,主要就是降水量的偏少.从简单实用角度考虑,本文根据唐山地区1956～2005年的水文和气象资料,采用降水距平、径流系数、她表湿润度指数等指标对唐山地区的干旱演变趋势进行分析,揭示出该地区近50年的干旱演变特征.     

洞庭盆地两护村孔孢粉组合及其气候与地层意义

两护村ZKC1孔位于洞庭盆地安乡凹陷的东南部,孔内第四系(底部跨上新世)厚达294 m,为河流和湖泊沉积,自下而上依次为上新世—早更新世华田组、早更新世汨罗组、中更新世洞庭湖组、晚更新世坡头组以及全新统等。对ZKC1孔第四系进行了详细的孢粉分析,自下而上划分出16个孢粉组合带。ESR年龄和孢粉组合及其反映的气候特征指示华田组下段形成于上新世末。根据孢粉组合特征,结合构造—沉积演化和区域气候背景,重塑洞庭盆地上新世末以来的气候演化过程:上新世末期由孢粉带Ⅰ和Ⅱ指示具暖干气候。早更新世经历了凉干(孢粉带Ⅲ、Ⅳ)→暖湿间凉干(孢粉带Ⅴ～Ⅶ)→冷干间温湿(孢粉带Ⅷ～Ⅹ)→暖较湿(孢粉带Ⅺ,Ⅻ)的气候演变过程。中更新世早期无孢粉样品(洞庭湖组下部砾石层),其沉积环境暗示冷干气候条件;中期由孢粉带ⅩⅢ反映出暖稍湿的气候特征;晚期因构造抬升缺失沉积,同期湿热化事件指示暖湿气候。晚更新世早期缺乏沉积,据区域对比应为寒冷气候;中期由孢粉带ⅩⅣ指示温较湿的气候特征;晚期缺失沉积,系寒冷气候下区域海平面下降所致。全新世经历了暖稍湿(孢粉带ⅩⅤ)→暖稍干(孢粉带ⅩⅥ)的演变。上述气候演变过程与ZKC1孔化学蚀变指数曲线反映的气候演变过程以及中国东部第四纪气候演化基本吻合。以孔深140 m为界,上部孢粉数量显著高于下部,种属也更为丰富。这一变化很可能对应于一次重要的地质事件,其成因有待今后深入研究。     

湖泊沉积物粒度的气候指示意义--以江汉平原江陵剖面为例

在湖泊沉积的古气候研究中,沉积物粒度的气候指示意义常被解释为,粗粒沉积物指示低水位时期的干旱气候,而细粒沉积物则反映高水位时期的湿润气候。通过对江汉平原江陵剖面湖泊沉积物多环境指标的综合对比及相互印证,揭示出湖泊沉积物粒度的另一种气候解释,粗粒沉积物指示降水量较大的湿润气候,而细粒沉积物则对应降水量相对较少的干旱气候。由于湖泊沉积环境的复杂性,湖泊沉积物的粒度指标存在多解性,因此,在利用粒度组成判别气候环境的演化时,必须考虑湖泊自身的环境因素,同时结合其它指标来综合判识。     

临夏盆地晚更新世沉积物粘土矿物的特征及其古气候指示

利用X射线衍射、扫描电子分析方法,对临夏地区塔湾黄土沉积物的粘土矿物学特征及其古气候指示作用进行了深入研究。结果表明：晚更新世的黄土沉积物风成黄土或经过表生风化改造形成的古土壤,其粘土矿物组成主要为伊利石、绿泥石、伊/蒙混层粘土矿物、高岭石和少量的坡缕石,沉积物中高岭石、伊利石/蒙脱石、伊利石和绿泥石矿物组合,指示物源区经历了气候从湿润变为冷干的转变。沉积物中伊利石结晶度的测量结果显示,其（001）衍射峰的半高宽在0.23°~0.86°之间,不同岩性层中伊利石结晶度存在明显的差别,伊利石结晶度存在着两个明显的峰值区,这表明临夏地区晚更新世的气候变化经历了从湿润→冷干→湿润→冷干的两个周期性的演化,而且晚期与早期相比更加湿润同时又更为冷干。沉积物中既有自生成因的坡缕石,又有碎屑成因的坡缕石。沉积物中自生成因坡缕石和碎屑成因坡缕石均稳定存在的现象表明,本区晚更新世的古气候是以干旱为特征,年均降雨量在300 mm左右。     

广西百色盆地古近系沉积特征及其古气候意义

通过研究广西百色盆地地表斩龙颈剖面、百东河剖面、六吜剖面、那周剖面记录的沉积特征、沉积标志、粘土矿物组合类型及CaCO3指数的古气候信息,再结合ESR测年数据,确定了古近系古新统晚期六吜组一始新统晚期百岗组(63.1～33.7MaBP)地层时间序列,反应该区自晚古新世至始新世晚期气候由半干早、干旱—潮湿(偏凉)—温暖潮湿—潮湿(偏热)—温暖潮湿向偏干转化的6个古气候演变阶段。     

华北平原HS1钻孔第四纪冲洪积物地球化学特征及古气候意义

选用华北平原地区长时间序列的HS1钻孔, 在对其沉积物主、微量元素含量、相关程度及地球化学指标分析的基础上对区内古环境变化、古气候演化进行了讨论。结果表明, 自上新世晚期(3.50 Ma)以来HS1钻孔所在区域经历了温暖湿润—温和偏湿—寒冷略干—寒冷干旱—温和偏干—温凉潮湿—温和偏干—温暖潮湿8个气候演化阶段, 整体趋势由湿润变为干旱, 这与孔内孢粉、碳-氧同位素和粒度记录具有同趋性。区域对比结果显示, 重建长时间尺度内的气候变化, 地球化学可作为孢粉的更优等效指标, 短时间序列内的气候变化则以高分辨率的孢粉记录最优。区内整体处于陆缘弱氧化的沉积环境, 且第四纪时期化学风化程度相较古土壤层发育的上新世晚期更弱。HS1钻孔不同地质时期冲洪积物的元素地球化学组成的差异性, 主要取决于其母质来源和搬运距离; 具体表现为一方面与受地形地貌影响、一级构造调节转换带及次级构造单元控制的古水流有关, 另一方面与受气候变化影响的沉积环境、水动力条件、化学风化和成土作用等有关。     

Organic petrology and geochemistry of the Carboniferous coal seams from the Central Asturian Coal Basin (NW Spain)

This paper presents for the first time a petrological and geochemical study of coals from the Central Asturian Coal Basin (North Spain) of Carboniferous (Pennsylvanian), mainly of Moscovian, age. A paleoenvironmental approach was used, taking into account both petrographic and organic geochemical studies. Vitrinite reflectance (R_r) ranges from 0.5% to 2.5%, which indicates a high volatile bituminous to semianthracite and anthracite coal rank. The coal samples selected for paleoenvironmental reconstruction are located inside the oil–gas-prone phase, corresponding to the interval between the onset of oil generation and first gas generation and efficient expulsion of oil. This phase is represented by coals that have retained their hydrocarbon potential and also preserved biomarker information. Paleodepositional reconstruction based on maceral and petrographic indices points to a swamp environment with vitrinite-rich coal facies and variable mineral matter content. The gelification index (GI) and groundwater influence index (GWI) indicate strong gelification and wet conditions. The biomarkers exhibit a high pristane/phytane ratio, suggesting an increase in this ratio from diagenetic processes, and a high diterpanes ratio. This, in turn, would seem to indicate a high swamp water table and a humid climate. The maximum point of coal accumulation occurred during the regressive part of the Late Moscovian sequence and in the most humid climate described for this period of time in the well-known coal basins of Europe and North America.