南极海冰异常对南半球冬春季大气环流影响的年代际变化

南极海冰异常是影响南半球大气环流变化的一个重要因素。南极海冰变率的主要模态被称为南极海冰偶极子(Antarctic Dipole, ADP),具体表现为南极半岛两侧海冰的反相变化。ADP的出现受到厄尔尼诺-南方涛动事件的强烈影响,而过去的研究显示,厄尔尼诺在2000年后由东部型转到中部型,伴随着该转变,南极海冰的异常模态及其对南半球大气环流的影响也发生了年代际变化。通过对前期的南极海冰异常与滞后的南半球冬春季位势高度异常进行最大协方差分析,发现南半球冬季至春季持续性的正位相ADP,在1979—1999年间与南半球春季的负位相南半球环状模(Southern Hemisphere Annular Mode,SAM)显著关联,但在2000—2021年间该相关性较弱,转变为南半球秋季的三极型海冰异常与后期冬季的SAM显著相关。动力诊断证明,ADP及三极型海冰异常均能通过引发高频瞬变涡旋的变化,激发并维持SAM型大气环流异常。     

前冬戴维斯海峡—巴芬湾区域海冰异常对中国东部春季极端降水频次的可能影响及预测价值

本文研究了前期冬季北极海冰与中国东部春季极端降水频次的联系及其可能机制,并进一步探讨了海冰异常信号对极端降水的预测价值。结果表明,前冬戴维斯海峡—巴芬湾区域海冰异常与中国东部春季极端降水频次经验正交分解第一模态(EOF1)之间存在密切联系。当前冬戴维斯海峡—巴芬湾区域海冰异常偏多时,冬季大气环流呈现出类北大西洋涛动(NAO)正位相的异常分布,并伴随经向的北大西洋三极型海温异常。该海温异常可以从冬季持续到春季,进而激发出从北大西洋到欧亚中纬度的纬向遥相关波列,在东亚地区引起气旋型环流异常。该气旋型环流异常会引起中国东部地区湿度显著增加,上升运动增强,从而为该地区极端降水的发生提供了有利的背景条件。相反,当前冬戴维斯海峡—巴芬湾区域海冰异常偏少时,其滞后引起的春季环流异常则不利于中国东部地区极端降水的发生。进一步的交叉检验结果表明,前冬戴维斯海峡—巴芬湾区域海冰异常信号对中国东部春季极端降水具有重要的预测价值。     

河西内陆河流量对高原加热场强度的响应

选用莺落峡1944-2004年和疏勒河1953-1999年的流量资料,分析了近50年河西内陆河流量的持续性、周期性、年际变化及其对青藏高原地面加热场强度异常的响应。结果表明:河西走廊中、西部的水资源具有很好的持续性,特别是在秋、冬季节。河西走廊中、西部的水资源与前期青藏高原地面加热场强度存在较好的相关关系。前期(4月份)的环流特征可预报后期5月份流量。多水年新疆脊弱,东亚槽浅,降水偏多,流量加大;反之亦然。径流预报实质上可作为西北地区的干旱预报。     

南海在1997/1998年El Nio事件后的异常变化

基于NOAA OISST.V2月平均SST资料和FSU月平均风应力资料对南海的SST和风场异常进行了分析,发现：南海对1997/1998年El Nio事件响应最为强烈,并在1997/1998年冬季和次年的夏季SST存在2个异常高峰值,风速存在2个异常减小的极值。为研究南海环流在1997/1998年的异常变化,利用ECOM水动力模型计算了1995—2000年的南海环流场,分析了1998年1月和8月南海水位和环流的异常分布,二者均存在显著的异常：①1月,整个南海海盆为正的水位异常,流场为反气旋异常环流,冬季控制整个南海海盆的气旋式环流减弱;②8月,南海海盆水位为正异常,特别是越南东部海区出现较强的正水位异常,南海南部的高水位中心扩大北移;异常流场表现为南部为气旋式异常环流,北部为反气旋的异常环流,且在越南东部海区形成非常强的反气旋异常环流中心,使得控制南海南部的反气旋环流和北部的气旋环流均减弱。风应力的分析表明,风应力旋度的异常变化是南海环流年际异常变化的主要因素。     

赤道太平洋次表层海水温度异常的信号通道

应用热带太平洋上层XBT温度资料,分析探讨了西太平洋暖池区次表层海温冷暖异常信号的变化规律,揭示了影响西太平洋暖池区次表层海温冷变异常的信号通道。分析表明,西太平洋暖池区的次表层海温异常变冷与太平洋北赤道流的海温冷异常信号西传有重要关系。北赤道流的海温异常冷(暖)信号是沿温跃层由赤道中东太平洋潜沉向西太平洋暖池区传播,与西太平洋次表层海温异常(冷)暖信号向赤道中东太平洋传播构成了热带海洋信号的气旋式"环流通道"。在这一"环流通道"中,北赤道流的海温异常信号西传是导致西太平洋暖池区及西太平洋次表层海温异常的重要机制,是影响厄尔尼诺(ElNino)和拉尼娜(LaNina)事件发生的关键。     

南海在1997/1998年El Ni(~n)o事件后的异常变化

基于NOAA OISST.V2月平均SST资料和FSU月平均风应力资料对南海的SST和风场异常进行了分析,发现:南海对1997/1998年El Nino事件响应最为强烈,并在1997/1998年冬季和次年的夏季SST存在2个异常高峰值,风速存在2个异常减小的极值.为研究南海环流在1997/1998年的异常变化,利用ECOM水动力模型计算了1995-2000年的南海环流场,分析了1998年1月和8月南海水位和环流的异常分布,二者均存在显著的异常:①1月,整个南海海盆为正的水位异常,流场为反气旋异常环流,冬季控制整个南海海盆的气旋式环流减弱;②8月,南海海盆水位为正异常,特别是越南东部海区出现较强的正水位异常,南海南部的高水位中心扩大北移;异常流场表现为南部为气旋式异常环流,北部为反气旋的异常环流,且在越南东部海区形成非常强的反气旋异常环流中心,使得控制南海南部的反气旋环流和北部的气旋环流均减弱.风应力的分析表明,风应力旋度的异常变化是南海环流年际异常变化的主要因素.     

近50年中国北方不同地区降水周期趋势的比较分析

对中国北方243个站点1958—2009年逐月降水资料,采用小波分析和奇异谱分析(SSA)方法,在分4区基础上,对北方不同地区降水的周期和趋势进行分析,并进行比较。结果表明,西北地区(青海区、干旱区)降水的趋势性比北方中、东部区的明显。北方中、东部区在20世纪50年代末到60年代相对多雨,而青海区、干旱区在20世纪50年代末到70年代末或80年代中相对少雨。在20世纪80年代,北方中部区降水由偏多转为偏少,而其余3个区域(北方东部区、青海区、干旱区)的降水由偏少转为偏多,发生和持续时间各不相同。近几年,北方东部区、北方中部区、青海区的降水增加,而干旱区降水下降。北方东部区、中部区、干旱区存在10年以上的长周期,北方东部区为准22年,北方中部区为准15年,干旱区为准11年,这种长周期在20世纪80年代之后变得规则且稳定。北方降水普遍存在准2～3年周期和准5年周期,其振幅有明显的年际、年代际变化,具有一定的周期性。     

两类ENSO事件赤道太平洋次表层海温异常的演变特征

基于美国马里兰大学提供的海洋同化(SODA)月平均资料,用个例和合成分析方法,剖析了两类ENSO事件赤道太平洋海温异常演变特征。结果指出,东部型ENSO事件的初始海温异常源来自赤道西太平洋次表层,海温异常中心沿气候温跃层向东向上传送,至赤道东太平洋表层形成ENSO事件。东部型ENSO冷暖事件互为初始场,在形成某一位相的ENSO事件的过程中也同时为相反位相的ENSO事件准备条件。中部型ENSO事件的初始海温异常源出现在赤道中太平洋次表层,海温异常中心沿气候温跃层向东向上传送至赤道中东太平洋表层形成ENSO事件。中部型ENSO事件多在前次事件减弱中断后出现。     

中国水汽输送年际和年代际变化研究进展

大气中的水汽输送对于全球的水分循环、气候系统、生态环境等具有重要意义。水汽输送是影响中国旱涝空间分布的重要因素，其年际和年代际变化与厄尔尼诺-南方涛动、海温、北大西洋涛动、太平洋年代际涛动等因素对东亚大气环流的调控作用有关。本文就近期关于中国地区水汽输送年际和年代际变化的部分研究工作进行了回顾和评述，包括影响中国东部降水年际和年代际变化的水汽输送机制、影响梅雨特征年代际变化的水汽输送机制、热带海温对中国上空水汽输送的影响机制等问题。此外，本文回顾了近期与青藏高原地区水汽输送机制有关的研究进展。     

中国水汽输送年际和年代际变化研究进展

大气中的水汽输送对于全球的水分循环、气候系统、生态环境等具有重要意义。水汽输送是影响中国旱涝空间分布的重要因素，其年际和年代际变化与厄尔尼诺-南方涛动、海温、北大西洋涛动、太平洋年代际涛动等因素对东亚大气环流的调控作用有关。本文就近期关于中国地区水汽输送年际和年代际变化的部分研究工作进行了回顾和评述，包括影响中国东部降水年际和年代际变化的水汽输送机制、影响梅雨特征年代际变化的水汽输送机制、热带海温对中国上空水汽输送的影响机制等问题。此外，本文回顾了近期与青藏高原地区水汽输送机制有关的研究进展。     

El Ni?o as a consequence of the global oscillation in the dynamics of the earth’s climatic system

During study of the physical nature and potential precursor features of the El Ni?o phenomenon in the Pacific, it was found that a negative large-scale temperature anomaly on the Indian Ocean surface may be one of its significant precursors. This anomaly appears prior to the occurrence of El Ni?o and is accompanied by growth in atmospheric pressure. It gradually extends eastwards along the equator until the zone of planetary convection in the area of the Indonesian Region. The west wind that emerges on the eastern peripherals of the mentioned pressure anomaly leads to reversal of the Pacific segment of the Walker equatorial atmospheric circulation and to a subsequent change in the zonal thermal dipole polarity in the tropical zone of the Pacific (the latter means culmination of the El Ni?o phenomenon). In addition to the mentioned thermobaric anomaly in the Indian Ocean, other obvious signs of large-scale pressure anomalies have been found in the global atmospheric pressure field; these anomalies may be interpreted as manifestations of the intradecadal global oscillation in the dynamics of the modern climatic system. It is suggested that the whole known complex of events related to the El Ni?o phenomenon in the Pacific is a consequence and a regional link of the planetary structure of this global atmospheric phenomenon.     

甘青地区马家窑文化彩陶贸易及其动力探讨

马家窑文化是甘青地区仰韶文化晚期阶段一个重要的文化遗存类型,其以精美的彩陶闻名于世,对于马家窑文化彩陶的交流传播研究受到了学术界的广泛关注.本文运用X-荧光光谱分析法对甘青地区5个典型马家窑文化早期阶段遗址出土的92件彩陶陶片样品和各遗址附近采集的42份红粘土及黄土样品进行化学元素组成分析,追溯彩陶的产源地及贸易.同时基于陶器的起源传播理论,收集整理马家窑文化区遗址出土的粟(Setaria italica)、黍(Panicum miliaceum)农作物以及动物骨骼遗存鉴定资料,探讨马家窑彩陶贸易的动力.Ti/Al-Na/K和主成分分析结果显示宗日文化区宗日遗址的马家窑文化彩陶元素组成特征和马家窑文化主体区域的彩陶一致,表明宗日遗址马家窑类型彩陶是从马家窑文化主体区域贸易而来;马家窑文化彩陶的传播和该地区粟黍农作物的交流传播具有时空一致性,粟黍农业人群沿黄河上游谷地向共和盆地的扩散带来了新的文化元素;宗日文化区和马家窑文化核心区生业模式的差异带来了跨区域间文化交流的动力,这也可能是马家窑文化彩陶贸易的动力.     

过去千年中国东部持续性严重干旱事件的模拟研究

文章利用CESM1.1(公共地球系统模式)模式过去千年集合试验结果,对模拟的过去千年中国东部持续性严重干旱事件的时空特征及发生机制进行了初步分析。模式模拟出过去千年中国东部发生了7次持续性严重干旱事件,分别为883~910年、951~977年、1253~1305年、1327~1346年、1471~1488年、1587~1610年和1688~1699年干旱事件,其中仅1471~1488年干旱事件与中国东部旱涝指数对应较好,表明模式对中国东部干旱事件的模拟能力较低。这7次干旱事件均与模拟的ENSO(厄尔尼诺-南方涛动)负位相状态相对应,揭示ENSO可能对中国东部干旱事件的发生起了非常重要的作用。模拟分析结果显示,1253~1305年干旱事件前期可能主要受火山活动驱动,后期则可能受到太阳活动和自然内部变率的影响。另外,1587~1610年干旱事件后期可能也受到火山活动的影响;883~910年和951~977年干旱事件则完全受自然内部变率的影响。对1327~1346年、1471~1488年和1688~1699年这3次干旱事件,无法分辨外强迫和内部变率ENSO的各自贡献。     

新疆天山南麓柯坪河水文特性与洪水分析

柯坪河是天山南麓典型的雨水和泉水补给河流,河水主要为地下泉水出露补给,流量比较稳定,但暴雨的出现经常引起洪水发生.柯坪河仅有不足一年的水文观测,但河水主要是泉水补给,水量非常稳定,根据野外调查和推算,分析了柯坪河年内水文变化特征.依据洪水调查和文献查证,结合气象观测资料,分析了近百年来的典型洪水事件,建立了不同几率洪水发生的洪峰流量和洪水过程.最近几十年来的气温升高和降水增加,也使暴雨洪水的强度加强,并且频次增加.应加强对极端气候事件引发的洪水的监测和应对,在农业和水库安全运营上应注意和加强建立应对气候变化的措施.     

云南矿山深部找矿新突破及启示

会泽超大型富锗铅锌矿、澜沧老厂大—超大型银铅多金属矿床和保山金厂河航磁异常深部找矿,先后取得重大突破,推动云南新一轮新、老矿山和磁异常区深部找矿积极性。建议禄丰中兴井125#—元谋甘泉村航磁异常、巧家药山航磁异常与石屏龙潭含多金属铁帽等的深部找矿应及早提上议事日程。     

ENSO-7赤道西太平洋异常纬向风所驱动的热带太平洋次表层海温距平的循环

近几年的一系列分析研究表明，ENSO与异常东亚冬季风之间有相互影响，持续的强（弱）东亚冬季风通过引起赤道西太平洋地区的西（东）风异常对El Niño/La Niña的发生起着重要作用；赤道太平洋次表层海温异常（SOTA）的年际变化（循环）与ENSO发生有密切关系；ENSO的真正源在西太平洋暖池，暖池正（负）SOTA沿赤道温跃层东传到东太平洋，便导致El Niño/La Niña的爆发；在暖池正（负）SOTA沿赤道东传的同时，有负（正）SOTA沿10°N和10°S纬度带向西传播，从而构成SOTA的循环；热带太平洋SOTA循环的驱动者是赤道西太平洋的异常纬向风。进而可以认为：ENSO实质上是主要由异常东亚季风引起的赤道西太平洋异常纬向风所驱动的热带太平洋次表层海温距平的年际循环。     

一个耦合气候系统模式模拟的中全新世时期亚洲季风系统变化

本文分析了一个耦合模式FGOALS_g1.0对工业革命前气候(0ka)和中全新世时期(6ka)亚洲夏季风的模拟结果。在该研究中我们主要分析季风降水变率较大的区域,即东亚夏季风区(20°～45°N,110°～120°E)和印度夏季风区(10°～30°N,70°～80°E)。尽管耦合模式的普遍偏差依然存在,该模式反映出亚洲季风系统是海陆热力性质差异的结果,并较好地模拟出了0ka亚洲夏季风大尺度环流的特点和季节变化的特征。6ka和0ka比较分析的结果表明,6ka时期欧亚大陆增暖,海陆温度梯度加强; 印度夏季风降水从南亚大陆北移到 30°N 附近,位于青藏高原南侧的降水大值中心降水加强; 东亚季风区降水则表现为华北地区减少,长江流域和华南地区降水增加的特点。但合理地模拟季风爆发仍然是耦合气候系统模式的难点之一。
6ka时期亚洲夏季风变化是和大尺度季风环流的变化联系在一起的,而其根本原因是中全新世时期地球轨道参数变化所引起的太阳辐射变化,北半球季节循环的振幅加强。海陆热力性质的差异所导致海陆温差加大使得北半球的季风环流加强,印度夏季风高空东风在 20°～30°N 加强,低层赤道东风加强,跨赤道后的西南气流向北推移,从而使得印度夏季风降水雨带北移到 30°N 附近。东亚季风区的高低空温度场的配置使得副热带高空急流减弱,位置偏南,从而有利于华北地区的高空出现异常的辐合,中层为异常的辐散,抑制了季风降水的发展; 长江流域和华南地区则相反,季风降水降水加强。     

青海高原湿地特征及其保护

青海省地处青藏高原东北部,是我国长江、黄河和澜沧江的发源地,素有"江河源"之称.青海高原湿地类型包括自然湿地和人工湿地两大类型,湿地总面积约55662.7km²,占全省土地总面积的7.7%.高原湿地分布特点主要表现为3种形式:1)以湖泊或浅塘为中心的环带状分布;2)以河流为中心的条带状分布;3)河源区的斑块状镶嵌分布.高原湿地生物种类较为丰富,有湿地种子植物约428种;湿地动物约151种,其中鸟类约73种、鱼类约55种、哺乳类约14种以及两栖类9种.湿地植被有水生植被、沼泽植被和沼泽草甸3大基本类型.近几十年来,青海高原湿地出现湖泊水位下降、湖泊面积萎缩、河流出现断流以及沼泽湿地退化等方面的明显变化.鉴于高原湿地的生态功能和作用,应加强青海高原湿地的保护.     

南京下蜀土的地球化学特征及其物源指示意义

风尘堆积的物源研究对于揭示物源区的环境演化状况、重建古风场强度和古大气环流格局等都具有重要的意义。目前长江下游地区下蜀土的物质来源问题仍然存在争议。为了解决这一争议问题,本文以南京泰山新村下蜀土剖面为研究对象,开展了系统的地球化学研究。通过对南京下蜀土的常量元素、微量元素、Nd同位素进行测试,并与黄土高原同期黄土进行对比分析,探讨其对长江下游下蜀土的物源指示意义。南京下蜀土与北方黄土具有相似的常、微量元素UCC标准化曲线和稀土元素球粒陨石标准化曲线,但是它的Zr、Hf含量较高,Tl、Pb含量较低,且具有较高的SiO2/Al2O3、TiO2/Al2O3、Nb/Ta和GdN/YbN,较低的SiO2/TiO2、Zr/Hf、Y/Ho、Lu/Hf和εNd(0)值,说明南京下蜀土的物质来源明显有别于黄土高原黄土。南京下蜀土与长江中游下蜀土在地球化学特征方面有较多的相似性,指示其物质来源与中游下蜀土的物质来源相似,主要来源于长江中下游地区的松散沉积物。