亚洲三大高原感热变化及其对中国天气气候协同影响研究进展

青藏高原、伊朗高原和蒙古高原属于亚洲高海拔地区,3个高原热力作用对同期和后期中国天气气候有重要影响。首先,介绍了3个高原地表感热时空变化特征,结果表明在全球变暖的背景下,3个高原地表感热经历了明显的年际和年代际变化,基本都在20世纪末到21世纪初出现年代际转折,之后探讨了它们之间地表感热可能存在的联系。其次,归纳总结了3个高原春季和夏季地表热力状况对中国天气气候的影响研究进展,结果显示：青藏高原感热对高原低涡的生成、发展和东移有重要作用,在适当的背景环流下会给中国东部地区带来暴雨天气;青藏高原和伊朗高原的“感热气泵”为亚洲季风区提供有利的大尺度上升背景场,而且这2个高原的热力协同作用对中国南方夏季降水的贡献要大于二者的线性叠加;青藏高原、伊朗高原和蒙古高原地表加热激发的次级环流下沉支与中国北方暖干化关系密切,且3个高原感热异常会引起其上空大气环流异常,通过大气遥相关调节中国北方天气气候。最后,在此基础上讨论了现有研究的不足,并对未来关于青藏高原、伊朗高原和蒙古高原感热的天气气候效应的研究进行了展望。     

青藏高原和邻近地区的辐射及其与高原冻土的关系

号称“世界屋脊”的青藏高原,伸展到对流层的中部,对大气环流和东亚气候的显著影响,早已引起国内外学者的重视。叶笃正、罗四维、朱抱真计算过青藏高原对流层大气的热量平衡。叶笃正、张捷迁进行了青藏高原加热作用对夏季东亚大气环流影响的初步模拟实验。青藏高原低值系统协作组在研究盛夏高原低涡发生发展时也很重视高原的加热作用。     

青藏高原东缘古近纪沙漠及其对季风起源的启示

沙漠沉积是地质历史演化过程中的一种特殊沉积,是特殊气候条件下的产物,对研究全球气候变化、大气环流样式具有独特的作用。沙漠沉积在地质历史中普遍存在但极少保存,它的发现和研究对恢复地质历史具有重要意义。研究表明,现代东亚季风系统建立前,尤其是古近纪早、中期,青藏高原东缘仍然处于行星环流所控制的干旱带内,发育了大量代表干旱炎热气候的石膏与盐类沉积,但至今尚未找到沙漠存在的确切记录。近年来,笔者采用沉积学、古气候学、古地理学等手段,并结合前人研究资料,对青藏高原东缘沉积盆地的古近纪早、中期红色地层进行了综合研究。结果表明,青藏高原东缘存在一个厚度稳定的古近纪早、中期风成沙丘富集带。在此基础上,通过古地理、沉积模式及古气候替代指标等分析,论证了青藏高原东缘存在古近纪盆山型沙漠沉积体系的可能性。沉积相、古流向分析揭示,青藏高原东缘存在一个由干旱向潮湿、由行星风系向季风风系转换的界面,可能暗示了东亚季风建立事件的发生。本研究相关成果可为新生代中国干旱带演化与全球气候变化研究提供可贵的沉积学资料,也可为青藏高原隆升与东亚季风起源研究提供重要的大气环流证据。     

扰动位能在东亚夏季风变化中的作用研究现状及展望

东亚夏季风变化对中国气候有显著影响,从能量学角度探讨季风环流的动能来源对认识季风变率及其机制至关重要。在回顾传统有效位能理论的相关研究的基础上,阐述了其在应用于区域环流有效能量转换问题分析上的局限性,介绍了适用于研究区域环流能量循环和转换的大气环流扰动位能(PPE)理论,阐述了PPE理论在研究非绝热加热和局地动能转化的优越性,总结了PPE在区域环流异常与能量转换及其在夏季风变化中的作用相关研究进展,并指出未来利用PPE研究东亚夏季风变化的重要科学问题:东亚季风区季节—年际尺度上PPE的时空变化特征、主导模态及其与东亚夏季风及下垫面强迫的关系;如何建立以PPE为纽带的东亚夏季风环流变化的能量学理论;下垫面加热如何通过PPE转换为东亚夏季风环流的扰动动能;寻找东亚夏季风的前期PPE信号,解释相关机制,探讨可预报性等。     

青藏高原气候系统变化及其对东亚区域的影响与机制研究进展

青藏高原地区特殊的大气圈、水圈、冰冻圈、生物圈等多圈层相互作用过程及其变化,不仅对青藏高原及其周边地区的气候格局和变化有重要影响,而且对东亚、北半球乃至全球的环流形势和异常产生深远影响。为此,全球变化研究重大科学研究计划于2010年9月启动了"青藏高原气候系统变化及其对东亚区域的影响与机制研究"项目,旨在开展青藏高原环境、地表过程、生态系统对全球变化的响应及其对周边地区人类生存环境影响的综合交叉研究,以揭示青藏高原气候系统变化及其对东亚区域的影响机制,提出前瞻性的应对气候变化与异常的策略,减少其导致的区域自然灾害的损失。项目实施近3年来,开展了青藏高原首次"星—机—地"综合立体协同观测试验和大规模地气相互作用综合观测试验。在遥感结合地面观测估算青藏高原地表特征参数和能量通量方法,高原地区上对流层和下平流层结构,高原季风与东亚季风和南亚季风之间的内在联系,中国及青藏高原地区太阳辐射和风速的年代际变化趋势,青藏高原春季感热源减弱及其对亚洲夏季风和中国东部降水的影响,以及极高海拔地区土地覆被格局等方面取得了一些突出进展。     

积雪大尺度气候效应综述

本综述了积雪大尺度气候效应研究在相关分析、天气气候学诊断以及数值以得的重要进展、评论了前人研究中存在的主要问题，强调指出准确而详尽的积雪空间分布、季节变化与年际波动是揭示积雪对气候影响物理机制所必不可缺少的。向欧亚大陆或青藏高原积血可对东亚季风产生持续性影响这一被广泛接受的看法提出了挑战。全球海气异常，东亚季风和欧亚大陆积雪之间的相互关系，有待用真实的积雪变化做进一步探讨。     

东亚东倾地形格局的形成与季风系统演化历史寻踪——综合大洋钻探计划683号航次建议书简介

围绕IODP 683号建议书,介绍东亚东倾地形格局与季风系统演化历史的相关研究。新生代全球宏观环境格局发生了一系列重大变化,表现为岩石圈活动强烈,板块漂移导致海陆格局和地貌格局的变化,并引发洋流和大气环流的改组,最终导致全球气候的重大变化。新生代岩石圈运动和气候变化表现最为典型的地区是亚洲,其中最具标志性和全球意义的地质事件是喜马拉雅山和青藏高原的隆升及亚洲季风系统的形成与演化。青藏高原隆升最直接的结果是亚洲地区现代地貌格局的形成,大江大河的发育,并在很大程度上影响了亚洲季风系统的形成与演化。综合大洋钻探计划683号航次建议书,计划在长江中下游盆地和东海陆架盆地实施钻探,以获得长江历史演化和东亚季风演化的地质记录,并为研究青藏高原的演化提供新的证据。     

末次冰盛期和中全新世气候模拟分析进展

回顾了课题组近年来有关末次冰盛期和中全新世气候模拟分析的研究进展,包括中国气候、东亚和全球季风以及相关的主要大气环流系统等变化。多模式试验数据的分析表明,末次冰盛期中国降温和年均有效降水变化与重建记录定性一致,但模拟幅度偏弱;中国冻土区扩张、永冻土区活动层变薄,中国西部冰川物质平衡线高度降低;东亚季风变化在不同模式间差异较大,中国季风区范围和季风降水减小,北半球陆地季风区南移、全球季风区缩小和降水强度减弱共同引起全球季风降水减少;全球降水和潜在蒸散发共同减小使得全球干湿变化总体很小;北半球西风带在高层北移、低层南移,热带宽度变化依赖于指标的选取,厄尔尼诺—南方涛动气候影响、热带太平洋沃克环流均减弱并东移。在中全新世,多模式模拟的中国年和冬季偏冷仍然与大部分重建记录显示的偏暖不同;东亚冬季风增强,东亚夏季降水变化存在空间不一致性;中国和全球尺度的季风区范围和季风降水均增加;东北多年冻土退化、青藏高原多年冻土向低海拔扩张,北半球永冻土区减小、季节性冻土扩张、冻土区北退、永冻土区活动层变厚;全球干旱区面积总体变化很小;夏季东亚西风急流显著减弱并北移,厄尔尼诺—南方涛动减弱,热带太平洋沃克环流...     

特约主编致读者(Ⅱ)

全球气候正在经历快速、显著的变化,对许多领域产生了重大影响。气候变化极其复杂,包含季节至千年等不同时间尺度,其变化及机理存在较大差异。深入认识不同时间尺度的气候变化动力学过程与机理,实现古今气候的结合,是理解和应对全球及区域气候变化的关键。因此,为了更好地了解古今气候变化研究前沿及进展,特组织了“古今气候变化”专辑,共收集了11篇相关学术论文,以飨读者。 1.古气候中的沙尘变化及其气候影响 刘永岗等（2022）利用气候模式,针对前寒武时期、盘古超大陆时期、末次冰盛期和全新世中期的沙尘变化及其气候影响开展模拟研究,发现沙尘变化及其气候影响在上述时期之间存在较大差异。 2.青藏高原隆升气候效应的数值模拟研究进展概述 孙辉和刘晓东（2022）对有关青藏高原隆升气候效应的数值模拟研究进行了回顾,指出新生代以来青藏高原在隆升、生长和北移过程中,其动力和热力作用对东亚季风形成、南亚季风演化、内陆干旱化发展以及亚洲季风-干旱环境格局变迁都有重要影响。 3.上新世热带海道变化影响东亚气候的模拟研究 上新世早—中期热带海道变化对东亚气候的影响机理仍不清楚。谭宁等（2022）模拟了印尼海道收缩和巴拿马海道关闭对东亚气候的影响,指出热带海道的关闭/收缩导致东亚北部夏季气温降低、南部升高,冬季东亚大陆升温、降水减少。 4.第四纪两类千年尺度气候振荡现象及机理研究 张晓和张旭（2022）基于目前对DO和HS-DO两类千年事件的研究现状,总结了已有的可反映千年事件的重建数据,利用以往模拟工作回顾了现有的机制理论,评述了目前研究DO和HS-DO事件的局限性。 5.季节性海冰驱动的冰期北大西洋“电容器”效应 张旭等（2022）模拟了氧同位素3阶段的一个典型DO事件过程,探讨了冰阶冷期北大西洋气候变率的放大机制,表明北大西洋季节性海冰的存在可以调控海洋次表层热量积累释放的过程,产生“电容器”效应,这对理解冰期年际年代际气候变率放大现象有启示意义。 6.全新世亚洲季风百年-千年尺度变化的模拟研究进展 孙炜毅等（2022）从数值模拟的角度,回顾了全新世亚洲季风百年千年尺度变化的模拟工作,并从外强迫和内部变率这两个角度对机制进行了探讨,有助于深入理解全新世亚洲季风演变及机理。 7.全新世中期中国气候和东亚季风：PMIP4模式结果 田芝平等（2022）分析了多模式模拟的全新世中期中国气候和东亚季风变化,指出：全新世中期中国年和冬春季偏冷,夏秋季偏暖;降水、蒸发和有效降水的年变化较小,季节上均表现为冬春季减少,夏秋季增加;东亚冬、夏季风加强。 8.亚洲高山区全新世中期气候及其影响下的冰川模拟 燕青（2022）模拟了全新世中期亚洲高山区的气候变化,分析了亚洲高山区冰川变化及其区域性,探讨了温度和降水变化对冰川的作用,研究有助于加深理解全新世中期亚洲高山区冰川的变化格局和驱动机制。 9.陆面过程与天气研究 陈海山等（2022）从陆面基本要素、下垫面构成、陆面诱发的局地环流3个方面,回顾了土壤湿度、地形、土地利用、山谷-平原环流等要素和过程对强对流、暴雨、台风、高温热浪等天气事件影响研究的相关进展。 10.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 张梦琪等（2022）的研究表明：前冬戴维斯海峡—巴芬湾区域海冰异常偏多时,北大西洋易出现经向三极型海温异常,该信号持续到春季并通过激发欧亚遥相关波列调制中国东部的动力和水汽条件,为春季极端降水发生提供有利背景环流。 11.中国区域性暴雨事件未来变化：RegCM4动力降尺度集合预估 周波涛等（2022）采用追踪式的客观识别方法,对中国区域性暴雨进行了识别,并从发生频次、持续时间、平均降水量、平均影响范围和综合强度5个方面预估了其未来变化,为应对气候变化提供了依据。     

2000年后青藏高原区域气候的一些新变化

在全球气候变暖进程中,青藏高原气候也发生了一系列的改变.在综述前人研究成果的基础上,从气温、地表温度、地面风速和地表感热通量等方面重点阐述了2000年后青藏高原气候的一些新变化及其可能原因.研究表明:青藏高原气温和地表温度在2000-2010年显著增温,而在2010年后出现增温变缓的趋势;地面风速在2000年前后发生了显著的趋势转变,由2000年之前的显著减小趋势逐渐转变为2010年后的显著增大趋势;2000年后风速和地气温差的变化共同导致地表感热通量的增强和趋势转折,其中,2000-2010年地温增温率快于气温的增温率,这对地气温差的加大和地表感热的增强具有重要贡献,2010年以后地面风速的快速增大是高原感热增强的主要因素.青藏高原风速的变化可能主要与大尺度的环流调整有关,而高原地温的变化则可能主要是高原局地下垫面要素相互作用的结果.该研究为理解青藏高原气候变化的最新进展提供了重要参考.     

长江三角洲地区晚更新世地层中的古土壤特征

通过对长江三角洲两翼第四纪地层中第一层暗绿色硬粘土的剖面描述和微观分析、作者认为该硬粘土层是一古土壤层。本文根据种种观察和分析资料,探讨该粘土层的古土壤特征。     

世界七大洲最高峰构造对比

世界七大洲最高峰均位于全球或巨型经向或纬向构造带中 ,暗示山脉形成和地球自转之间有内在联系。它们均位于区域弧形构造带弧顶部位 ,弧形构造带成因包括俯冲弧、碰撞弧和伸展弧三类 ,弧形构造弯曲方向与不同类型弧形构造之间有着特定的几何关系。世界七大洲最高峰均与某种具体构造相联系 ,诸如火山构造、推覆构造等 ,反映构造作用在其形成中的意义。它们在新生代期间均发生强烈隆升 ,至今仍有活动。其隆升过程既有构造隆升 ,又有均衡隆升 ,以构造隆升为主。构造隆升中断裂构造、特别是两组断裂复合起着决定作用 ,火山作用对某些高峰的形成有重要意义。     

非开挖铺管技术在开封-洛阳高速公路郑州东段中的应用

介绍了河南开封至洛阳高速公路郑州东段非开挖铺设电力电讯管道的施工工程,包括设备选择,施工工艺、施工中遇到的问题以及解决这些问题的办法。     

阿尔泰造山带的构造运动

变形式样、建造类型及同位素年代学数据研究表明,阿尔泰造山带依次经历了5期构造运动,即:喀纳斯运动,形成白哈巴组(O_3)与哈巴河群(Z—O_2)间的角度不整合;大桥运动(S_3—D_(1—2)),形成海西早期类拗拉谷拉张陆壳区;阿尔泰运动(海西中晚期)导致陆内斜向碰撞并形成大型剪切弧型推覆构造系,为强烈造山阶段;泛阿尔泰运动(海西末至印支期)导致山脉整体隆起及剥蚀;喜马拉雅运动,导致新生代以来造山带各断裂系的复活及断块隆起。     

河南省中生代含煤地层中的洪水流沉积

河南省中生代含煤地层主要包括上三叠统、下中侏罗统、上侏罗统三个层段。由于这些煤系地层多形成在半潮湿、半干旱的气候条件下,洪水流沉积特别发育,尤其是在河南省境内分布最广的上三叠统和上侏罗统地层中。周期性的洪水流沉积在沼泽和泥炭沼泽中反复出现,造成泥炭堆积时断时续,致使上三叠统及上侏罗统地层中的煤层层数甚多,但单层厚度薄,大多为不可采煤层的主要原因。可以认为洪水流沉积是聚煤作用最重要的破坏因素。     

陕北浅层石油钻井的固控问题

通过计算对比，说明钻井过程的钻屑量，泥浆泵与钻杆的级配问题及钻井过程团相含量高的危害，对固相含量的要求，提出控制固相含量的措施等。     

黔南泥盆系的风暴遗迹相

风暴沉积岩在黔南泥盆系地层中比较常见，其中的遗迹化石也较为丰富，为研究风暴遗迹相提供了良好的场所。风暴作用的强度和持续时间影响了沉积环境的水能量、含氧量等物化条件，遗迹化石群也随之有所变化。本文研究了发生在Ｇｌｏｓｓｉｆｕｎｇｉｔｅｓ，Ｓｋｏｌｉｔｈｏｓ，Ｃｒｕｚｉａｎａ和Ｚｏｏｐｈｙｃｏｓ等不同遗迹相环境中的风暴沉积遗迹化石组合，把它们划分为三种类型：（１）单调型风暴遗迹相，风暴作用较弱，风暴沉积过程中的遗迹化石属种和数量较少，但仍与风暴前后的遗迹化石组合属于Ｓｅｉｌａｃｈｅｒ（１９６７）的相同遗迹相；（２）混合型风暴遗迹相，风暴沉积形成新的遗迹相附加于较低能的遗迹相中；（３）多元混合型风暴遗迹相，随着强烈风暴作用强度的变化，在风暴沉积期出现两种以上遗迹相的沉积环境     

九十年代岩石学的发展趋向

本文通过分析认为，９０年代岩石学学科总的特点和趋向是岩石学已经成为地球物质材料科学整体的重要组成部分，将会在更大的深度和广度上实现与其他学科的交叉渗透；它比任何时候都更加紧密地与地球动力学和全球变化这两大地学主题合拍，据其决定自己的研究领域、重点和前沿方向。     

西天山阿吾拉勒一带阿克沙克组的厘定

在西天山阿吾拉勒一带前人确立的大哈拉军山组中,新发现一套富含早石炭世腕足和珊瑚等化石的浅海相碳酸盐岩-碎屑岩建造,其与上覆大陆裂谷双峰式火山岩建造(伊什基里克组)及下伏岛弧钙碱性火山岩建造(大哈拉军山组)间均为角度不整合接触.新发现地层在岩石组合、生物面貌、沉积环境、接触关系等方面均与阿克沙克组层型剖面可对比,故将其从大哈拉军山组解体出来,对比厘定为阿克沙克组.这一地层单位的合理确立,为区域地质填图建立了正确的岩石地层单位,并为本区的地层划分和区域对比提供了新的依据.