汉江流域降水多时间尺度特性及其与环流因子的相关性分析

首先利用Morlet小波对汉江流域降水进行多时间尺度分析,然后分析主要周期下汉江流域降水与74个环流因子的相关性.结果表明:近50年,汉江流域降水有4,7和18年的主要周期,其中以18年的主要周期最为突出,降水呈现偏少的趋势,同时降水量与西太平洋副高面积指数、冷空气、东太平洋副高北界、北半球极涡中心位置等14个环流因子具有非常强的正相关,而与东亚槽位置、太平洋区极涡强度指数、亚洲区极涡强度指数有非常强的负相关.研究成果将为今后提高汉江流域降水预报水平和有效开展汉江流域及长江中下游防汛抗旱工作提供科学依据.     

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。

     

过去两万年南北半球季风降水反位相变化特征研究

大量古记录表明了近两万年来同一半球内区域季风降水同步变化,而在千年尺度上南北半球间季风降水存在显著的反位相变化关系,但是驱动这一反位相关系的外强迫因子和物理机制尚不完全明确。文章利用基于通用气候系统模式开展的TraCE-21 ka试验资料,发现全强迫试验能够重现与古记录一致的南北半球间季风降水反位相变化关系。并通过分析单一外强迫敏感性试验结果,明确北半球淡水注入强迫是导致千年尺度上南北半球间季风降水反位相变化的主要强迫因子。进一步研究发现,近两万年来冰盖消融带来的北半球淡水注入增强能减弱大西洋经向翻转环流,导致由南半球向北半球热量输送的减少,造成的南北半球间热力差异能够减弱由南半球向北半球的水汽输送,以及通过减弱北半球Hadley环流和向南移动热带辐合带减少北半球季风降水而增加南半球季风降水;当北半球淡水注入减弱时,变化相反。因此,淡水注入量的变化调节了过去两万年来大西洋经向翻转环流的强度和南北半球热力结构,显著影响了千年尺度上南北半球间季风降水的反位相变化关系。

     

中国华南地区6月降水变化特征及大气环流条件分析

文章分析了华南6月降水的时间演变特征,指出华南6月降水有很明显2年、4年、9年和30年左右的周期.并对引起降水异常的大气环流条件进行r研究.华南6月降水与华南沿海低空西南气流有显著正相关.西南气流偏强时,有利于华南气旋性气流辐合加强.加强的索马里跨赤道气流引起西南季风加强.而西太平洋副热带高压的强度和东西位置决定了其北...     

青藏高原地面辐射对中国东部夏季降水影响的数值试验

利用CAM5模式设计敏感性试验,研究了中国东部夏季降水对青藏高原地面辐射异常变化的响应和可能的物理机制。试验结果表明：当高原北部、中部等区域夏季地面辐射减小,中国东部夏季降水整体上增多,但南部、东部沿海区域降水异常减少。青藏高原地面辐射的变化,对青藏高压、西太平洋副热带高压和季风等天气系统具有一定影响,进而影响中国东部地区的夏季降水。当青藏高原地面辐射减小,青藏高压中心位置偏西,强度减弱;东亚季风和南亚季风强度增大,中国东部大部分地区850 hPa风场强度增强;西太平洋副热带高压位置偏东,强度减弱,中国南部、东部沿海区域夏季降水受其影响而减少,但华中、华北、东北等地夏季降水整体上增多。故中国东部夏季降水异常变化与青藏高原地面辐射之间具有显著的相关关系。     

1470年以来中国东部季风区降水变化规律及趋势预估

超长系列的降水资料是分析气候变化和预估未来区域水安全形势的重要支撑,但目前观测资料只有几十年时间尺度,利用相关历史文献资料进行系列重建是延长现有观测资料的主要手段。基于《中国近五百年旱涝分布图集》和1959年以来实测降水资料,重建1470—2019年中国东部季风区的长序列降水数据,分析近550 a以来区域降水变化规律,剖析气候自然变异规律和人为气候变化对历史降水的影响,并通过CMIP6中等分辨率气候系统模式下的4种情景降水数据预估未来降水变化趋势。研究表明：(1)东部季风区降水年际分布不均,有明显的丰枯变化,1470—1691年整体处于枯水期,1692—1924年处于丰水期,1925年至今处于枯水期,存在准181 a周期;(2) 1991年后人为气候变化的影响已经显现,海河、黄河下游和长江流域部分降水倾向率发生显著变化,东部季风区总体降水增加趋势加快;(3)在未来气候变化情景下多年平均降水量较基准期(1961—1990年)显著增加,季节性变化加大,区域旱涝风险加剧。由于未来气候情景的不确定性,未来降水趋势预测的可信度尚未可知,需要进一步增强风险分析。     

AMAP评估报告解读:短寿命气候强迫因子特征及其对北极气候变化的影响

基于北极理事会北极监测与评估计划(AMAP)工作组于2021年发布的“短寿命气候强迫因子(SLCFs)对北极气候、空气质量和人类健康的影响”科学评估报告,本文系统解读了黑碳(BC)、甲烷(CH₄)、臭氧(O₃)与硫酸盐(SO₄^2-)气溶胶等短寿命气候强迫因子特征及其对北极气候变化的影响。报告指出:BC、O₃和CH₄共同促进了北极地区的快速变暖,而SO₄^2-气溶胶对北极气候变化具有致冷效应,由此减缓了由CO₂和SLCFs导致的部分增暖效应。全球人为源CH₄排放量以及北极大气中的CH₄含量持续增加,苔原退化、泥炭地融化、森林火灾频发等导致北极地区BC和有机碳气溶胶排放日益增多,气候变暖进一步导致更大范围且更加频繁的森林火灾和冻土退化,对BC与CH₄等释放以及气候效应形成正反馈。因此,SLCFs减排将有利于北极地区生态环境的健康可持...     

过去2000a中国东部冬半年温度变化序列重建及初步分析

首先简要介绍了中国历史文献中的冷暖记载及其气候信息提取方法 ,并利用现代仪器观测资料对中国东部地区 (10 5°E以东 ,2 5°～ 40°N)气候变化一致性、站点的空间代表性及贡献率进行了分析。在此基础上 ,集成利用物候学与统计学方法 ,根据近年收集、整理的历史文献冷暖记载及其过去有关研究结果 ,对中国东部地区过去 2 0 0 0a冬半年的温度状况进行了定量推断 ,建立了中国东部地区过去 2 0 0 0a分辨率为 10～ 30a的冬半年温度距平变化序列 ,分析了中国东部过去 2 0 0 0a的冷暖变化特征 ,并将其与自然证据进行了对比。主要结论是 :自公元初起 ,中国东部的冬半年温度在波动中下降 ,至 490’s前后下降到最低点 ,降温率达 0 17℃ / 10 0a ,最冷时期的 30年平均值较 195 1—1980年均值低 1℃。此后气候转暖进入温暖期 ,在以温暖气候为主的 5 70’s— 1310’s中 ,温度在波动中略呈上升趋势 ,其间暖峰时期 30a平均温度值较 195 1— 1980年高 0 3～ 0 6℃ ,最高达 0 9℃ ,暖峰之间冷谷的 30a平均温度值较 195 1— 1980年低 0 5～ 0 7℃。 1310’s之后气候又迅速转冷 ,温度再次迅速下降 ,并保持在一个较低的水平上波动 ,其间 4个冷谷的 30a温度平均值较 195 1— 1980年低 0 6～ 0 9℃ ,最低达 1 1℃ ;冷     

我国过去50 a来降水变化趋势及其对水资源的影响(Ⅰ):年系列

应用全国范围内的678个气象站1951-1998年长系列降水资料, 用线性回归方法研究降水量、降水日数和降水强度的变化趋势, 同时结合长江和黄河主要控制水文站同期的径流资料, 研究径流对气候变化的响应. 结果表明: 近50 a来年降水量表现出明显的区域性变化特征, 东部地区降水日数减少显著, 西部地区年降水日数以增加为主; 日平均降水强度的变化趋势除西南地区有一带状的微量减少外, 全国大部分地区表现为增加趋势. 气候的上述变化趋势对我国干旱的西北地区有利, 该区河流径流量有明显增加; 另一方面, 降水强度的增加导致洪水事件的濒发. 但对干旱的华北、多雨的华东和华南地区却不利, 华北呈现愈加干旱, 华东华南愈多洪涝. 黄河20世纪90年代持续的严重断流和长江淮河近10 a的洪涝大灾频发, 就是一个例证.     

我国过去50a来降水变化趋势及其对水资源的影响(Ⅱ):月系列

应用全国范围内的678个气象站1951-1998年长系列逐月降水资料, 用线性回归方法研究降水量的变化趋势, 同时结合长江、黄河和松花江主要控制水文站同期的径流资料, 研究径流对气候变化的响应. 结果表明: 降水的年内变化表现出较大的区域特性, 最显著的变化特点是秋冬季 (8～12月) 东部地区降水量普遍减少, 1～3月江南地区降水有增加趋势. 气候的上述变化趋势对我国干旱的西北地区有利, 该区河流径流量有明显增加; 另一方面, 夏季降水的增加可能会导致洪水事件的濒发, 与此同时, 降水量的年内不均匀变化, 特别是在 8～12月长时间的降水减少趋势, 导致枯水期径流的减少, 从而加剧秋冬季水资源的供需矛盾. 长江、黄河和松花江主要控制水文站6个站1～4月径流基本上表现为增加趋势, 而6～12月大多表现为减少趋势, 只有黄河上游唐乃亥站6月, 长江下游大通站7月和松花江哈尔滨站8月径流为增加; 另外, 气候变暖使发源于青藏高原的长江(宜昌站3、 4月)和黄河上游(唐乃亥站4～6月)的春季的融雪过程提前, 融雪期径流增加.     

近1000年来青藏高原南部和北部 大气尘埃载荷变化的冰芯记录*

依据青藏高原目前所取得冰芯的尘埃分析结果,初步分析了近1000年来青藏高原南北大气尘埃载荷的时空变化特征。研究表明,高原南部达索普冰芯记录的高尘埃含量时期为1270s~1380s和1870s~1990s,而北部马兰冰芯记录的高尘埃含量时期为1130s~1550s和1770s~1940s。近1000年来青藏高原南北冰芯中尘埃含量呈现不同程度的增加总趋势,这可能指示了环境的变干趋势。青藏高原冰芯记录还反映出,高原北部地区大气中的尘埃载荷明显高于南部地区;高原北部地区大气尘埃载荷春季最大,而南部地区非季风季节最大。另外,通过对高原南北冰芯中尘埃含量记录与δ¹⁸ O记录之间相关关系分析,揭示出大气尘埃载荷变化与气温变化之间关系在高原北部地区呈显著负相关,而在南部地区却呈显著正相关。这说明青藏高原南北气候环境变化的差异性。     

中国北方季风边缘区过去530年降水的时空变化及其驱动机制研究

中国北方季风边缘区位置的移动影响着整个西北地区的旱涝变化和生态建设的发展。树轮和历史文献记录可以为该地区过去几百年气候环境变化和季风变化提供重要的信息。本文选取了8条树轮序列结合31条中国历史文献记录和实测降水量资料, 重建了中国北方地区近530年的年降水量演化特征, 对比分析了不同特征时期400mm等降水量线空间位置的差异及其可能的驱动机制。结果表明, 在年际尺度上, 降水量最丰年400mm等降水量线位置都比近30年平均位置偏北, 而干旱事件时期400mm等降水量线位置比近30年平均位置更偏南, 且干旱时期的波动要比湿润年份的波动幅度更大; 在年代际尺度上, 最湿润10年和最干旱10年400mm等降水量线位置同样比最近30年偏北和偏南, 但是其空间位置的变化没有年际尺度显著。研究区降水量空间位移变化主要是受北大西洋涛动(NAO)和厄尔尼诺南方涛动(ENSO)的影响。     

2.5Ma以来地球轨道参数变化对黄土粒度变化的线性驱动

本文对2.5Ma以来宝鸡黄土剖面粒度曲线与ETP曲线做了互功率谱和凝聚函数分析,以期反映风力强度与地球轨道参数变化的关系。结果表明,2.5Ma以来粒度记录中始终存在着与地轴倾斜度、岁差呈线性响应的41000a、23000a和19000a周期;同时,在0.6—0.0MaB.P.时段存在与偏心率呈线性响应的0.1Ma周期,在2.5—1.6MaB.P.时段存在与偏心率0.4Ma呈线性响应的周期。上述结果佐证了地球轨道变化对内陆古气候变化的线性驱动作用,但该理论不能解释在约0.9—0.6MaB.P.和1.6MaB.P.前后出现的二次较大的主导气候周期转型事件。     

拉萨河地区的大气降水同位素分布特征

拉萨河地区的雨水方程为δＤ＝７．２δ＾１８Ｏ＋１２．３６,表现出该地区为较强烈蒸发特征。氢、氧同位素空间分布特征：墨竹工卡以北,δＤ,δ＾１８Ｏ东部高,西部低;墨竹工卡以南,δＤ,δ＾１８Ｄ东部氏,西部高。这种区域性分布特征与孟加拉湾降水云气的形成,运移过程及拉萨河地区的自然环境,气候条件有关。     

中国东部濒太平洋构造域的基本特征及其成因初探

印支运动以来,中国东部在前中生代地质构造、深部构造格局的基础上,形成一系列巨型NNE向的线性隆起带和沉降带;无论在地壳厚度、岩浆岩的化学成分、热动力变质作用,还是断裂构造的强度、频度等等,自西向东均明显地表现出有规律的变化。这种演化特征是中国东部陆壳中生代以来阶段式向东向太平洋多层次蠕滑的结果。而这种向东向洋多层次蠕滑的造就是与中生代以来地球自转速率总体变慢等等主要因素有着密切的内在成因联系。     

论中国东部中、新生代大地构造的基本特征

把中国东部中、新生界划分为6个构造-沉积旋回, 相应地发育6期构造运动主幕, 侏罗纪末幕运动是一场变格运动。进一步将研究区构造形变史划分为两个形变阶段和一个过渡阶段。两个构造形变阶段发育两种类型的沉积盆地、两种型式的构造体系, 它们之间存在着广泛的构造不整合, 显示二元结构即为中国东部中、新生代大地构造的基本特征。     

不同增温方式下芦苇植硅体数量变化特征的对比分析

由于未来全球变暖的情况仍可能持续, 了解陆地生态系统对温度升高的响应对研究全球变化具有重要的参考价值。本文利用开顶式气室(Open Top Chamber, 简称OTC)和红外线辐射器(Infrared Radiator, 简称IR)对位于松嫩草原西南部吉林省长岭县腰井子村种马场境内的芦苇(Phragmites communis)群落进行模拟温度升高处理, 研究增温对芦苇植硅体数量的影响。OTC增温方式设置两种不同的规格, 分别用OTC-Ⅰ和OTC-Ⅱ表示, 即本文利用OTC-Ⅰ、OTC-Ⅱ和IR这3种不同的增温方式来模拟温度升高, 每种增温方式均设置了3个不同温度梯度的增温处理和1个对照处理, 以期更详细的研究芦苇中植硅体数量与温度因子之间的动态关系。实验发现, 3种不同增温方式对芦苇鞍型植硅体和芦苇硅化气孔的影响一致, 即增温后芦苇鞍型植硅体的数量增加、芦苇硅化气孔的数量有所减少; 在3种不同增温方式的影响下, 芦苇尖型植硅体对增温的响应存在差异, 在OTC(OTC-Ⅰ、OTC-Ⅱ)增温方式下, 增温后芦苇尖型植硅体的数量减少, 但在IR增温方式下, 增温后芦苇尖型植硅体的数量增加。通过对比不同增温方式下芦苇植硅体数量变化特征的异同, 有利于得出比较全面和令人信服的结论, 同时为今后广大学者根据实际情况选择适宜的增温装置提供参考。     

北半球及其各大洲过去1200年温度变化的若干特征

利用近年来发表的北半球、北半球各大洲及中国近千年温度序列, 分析了年代至百年尺度上北半球和中国温度变化之间的异同性、北半球各大洲百年尺度典型暖期和典型冷期的位相差异, 并比较了中世纪典型暖期与20世纪暖期的温暖程度差异。结果表明:1)在150~200年周期段, 北半球和中国平均温度变化主要受太阳活动的影响, 具有相似的变化特征; 2)在50年和100年的尺度上, 北半球和中国温度的变化速率具有相似性, 近150年来二者都表现出持续的增温趋势; 3)北半球洲际尺度上不存在起止时间相近的百年尺度典型暖期和冷期; 4)北半球、中国及其他大洲最近30年(1971~2000A.D.)的温度较中世纪(800~1250A.D.)任何30年时段都要高, 而最近100年(1901~2000A.D.)的温度只有北极地区显著高于中世纪最暖100年。