基于统计动力反演的东亚亚热带季风变化驱动机制研究

利用观测数据,运用非线性统计-动力学方法,反演系统各因子之间的相互关系,建立了东亚亚热带季风变化的动力方程,为研究东亚亚热带季风的驱动机制提供了量化参考。研究发现：过去2 000 a东亚亚热带季风是多因子通过反馈机制相互作用影响且具有耦合效应的复杂非线性动力系统,其驱动力主要来源于普若岗日冰芯δ¹⁸О代表的青藏高原热力作用强迫、太阳黑子活动、ENSO、温室气体单因子CO₂和CH₄浓度、北极温度和CH₄及北极温度与7月太阳辐射的耦合作用机制;反馈调节作用主要源于7月太阳辐射与太阳黑子活动、CH₄浓度、中国陆地地表温、CH₄与7月太阳辐射以及CO₂和CH₄的耦合调节作用。并通过动力反演机制推论热带西太平洋对亚热带季风有一定驱动作用,但并不是主要驱动力,即驱动亚热带季风变化的主源地并不在热带西太平洋海区,石笋δ¹⁸О指代的也主要是夏季风信息。     

基于动力反演方法的亚洲季风机制探讨

为探求董哥洞石笋δ18O值所指示的亚洲季风的驱动机制,用非线性动力反演的方法建立亚洲季风的动力方程。研究发现:董哥洞石笋δ18O值所指示的季风为印度季风,印度季风系统是由南极温度和其他驱动因子共同驱动的复杂非线性动力系统;太阳活动、北极温度和青藏高原温度对印度季风起稳定作用,太阳活动越强烈,稳定作用越弱;北极温度和青藏高原温度越高,稳定作用越弱;印度季风背景值对下一刻印度季风起稳定作用,且强度越大,稳定作用也就越强。     

汉江一级阶地抬升以来北亚热带风尘堆积、发育与东亚季风演变的耦合关系——以郧县段汉江上游谷地为例

风成黄土对东亚冬夏季风优势期转换及起迄时间起到良好指示作用,探究风尘黄土堆积、发育特征与东亚季风演变的耦合关系十分必要。本文通过研究汉江一级阶地上覆黄土-古土壤序列的构型、磁化率、烧失量、粒度、元素组成特征,分析汉江一级阶地抬升以来黄土-古土壤序列的成因及成壤特征,探究东亚冬夏季风的演化序列。结果表明：（1）汉江上游地区黄土-古土壤序列的地层构型为表层土（MS）-近代黄土（L₀）-古土壤（S₀）-过渡层（L_t）-马兰黄土（L₁）,磁化率、粒度、烧失量、元素组成等特征指示各地层成壤强度特征为S₀>L₀/L_t>L₁。（2） 成壤强度指示18000 a BP以来,东亚冬夏季风演替特征为末次盛冰期冬季风强烈→全新世早期冬季风减弱→全新世中期夏季风主导→全新世晚期夏季风减弱~,冬季风强盛,其演变滞后于低纬太阳辐射变化2000~3000 a。（3）该风尘堆积物理化性质对6000~5000a BP的气候恶化期有所响应。总而言之,汉江上游一级阶地上覆黄土为风尘堆积物,指示18000a BP以来东亚季风的变迁规律及季风异常事件,能够体现北亚热带对全球气候变化及极端事件的响应。     

上海港港区区位与功能演变及动力机制

随着全球经济一体化,港口发展迈入了新阶段。上海港是世界大港,其发展、演变过程既具备一般性规律又不乏自身特色,对揭示单体港口的功能拓展和空间扩张具有积极意义。论述了上海港的港区区位和功能演变过程,并总结了港口的空间演化轨迹、功能拓展路径等规律,创建上海港演变模式,最后考察上海港区位与功能演变的动力机制。研究发现：港口港区区位遵循了从支流向门户、从内河向深海、从单一区位向多体系的演变规律,功能演变形成了从服务于村镇向国际区域、从渔港向综合港的演变过程,形成“河流单港区阶段→河流双向延伸阶段→工业化岸线拓展阶段→集装箱化离岸外迁阶段”的上海港演变模式。鸦片战争之前,上海港因长江流域门户港变迁规模和功能不断提升;开埠后,西方介入使港口空间和功能进一步扩展;1949年以来,工业化导致上海港向多区位系统和多元化功能演进;21世纪以来,技术进步、全球化及政策制度等因素促使老港区外迁和功能升级。研究丰富了港口地理学的理论研究,为单体港口的优化与枢纽建设提供了借鉴。     

郑州市居住空间演变过程与动力机制分析

回顾郑州市居住空间历史演变过程,揭示出居住空间的演变过程、现状特征和居住分异现象,指出国家投资战略与政府决策和城市经济的快速发展,主导着城市居住空间持续增长,城市发展战略和规划思想影响着居住空间的形态变化,而经济制度转型、经济结构调整、住房供给市场变化以及公众择居和迁移行为共同影响着居住空间的重构和分异.     

喜马拉雅地区传统贸易通道演变过程及动力机制

喜马拉雅地区传统贸易通道是突破喜马拉雅山脉天然屏障、连接中国与南亚腹地两大市场的关键,对于南亚大通道建设和跨喜马拉雅互联互通建设具有重要的战略意义。本文以喜马拉雅山脉断裂河谷为出发点,综合历史文献、实地调查及GIS技术手段,分析通道的空间分布特征、演变过程及动力机制。研究表明：① 喜马拉雅地区的传统贸易通道主要有21条,其中中尼通道6条,中不通道4条,中印通道11条,在空间上形成了“一横多纵”的空间格局。② 传统贸易通道的发展经历了萌芽期（7世纪以前）、形成期（7世纪—842年）、发展期（842—1959年）、衰落期（1959—1962年）和恢复期（1962年至今）的演变过程。③ 货物交换和佛教传播促进了通道的萌芽和形成,西藏及中原地方政权稳定和边贸政策、英国的殖民扩张和商业利益推动了通道的发展,印度的战略误判和前进政策导致了通道的衰落,中国的战略需求将推动通道的恢复和建设。④ 战略互信和边界问题是通道恢复和建设面临的主要障碍,未来需要加强对通道的多视角调查和研究,制定通道的建设和管控策略,充分发挥通道的商贸、旅游和文化交流功能,积极服务于南亚大通道建设,促进西藏边疆地区的稳定与发展。     

西藏高原城镇化动力机制的演变与优化——以"一江两河"地区为例

城镇化的动力机制是城镇化研究的核心问题.由于地理区位、自然资源、历史传统和人文等因素的影响,西藏高原城镇化的动力与其他区域有着不同的特点.本研究在对"一江两河地区"城镇化现状特征分析的基础上,分阶段对该地区城镇化的动力机制及其演变进行了研究.重点分析了西藏和平解放后,中央实施的援助西藏的特殊政策对城镇化的作用,认为援藏政策是西藏城镇化的核心动力,但同时也强化了西藏"非典型的二元结构",城镇缺乏自然发育和自觉成长的过程,缺乏内在的经济利益驱动和活力,经济职能弱,辐射带动能力不足."一江两河"地区城镇化水平的提高主要来源于城镇外来人口的机械增长,本土非农化进程缓慢,城镇化在改善当地农牧民生活水平方面的作用没有充分发挥出来.从推进本土农牧民城镇化进程的角度出发,并充分考虑援藏政策对西藏城镇化的作用,提出今后"一江两河"地区城镇化动力系统优化的思路,为其他具有高原环境特征和特殊社会背景地区的城镇化的研究提供借鉴.     

全球地缘政治格局演变的动力机制——基于变量与变量关系的解析

纵观全球地缘政治格局演变的历史进程,格局的转换总是伴随着大国的兴衰交替、力量的分化与组合和权利的失衡与平衡,规律性的现象是不变的动力机制所致,这种机制对当今全球地缘政治格局的发展与演化依然有着重要作用和深远影响。采用一种机制的视角,以机制及机制间的变量关系解析为主要途径,来研究全球地缘政治格局演变的动力机制。将全球地缘政治格局演变的动力机制划分为一个核心机制、两个子机制和两个辅助机制。其中,力量结构的变化是全球地缘政治格局演变的重要标志,将其确定为演变的核心机制。大国兴衰和大国地缘战略关系的质变是引起力量结构变化的根本原因,将二者确定为核心机制的子机制。资源地缘政治和地缘文化是全球地缘政治格局演变的重要影响,将其作为辅助机制进行研究。在全球地缘政治格局演变的分机制研究的基础上,通过建立分机制间的耦合关系,得到全球地缘政治格局演变的动力机制。     

1951—2009年东亚副热带夏季风北边缘位置的地域特征

利用1951—2009年中国662个气象台站逐日降水资料和NCEP/NCAR逐日再分析资料,分析了东亚副热带夏季风北边缘地理位置的年际、年代际变化以及夏季风影响北边缘的时间演变特征。结果表明:基于过程透雨量定义的夏季风北边缘能很好地反映边缘带降水特点,东亚副热带夏季风北边缘带大致呈东北-西南走向,在110°E处,北边缘带南界大致位于36°N,北界大致位于41°N。边缘带宽度与其南界纬度具有很好的负相关,且有逐年变宽的趋势。边缘带存在显著的准3年和9年的周期特征。夏季风平均在6月28日开始影响北边缘带,9月21日南撤离开北边缘带。110°E是夏季风边缘带中南风分量最大的经度,与偏南年相比,偏北年夏季风影响边缘带时间开始早,结束迟。     

Definition and characteristics of the south edge of the subtropical winter monsoon in East Asian

Based on observational daily data of 730 meteorological stations in China, the south edge of the subtropical winter monsoon is defined according to relevant criterion and its variation characteristics are analyzed. Results show that this south edge has obvious inter-annual variation characteristics and shows a northward moving tendency as a whole, but since the 21st century it has moved southwards and date of the south edge entering winter becomes earlier. Wind fields of the anomalously northward south edge of the subtropical winter monsoon in East Asia has an obvious southerly wind component which prevents cold air from moving southward. The index of this south edge and winter temperature has a positive correlation. Climate warming might be the main reason for the northward movement of the south edge of the subtropical winter monsoon.     

黄土高原100万年以来东亚夏季风演变信号的多尺度分析

在研究黄土高原东亚季风地质时期周期演变中,利用经验模态分解(EMD)方法对黄土高原甘肃省灵台和赵家川黄土剖面约1 MaB.P.以来磁化率时间序列进行多尺度变化分析,结果表明:1)0~0.8 MaB.P.地球轨道三要素中的偏心率准400 ka、100 ka周期在黄土沉积中反映明显,方差贡献率达35.19%,还发现16 ka的岁差周期及334 ka1、77 ka5、8 ka、31 ka、7.9 ka、3.9 ka的非轨道准周期;2)0.8~1 MaB.P.也发现地球轨道三要素中的偏心率准100 ka周期2、1 ka岁差周期及55 ka、8.3 ka、3.5 ka非轨道准周期,偏心率准100 ka周期具有主导地位(方差贡献率达37.44%);3)尽管黄土记录的东亚夏季风100 ka周期的产生机制已有多种假说,古气候学界还是普遍认为它产生于某些尚不清楚的过程,有待进一步研究。     

东亚冬季风对中国东北冬季气温变化的影响

利用国家气象信息中心气温数据集1961~2011年中国东北地区资料及NCEP/NCAR再分析资料,对东亚冬季风与东北冬季气温变化特征的对比分析表明:从20世纪90年代起,东北冬季异常冷、暖事件明显增多,冬季风异常强、弱事件也相对增多;1986年前后东北冬季气温发生增暖性气候突变,冬季风同时进入转弱阶段;冬季风在2004年进入偏强阶段,东北冬季气温在2009~2011年出现转入低温阶段迹象。冬季风通过影响200hPa东亚急流,500hPa东亚大槽、乌拉尔高压,850hPa风场,地面西伯利亚高压等的异常导致东北冬季气温的年际和年代际异常。     

中国北方更新世极端冷期冬季风的快速变化

对黄土高原中部洛川和西峰黄土堆积的“上、下粉砂层”进行了间隔 5～ 6 cm的详细采样 ,测量了 80 0多个样品的粒度分布和磁化率值 ,根据沉积速率模式建立了一个相对独立的、较精确的时间标尺。结果表明 ,中国北方更新世极端冷期的黄土堆积记录了东亚冬季风频繁的和较大幅度的千年尺度变化。冬季风加强事件一般持续约1.8～ 2 .4ka。亚轨道时间尺度冬季风变化的可能原因是 ,在极端冷期赤道和极地气温差增大 ,纬向西风环流加强引起的大气环流和蒙古高亚不稳定 ,从而引起东亚冬季风千年尺度变化。在极端冷期降雨量和平均温度低于某个阈值的时候 ,虽然夏季风强度存在变化 ,但不足以影响磁铁矿和磁赤铁矿的形成 ,所以那时磁化率的变化不能很好地记录夏季风气候变化。     

东亚夏季风的年际变化及其与环流和降水的关系

利用1951-2006 年6-8 月NCEP/NCAR 的500 hPa 高度场、850 hPa 高度场和风场、降 水率和海平面气压以及全国600 多站的降水量资料, 选择东亚-西太平洋地区(10^o-80^oN, 70^o-180^oE) 经9 点高通滤波、EOF 分析、合成分析和其它统计诊断手段, 研究了东亚夏季风的年际变化及其与环流和降水的关系, 得到如下的结论: 1. 东亚-西太平洋地区海平面气压 存在着蒙古低压和西太平洋高压之间纬向的偶极子振荡型(APD), APD 指数可以作为东亚夏季风强度指数; 2. 东亚-西太平洋地区500 hPa 高度距平EOF 的第一模态具有明显经向东亚遥相关型特征(EAP)。EAP 指数也可以作为东亚夏季风强度指数。3. APD 指数与500 hPa (或 850 hPa) 的东亚遥相关型关系密切。APD 指数和EAP 指数存在明显的反相关关系, 它们之间的相关系数为-0.23, 已超过了10%显著检验; 4. APD 指数和EAP 指数都和我国汛期降水、东亚-西太平洋降水率关系密切, 超过5%显著性的相关区主要在长江流域以南地区至日本南部海面一带, 前者为正相关, 后者为负相关。     

东亚夏季风的年际变化及其对环流和降水的影响

Using NCEP/NCAR reanalysis geopotential height (GHT) and wind at 850 hPa, GHT at 500 hPa, precipitation rate, sea level pressure (SLP) and precipitation observations from more than 600 stations nationwide in June–August from 1951 to 2006, and focusing on the East Asia-West Pacific region (10°–80°N, 70°–180°E), interannual variation of East Asian summer monsoon (EASM) and its correlations with general circulation and precipitation patterns are studied by using statistical diagnostic methods such as 9-point high pass filtering, empirical orthogonal function (EOF) analysis, composite analysis and other statistical diagnosis, etc. It is concluded as follows: (1) EOF analysis of SLP in the East Asia-West Pacific region shows the existence of the zonal dipole oscillation mode (APD) between the Mongolia depression and the West Pacific high, and APD index can be used as an intensity index of EASM. (2) EOF analysis of GHT anomalies at 500 hPa in the East Asia-West Pacific region shows that the first EOF mode is characterized with an obvious meridional East Asian pattern (EAP), and EAP index can also be used as an EASM intensity index. (3) The composite analysis of high/low APD index years reveals the close correlation of APD index with EAP at 500 hPa (or 850 hPa). The study shows an obvious opposite correlation exists between APD index and EAP index with a correlation coefficient of −0.23, which passes the confidence test at 0.10 level. (4) Both APD and EAP indexes are closely correlated with precipitation during flood-prone season in China and precipitation rate over the East Asia-West Pacific region. The significant correlation area at 5% confidence level is mainly located from the southern area of the Yangtze River valley to the ocean around southern Japan, and the former is a positive correlation and the latter is a negative one. Foundation: Cooperative Project funded by the Ministry of Science and Technology of the People’s Republic of China, No.2007DFB20210; National Natural Science Foundation of China, No.90502003; JICA China-Japan Technical Cooperative Project “China-Japanese Cooperative Research Center on Meteorological Disasters”. Author: Yu Shuqiu, Associate Professor, specialized in climate and climate change.     

Interannual variation of East Asian summer monsoon and its impacts on general circulation and precipitation

Using NCEP/NCAR reanalysis geopotential height (GHT) and wind at 850 hPa, GHT at 500 hPa, precipitation rate, sea level pressure (SLP) and precipitation observations from more than 600 stations nationwide in June–August from 1951 to 2006, and focusing on the East Asia–West Pacific region (10o–80oN, 70o–180oE), interannual variation of East Asian summer monsoon (EASM) and its correlations with general circulation and precipitation patterns are studied by using statistical diagnostic methods such as 9-point high pass filtering, empirical orthogonal function (EOF) analysis, composite analysis and other statistical diagnosis, etc. It is concluded as follows: (1) EOF analysis of SLP in the East Asia–West Pacific region shows the existence of the zonal dipole oscillation mode (APD) between the Mongolia depression and the West Pacific high, and APD index can be used as an intensity index of EASM. (2) EOF analysis of GHT anomalies at 500 hPa in the East Asia–West Pacific region shows that the first EOF mode is characterized with an obvious meridional East Asian pattern (EAP), and EAP index can also be used as an EASM intensity index. (3) The composite analysis of high/low APD index years reveals the close correlation of APD index with EAP at 500 hPa (or 850 hPa). The study shows an obvious opposite correlation exists between APD index and EAP index with a correlation coefficient of –0.23, which passes the confidence test at 0.10 level. (4) Both APD and EAP indexes are closely correlated with precipitation during flood-prone season in China and precipitation rate over the East Asia–West Pacific region. The significant correlation area at 5% confidence level is mainly located from the southern area of the Yangtze River valley to the ocean around southern Japan, and the former is a positive correlation and the latter is a negative one.