中国中世纪暖期温度年代际变化特征及成因分析

利用通用地球系统模式CESM的过去2000年气候模拟试验资料,在与历史气候重建资料、观测/再分析资料及其他模式模拟资料进行对比验证的基础上,分析了中国中世纪暖期（Medieval Warm Period,简称MWP）地表温度年代际变化特征并初步探讨了其成因。结果表明：在公元801~1250年的中国中世纪暖期期间,在年代际尺度上,中国地表温度EOF第一模态的空间分布为全区一致型,并且北部的变率大于南部,最大的变率中心位于中国东北部;EOF第二模态反映出研究区内南北反向的空间分布特征。40°N以北地区温度变化一致;40°N以南青藏高原-云贵高原-东南沿海地区与华北地区呈反相变化,最大的变率中心位于青藏高原东部。中世纪暖期地表温度EOF第一模态主要归因于太阳辐射的影响,火山活动也是影响因子之一;EOF第二模态主要受气候系统内部变率的影响,其他外强迫因子的影响较小。但是,温室气体、土地利用/覆盖两个外强迫因子对气候系统内部变率具有一定的调制作用。在中国,中世纪暖期太阳活动剧烈、火山活动较少,下垫面吸收更多的太阳短波辐射,地表净辐射通量增大,是中世纪暖期形成的主要原因。     

骊山山前断裂第四纪活动性的研究

骊山山前断裂是发育于骊山凸起北侧的一条近东西走向并向北倾斜的正断层。断裂形变遗迹,地貌标志、新生代沉积物的厚度变化特征表明,该断裂第四纪晚期以来,在区域构造引张应力场的控制下,一直作掀斜式的倾向拉张运动。在长期的形变过程中表现了蠕滑和粘滑两种活动方式。现在仍在以蠕动的方式运动着。     

CMIP5全球气候模式对1981—2005年东北地表温度的模拟分析

利用中国东北1981—2005年173个气象台站观测的月平均地表(0 cm)温度资料和参加IPCC第五次评估报告的43个全球气候模式模拟结果,对比分析了CMIP5耦合气候模式对中国东北地区地表温度的模拟性能。结果表明：大部分气候模式模拟结果都能较好的再现研究区域的地表温度时空变化,与月观测的时间相关系数均高于095,对年际变化模拟能力稍差,大部分模式模拟结果在整个研究时段均表现出冷偏差。空间分布显示,CMIP5模式能够模拟出中国东北地区地表温度南高北低的空间分布特征,但不同模式模拟结果之间差异较大,模拟能力较优模式能够较好的模拟出研究区域的冷暖中心,较优模式组和较差模式组在夏季的差距达到最大,较差模式组不能再现地表温度的分布特征。通过模式优选发现FGOALS_s2模式表现最优。总的来说,CMIP5耦合气候模式对中国东北区域地表温度的时空变化特征的模拟性能较好,对气候态年变化的模拟性能好于对年际变化的模拟。     

CMIP5多模式集合对江苏省气候变化模拟评估及情景预估

利用中国气象局所属的2 400余个台站观测资料制作的分辨率为0.25°×0.25°数据集中的气温、降水量资料评估了CMIP5中17个模式对于1961—2004年江苏省气温和降水量空间分布特征的模拟能力,筛选出了5个对江苏省气候特征模拟较好的模式。之后基于5个优选模式集合平均的结果预估了3种典型浓度路径(Representative Concentration Pathways,RCPs)下江苏省2006—2100年的气温和降水量变化趋势。结果表明:(1)全球耦合气候模式对江苏省的气温和降水量空间分布特征具有一定的模拟能力,并且模式集合平均的气温和降水量与观测资料的空间相关系数分别为0.85和0.93;(2)在低浓度路径(RCP2.6)、中浓度路径(RCP4.5)和高浓度路径(RCP8.5)3种温室气体排放情景下,江苏省2006—2100年的地表温度均呈现明显的增温趋势,并且苏北的增温幅度要高于苏南;(3)3种温室气体排放情景下,江苏省未来百年降水量均呈现出北方增多南方减少的趋势;(4)未来百年江苏省降水量随气温变化的趋势并不稳定,RCP2.6和RCP4.5情景下降水量随气温的升高而增加,而RCP8.5情景下降水量随气温的增加而减少。     

陈蔡早古生代俯冲增生杂岩对华夏与扬子地块拼合过程的指示意义

华夏地块与扬子地块的拼合时限与方式长期存在争议。本文对出露于浙江诸暨一带的原"陈蔡岩群"进行了详细的露头尺度解剖。野外地质调查表明,原"陈蔡岩群"主要由不同性质的外来岩块与基质组成。其中：代表外来岩块的大理岩及斜长角闪岩的变质年龄分别为（424.7±2.9）和（420.6±1.8）Ma,成岩年龄分别为（479.2±9.5）~（424.7±2.9）Ma和（507.7±7.8）~（420.6±1.8）Ma,斜长角闪岩原岩为具OIB（洋岛玄武岩）特征的碱性玄武岩,大理岩的原岩为海相碳酸盐岩,二者共同构成了洋岛海山组合。代表原地岩块的变长石石英砂岩主要物源区为3 620~1 530 Ma形成于活动大陆边缘和大陆岛弧环境下的古老地壳物质;与之构造混杂接触的斜长角闪岩变质年龄为（438.0±2.5）Ma,其原岩分别为形成于消减带岛弧环境的岛弧拉斑玄武岩、形成于俯冲环境下的富Nb玄武岩和洋岛海山环境下的具OIB特征的碱性玄武岩类。代表基质的含榴黑云斜长片麻岩LA-MC-ICP-MS锆石U-Pb年龄测试结果表明,其变质年龄为（441.0±3.0）Ma,碎屑²⁰⁶Pb/²³⁸U年龄多数为840~780 Ma,反映其物源主要来自于新元古代,且最年轻的沉积年龄限定在598 Ma,说明片麻岩原岩可能为早古生代沉积地层。陈蔡地区该套岩石组合的发现表明,原"陈蔡岩群"的构造属性应为早古生代俯冲增生杂岩。结合测区及龙游地区新发现的加里东期麻粒岩和退变榴闪岩,提出扬子与华夏两大地块碰撞于445~420 Ma。     

华夏地块龙泉地区发现亚洲最古老的锆石

锆石这一矿物是迄今为止所发现的地球最初500个百万年间(地质学界通常称为"冥古代")的唯一地壳物质残留,对于了解地球早期地壳演化过程至关重要。近年来,随着高精度SHRIMP测年技术的广泛运用,笔者最近在华夏地块龙泉地区发现了2颗约4100 Ma的碎屑锆石。其中一颗为目前发现亚洲最古老的锆石,其内部结构简单,具有正常的震荡环带,207Pb/206Pb年龄为(4127±4)Ma;其δ18O与地幔岩浆的氧同位素类似,可能来自于早期的幔源岩浆或者未经历地表过程的深部地壳物质的熔融。另外一颗锆石具有明显的核边结构,其核部结晶年龄约为4100 Ma,变质边年龄约为4070 Ma,外围还有2层岩浆增生边年龄介于3800~3600 Ma,代表了该4100 Ma的锆石核部在后期经历了复杂的地壳演化过程,4070 Ma的变质边是目前已获得最为可靠的全球变质年龄。上述发现表明冥古宙时地壳性质和构造环境存在多样性,为认识地球早期大陆演化过程提供了重要新信息。     

基于CI指数的甘肃省黄土高原地区气象干旱的变化趋势分析

基于甘肃省黄土高原区33个气象站1962-2010年气象资料, 利用综合气象干旱指数(CI)对其近50 a的干旱频率和平均持续时间的空间分布、 干旱强度趋势变化和极端干旱事件频次进行了分析, 此基础上应用基于分型理论的R/S方法对干旱强度未来变化趋势进行了预测. 结果表明: 甘肃省黄土高原区干旱发生频率和多年平均持续天数在兰州-靖远一带和庆阳北部属于高值区, 而岷县、 渭源一带属于低值区; 106° E以西"临洮-通渭-天水"一带和庆阳东南部是干旱变幅最大的地方. 20世纪90年代以来, 干旱强度增大的较快, 四季均呈现出干旱强度变大的趋势, 其中春、 秋季干旱强度加剧的趋势明显, 夏季近10 a都处于非常严重的干旱状态, 但未通过0.01的显著性检验; 20世纪60年代至今, 极端干旱事件发生频次快速增多. 四季干旱强度Hurst指数H 均大于0.5, 同时分维数D 均小于1.5, 因此, 未来一段时间干旱强度仍然保持与过去相一致的变化趋势. 研究结果可为相关部门制定相应抗旱对策提供科学依据.     

电力负荷与气象要素相关分析

根据鹤壁市1996～2000年逐日电力负荷资料和气象资料,分析了电力负荷与各种气象因子之间的相关关系,结果表明电力负荷总量呈现出明显的季节性变化,并且与多种气象因子存在较好的相关性.     

岩溶区隧道围岩--支护体系稳定性研究

岩溶是地下水地质作用的过程和结果，是隧道建设面临的不良地质现象之一。正在建设中的某高速公路隧道出口段岩溶地质作用强烈，溶隙、孔洞发育，且受构造变形及后期淋滤溶蚀作用强烈，力学强度低，岩性复杂。其角砾状粘土岩和水云母粘土岩多已泥化成粘土，遇水易膨胀。岩溶区隧道围岩——支护体系的稳定性是该隧道建设面临的主要问题。文章结合隧道施工过程中的围岩变形监控量测和三维弹塑性有限元数值仿真模拟对隧道围岩——支护体系的稳定性进行了研究。围岩水平收敛和拱顶下沉位移及速率变化特性表明，在监测时段内隧道围岩无趋于稳定的迹象。施工动态力学数值仿真模拟表明，在初期支护条件下，围岩出现了较大范围的塑性破坏区，两隧道之间(间距45．0m)围岩破坏接近度达到0．70，最大竖向位移达到3．0mm，表明隧道全断面施工时，两隧道相互作用影响程度较大。为确保隧道围岩——支护体系的稳定，选择合理的施工方法，制定切实可行的支护方案提供了信息。     

隧道衬砌结构三轴压缩蠕变特性试验研究

使用MTS-815液压伺服系统对隧道衬砌的混凝土试件进行了三轴压缩蠕变试验,当压缩蠕变强度达到混凝土试件抗压强度的85%时进入加速蠕变阶段。分析了隧道衬砌混凝土三轴压缩蠕变变形的特点,确定采用摩尔-库仑准则和Burgers模型串联组合而成的黏弹塑性模型可以合理地描述衬砌混凝土的蠕变特性。组合模型的黏弹性状态与Burgers模型一致,塑性状态与Mohr-Coulomb模型一致,它不仅能够反映衬砌结构蠕变的全过程,且能模拟材料的黏弹塑性变形特性,解决了典型Burgers蠕变模型只能描述黏弹性蠕变的缺陷。同时也研究了三轴试验条件下组合蠕变模型参数的求解方法,得到隧道衬砌混凝土的蠕变参数。