植被变化对中国区域气候的影响II:机理分析

在利用区域气候模式(RegCM2)对中国植被变化的气候影响进行了数值模拟研究的基础上,该文着重对其中可能的机理进行了分析,结果表明植被变化对地-气系统的能量平衡具有重要影响.植被变化使地表释放的有效通量(感热+潜热)发生变化,同时有效通量中的感热、潜热分配,即波恩比亦会发生改变,从而导致大气湿静力能分布的变化,使大气层结及垂直运动发生相应改变,这会进一步影响到大气水汽输送情况,并与相应的垂直运动变化结合最终导致降水的变化.另外,由于植被变化造成的地表蒸散及土壤持水能力的变化,会使土壤含水量、地表径流等也发生明显的变化.     

早新生代温室气候及冰期气候转型的模拟研究

早新生代是地质史上最后一个温室气候期,随后南极冰盖形成,地球进入到晚新生代冰期。温室气候的成因和冰期气候转型的机制一直是国际相关学界关注的问题。评述国际上对此开展的古气候模拟,反映了早新生代温室气候受到了海洋和大陆的地理位置、暖海洋温盐环流和海洋热输送、太阳辐射和大气CO2浓度变化的作用和影响。古气候模拟还反映了早新生代温室气候转向冰期气候,受到了大洋通道改变和高原构造隆起、大气成分变化以及海陆生态系相互的作用和反馈。这些古气候模拟试验锁定在气候变化的关键时段和重要驱动因子,对测试地球内外驱动力和地球各圈层反馈作用提供了重要的科学依据;温室气候以及趋向冰期气候的模拟研究对探讨气候变化内在机制、预测未来气候具有重要意义。      

海南岛表土花粉和热带植被模拟研究

调查分析了海南岛各种热带植被下的表土花粉,并根据花粉数据进行植被类型的模拟。结果表明,表土花粉类型复杂,优势种不明显,反映了热带植被下的植物种类繁多复杂的特性。分模拟能够较好地反映热带气候下的雨林,季雨林和干草原植被,其地理位置与地区植被的地理分布基本一致,海南岛山地的花粉模拟还恢复了热带山地植被,而海岸红树林植被能够被海岸带的花粉证据所模拟。该研究能够为我国大范围表土花粉调查和热带植被类型提供花     

末次盛冰期以来全球湿润状况的地质证据──全球古湖泊数据库及其湖水位变化的大尺度时空分析

介绍了正在建设中的全球湖泊数据库的情况，以及该数据库的水位资料所反映的晚更新世末期以来全球湿润状况的变化。通过大尺度湖水位变化的时空分析，结果显示当今湖泊水位状态较历史时期而言，位于低纬干旱或半干旱地区的湖泊水位较低，而中纬及高纬湿润地区的湖泊水位较高。自末次冰盛期以来，北美大陆中南部地区湖泊水位自高至低，反映出该地区气候条件由湿变干，至早、中全新世达最干旱。而在非洲及南亚季风地区，冷期偏干，暖期偏湿。特别是在早、中全新世的温暖时期，为历史上最湿润时期。北半球中纬度地带的气候干湿变化与北半球冰盖的存在及其消融导致的西风带的南北摆动有关；而北半球季风区在早、中全新世出现的高潮面与北半球夏季辐射的增加有密切联系。     

太湖流域营养物质输移模拟评估的初步研究

基于以太湖流域作为研究区,利用分布式机理性模型SWAT,对1995～2002年太湖流域营养物质输移进行了初步的模拟.模拟综合考虑了地形、土壤、气象、土地利用等流域自然特征并结合流域内工业点源排放、农业化肥流失、城镇农村居民生活与牲畜养殖排污等因素作为边界条件.利用2001～2002年流域的水文水质实测资料对模型的有效性进行了验证.结果表明太湖流域入湖的营养负荷,总氮每年在40000t左右,总磷在2000t左右.湖西区是太湖营养物质的主要来源地.非点源(面源)污染是湖泊总氮总磷流域输入的主要形式,其入湖量分别占外源入湖的53％和56％左右.工业点源排放的总氮总磷分别占入湖总量的30％和16％;生活污水以点源和非点源的形式提供了总氮31％和总磷47％的外源输入.农业化肥流失和养殖排污是值得注意的非点源形式的营养来源.此外还表明,SWAT是流域尺度营养物质输移时空演化模拟和趋势评估的一个有效模型.     

地球轨道偏心率变化对东亚季风气候模拟的影响

采用较为真实的椭圆轨道代替了原区域气候模式中的圆近似轨道,并进行了10年模拟试验,用以了解该模式对东亚季风区气候年际变化的模拟能力,同时比较地球轨道参数计算变化对现代东亚季风气候模拟的影响.结果表明:当把模式中的地球轨道计算从圆形改为椭圆时,中国东部的降水模拟有所改进,东亚地区的温度、降水、比湿等气候要素均出现夏季降低(减少)而冬季升高(增加)的季节变化趋势,而且亚洲冬、夏季风也均有减弱.但从总体上说,现代气候状况的模拟对地球公转轨道的计算方案不敏感.通过该工作的模拟研究说明,对较短时期的现代气候模拟,地球公转轨道采用圆近似是可行的.     

欧亚大陆中北部末次盛冰期以来的湖泊水位变化及其古气候指示意义

湖泊水位高低通常能有效地指示湖盆内湿润条件的变化,进而反映区域有效降水（降水—蒸发）变化,成为重建第四纪古气候演变的重要指标之一。通过对苏联和蒙古国古湖泊数据库以及中国晚第四纪古湖泊数据库中149个湖泊水位变化资料的梳理总结,探讨了末次盛冰期（18 cal. ka BP）以来该地区干湿变化规律及区域分异。根据研究区气候特征、地理位置及已有研究成果将其分为东欧湖泊区、中东亚干旱区和中国北方季风区三大湖区。根据不同水位记录在整个湖泊历史中出现的频率,采用3级重新分类区分出高、中、低3级水量,并把每个湖泊数字化的3级古水量表示成与现代的差值,得到每个湖泊样点每千年时间间隔内相对现代的5级水量变化（很湿润、湿润、无变化、干旱和很干旱）。结果表明,三大湖区末次盛冰期以来可能经历了不同的干湿变化过程：东欧地区湖泊水量记录在晚冰期之前较少,至全新世逐渐增多,且基本表现为早全新世干旱、中晚全新世相对湿润的状况。中东亚干旱区整体呈现出末次盛冰期至中全新世均较湿润而晚全新世干旱的气候状况,但区域内部不同湖泊在起讫时间和强度上存在显著差异。中国北方季风区的湿润期主要发生在早中全新世,但是不同湖泊有所不同。对比分析显示,早全新世时东欧地区东部气候随着斯堪的那维亚冰流的逐渐消退而逐渐变湿润,中全新世由于夏季北欧反气旋东翼的气旋气流增强而达到最湿润状态,西部地区早全新世由于强劲的西伯利亚热高压存在而整体偏干旱,中全新世由于夏季亚洲季风的渗透而转为湿润。中东亚干旱区冰期内的湿润条件可能主要与西风带降水及低温低蒸发有关,而全新世则可能主要与夏季风深入内陆导致降水增加有关。中国北方季风区全新世湿度变化可能主要受东亚季风控制。     

花粉植被化模拟的中国中全新世植被分布

花粉植被化模拟通过现代花粉与植被的类比 ,进行古植被模拟和制图 ,是国际全球变化中古植被和古气候研究的重要途径 .对表土花粉的初步测试表明它能够模拟出中国现代主要植被类型 .对 6ka花粉资料运行的结果显示了中国东部的森林植被向北推移约 30 0～ 5 0 0km .西北部荒漠植被和草原植被面积大大缩小 ,青藏高原苔原植被显著地退缩 .该研究对全球 6ka植被制图有重要输入 .     

Pollen-based reconstructions of Holocene vegetation and climatic change of Tibetan Plateau

A synthesis of Holocene pollen records from the Tibetan Plateau shows the history of vegetation and climatic changes during the Holocene. Palynological evidences from 24 cores/sections have been compiled and show that the vegetation shifted from subalpine/alpine conifer forest to subalpine/alpine evergreen sclerophyllous forest in the southeastern part of the plateau; from alpine steppe to alpine desert in the central, western and northern part; and from alpine meadow to alpine steppe in the eastern and southern plateau regions during the Holocene. These records show that increases in precipitation began about 9 ka from the southeast, and a wide ranging level of increased humidity developed over the entire of the plateau around 8-7 ka, followed by aridity from 6 ka and a continuous drying over the plateau after 4-3 ka. The changes in Holocene climates of the plateau can be interpreted qualitatively as a response to orbital forcing and its secondary effects on the Indian Monsoon which expanded northwards     

高分辨湖泊沉积和孢粉记录对气候、水文变化的响应

通过对长江中游网湖钻孔高精度分层样品(1.5年/样品)的沉积学和孢粉学研究,试图揭示过去百年网湖在由开放到封闭体系变化中,沉积孢粉与气候、水文动力变化的过程及其相互关系.相关分析和低频滤波分析,反映出沉积物和孢粉的变化对流域降水和长江流量的敏感响应.在过去130年中的多雨洪水年份,湖泊受长江倒灌影响,沉积物以黏土细颗粒...