2003年夏季东南印度洋上层海洋的水文特征

本文利用 2 0 0 3年 2月我国第 1 9次南极考察队在南极普里兹湾到澳大利亚弗里曼特尔南印度洋断面上获得的XBT和XCTD数据 ,分析了该断面上层的水团分布和锋面的特征 ,并讨论了极锋以南表层的淡水输入和热量输入与海冰、降水及平流之间的关系。南极夏季表层水(AASSW)、亚南极表层水 (SASW)、亚热带表层水 (STSW)分布于温盐跃层之上的混合层中 ,由南向北依次分布。AASSW之下是向北延伸的温度最小值层 ,即冬季水 (WW) ,其下则是涌升的上层南极饶及深层水 (UCDW)。南侵的高温高盐的亚热带表层水 (STSW)之下是温度和盐度相对均匀的亚南极模式水 (SAMW)。本航次发现 ,在 63.5°S ,79.7°E的 60 0m以深有低盐水体 (相对其周围水体 )存在 ,核心盐度 34.5 8,位于 80 0- 90 0m水深之间。这是历次考察在该断面所不曾观测到的现象。断面上的锋面从南向北依次为南极陆坡锋 (ASF)、极锋 (PF)、亚南极锋 (SAF)和亚热带锋 (STF)。ASF位于 65°S以南的 1 0 0m以深 ,等温线和等盐线向南倾斜 ;PF位于 5 4°S ,90 .4°E ;SAF位于 45 .3°- 47.5°S ,1 0 2 .5°- 1 0 4 .4°E之间 ,深达整个测量深度 ,温度具有两个高梯度核心 ;首次在该断面观测到双STF结构 ,位于 41 .9°- 42 .6°S,1 0 6.7°- 1 0 7.3°E和 37.7°- 38     

1982年冬季工作的南极站

根据南极科学研究委员会(SCAR)提供的资料,1982年冬季工作的南极科学站有47个,按国家具体分布如下:阿根廷(10个)贝尔格拉诺Ⅱ南纬77°52′,西经34°37′贝尔格拉诺Ⅲ南纬77°54′,西经45°59′奥卡达斯南纬60°45′,西经44°43′布朗南纬64°53′,西经62°53′埃斯佩兰萨南纬63°24′,西经56°59′马拉比奥南纬64°14′,西经56°13′圣马丁南纬63°07′,西经67°08′普里马维拉南纬64°09′,西经60°57′.     

基于图形分析的宁夏春季干旱监测预测方法研究

利用NCEP／NCAR再分析春季逐月平均位势高度、风、温度、垂直速度等物理量的格点资料,通过图形分析技术进行天气系统识别,建立3类宁夏春季干旱多层次环流概念模型,并对各类型主要影响因子进行特征量对比计算,得出了宁夏春季干旱监测预测定量化指标。在如下条件下,宁夏易发生春季干旱：(1)500 hPa东亚大槽位于120°-140°E,其中位于120°-130°E间时发生的干旱强度最大,偏东或偏西则强度减弱;(2)500 hPa中亚脊强盛、完整且位于60°-100°E,位于80°E附近干旱强度最大,弱脊分裂或偏西则干旱强度较弱;(3)副热带高压呈带状,脊线位于20°N以南且西脊点位于110°E以西时;(4)850 hPa偏南气流强度较弱,北界位于27°N以南时;(5)700 hPa判定区域（30°-50°N、90°-110°E）内干区控制范围比率达45％时;(6)500 hPa判定区域（30°-50°N、90°-110°E）内下沉气流区占区域面积的比率≥75％,700 hPa下沉气流区占区域面积的比率≥60％,且宁夏北部受下沉气流区控制。利用图形分析法对宁夏春季干旱进行监测预测,对2010年和2011年春季气候趋势进行拟合检验,效果良好。     

北宋中期耕地面积及其空间分布格局重建

以北宋暖期为研究时段,依据历史文献中有关“田亩”与“户额”的记载资料,通过对赋役、户籍、土地等制度的考证,订正了北宋中期各路耕地面积和府级人口数量;并以地面坡度、海拔高程和人口密度作为影响土地宜垦程度的主导因子,网格化重建了北宋中期境内耕地空间分布格局(60 km×60 km)。结果表明：(1) 北宋中期境内耕地约7.2 亿亩,北方占40.1%,南方占59.9%;人口数量为8720 万人,北方占38.7%,南方占61.3%;境内土地垦殖率为16.6%,人均耕地面积为8.2 亩。(2) 垦殖率较大的地区主要分布在黄淮海平原、长江中下游平原、关中平原、两湖平原以及四川盆地等,其垦殖率基本在40%以上;而岭南、西南(除成都平原外)、东南沿海和山陕黄土高原等地区垦殖率较低,其垦殖率大多小于20%。(3) 耕地分布在不同海拔高度和坡度上存在明显差异,其中低海拔(< 250m)、中海拔(250~1000 m) 和高海拔(1000~3500 m) 地区的耕地分别为4.43、2.15 和0.64 亿亩,其相应平均垦殖率为27.5%、12.6%和7.2%;而平耕地(≤ 2°)、缓坡耕地(2°~6°)、坡耕地(6°~15°) 和陡坡耕地(>15°) 的面积分别为1.16、4.56、1.44 和0.02 亿亩,其平均垦殖率分别为34.6%、20.7%、8.5%和2.3%。     

1947-2006年东半球陆地干旱化特征——基于SPEI数据的分析

 利用1947—2006年逐月全球陆地高分辨率(0.5°×0.5°)标准化降水蒸散指数SPEI(Standardized Precipitation Evapotranspiration Index)资料,分析了过去60 a东半球(40°S—80°N,20°W—180°E)陆地的干旱化趋势和变率、干旱面积变化、干旱事件的持续性和周期性以及可能的变化成因等。结果显示,东半球80%的陆地上目前处于干旱化进程中,其中北非及中蒙边界等地干旱化趋势最为显著。干旱变率最大地区出现在非洲北部、中国青藏高原、中国西北东部及中蒙边界一带、俄罗斯中北部以及东北部。北非、中蒙边界中段及中国青藏高原地区也是持续性异常干旱事件出现频次最高的地区。基于功率谱的周期分析则显示,东半球大部分地区第一显著周期为1.5～3 a左右,中亚部分地区存在准4 a周期振荡,而北非地区存在准12 a周期的年代际变化。SPEI距平场的经验正交函数(EOF)分析第一模态反映了东半球陆地大部分地区干旱化总体上具有一致性,对应的时间函数与全球陆地气温距平相关系数高达0.81,表明全球变暖与东半球干旱化趋势有着紧密联系;第二模态对应的时间函数与超前8个月的南方涛动指数(SOI)的相关系数为0.60,因而大尺度的干旱周期性振荡受ENSO活动影响显著。     

从南极冰岩芯看末次气候循环(16万年)中的气溶胶浓度变化

从末次冰期最盛期初到距今二千年间东南极洲的气候和大气成份关系问题,前人已做了详尽的研究。研究工作是通过对两支冰岩芯分析进行的:第一支(905米,3万年)采自多姆C 站(74°39′S,124°10′E,海拔3040米)。第二支(950米,5万年)采自东方站(Vostok)(78°30′S,106°54′E,海拔3420米)。最近在东方站新钻取的冰岩芯深达2083米,使我们把这一研究延伸到距今16万年,从而覆盖了一个完整的冰期循环。     

1999年夏季白令海陆坡区海流动力分析

利用中国首次北极科学考察白令海调查资料计算了白令海东部陆坡区 58- 60°N范围内海流的流幅、流速和流量 ,并获得如下结论 :(1 )白令海东陆坡区陆坡流由东南向西北变化 ,流速由东南向西北逐渐增加 ,在 58°N处 ,最大流速达到 1 0cm/s,到 60°N处 ,最大流速达到 30cm/s,是历年调查中最高的 ;流幅由东南向西北不断增宽 ,在 58°N处 ,最大流幅约 1 0 0km ,到 60°N处 ,最大流幅达到 2 1 0km ,流量由东南向西北也不断增加 ,在 58°N处 ,最大流量 5 .3Sv ,到 60°N处 ,最大流量达到 1 0 .2Sv ;(2 )陆坡流的近陆架一侧陆坡逆流的北界位置在 58°N处 ,其表层流幅宽度为 70km ,流速达到 5cm/s以上 ,在 59°N处其影响深度可以直达海底 ,,陆坡逆流的流速降低 ,流幅增宽到 1 1 0km ,60°N附近为陆坡逆流的北界 ,未观测到陆坡逆流 ;(3)陆架坡折锋强化了陆坡流。     

黄河中上游季节内强降水的时间非均匀性特征及其对大气环流的响应

应用1960-2008年5-10月黄河中上游流域66个气象台站降水资料和美国环境预测中心及大气研究中心（NCEP/NCAR）再分析资料,综合气候分区及地表水系分布情况,将黄河中上游流域分为高原区、干旱区、季风影响区,以强降水集中度（SCD）和强降水集中期（SCP）来表征强降水的非均匀性特征,并对SCP异常年份的强降水的变化特征及环流形式进行分析。结果表明：①黄河中上游流域大部分地区强降水依赖化的特征显著,强降水分布最为均匀的地区为秦岭北麓及山西南部,降水最为集中的地区为河套地区及陕北等地。②在黄河中上游流域,3个区强降水平均发生的时间先后顺序为季风影响区最晚、干旱区次之、高原区最早,且均相差一候;黄河流域季风影响区的南部渭河、泾河、洛河等处及青藏高原东部的兰州附近为大的SCP变率区,强降水发生的时间变动较大,鄂尔多斯高原东北部为小的SCP变率区,强降水发生时间稳定;干旱区与季风影响区汛期SCP于20世纪90年代初期发生由大变小的显著性突变,且干旱区突变提前于季风影响区。③干旱区汛期SCP异常年份的高空环流显示,当西太平洋副高北抬至30°N以北120°E左右、南亚高压维持在30°N左右120°E以东时,若两高压“同进同退”(“同向而进、背向而退”),则强降水发生在汛期(7月中旬-8月下旬)后(前)期。黄河流域季风影响区强降水异常年份的高空环流显示,当西太平洋副热带高压维持在26°-30°N、120°E左右,南亚高压维持在30°N左右、120°E以西时,若两高压“同进同退”(“同向而进、背向而退”),则强降水发生在汛期后(前)期。     

由风成地貌揭示的北美洲中部晚冰期环流

晚冰期风成地貌(沙丘、风蚀脊、凤蚀盆地等)的大陆调查——根据陆地卫星成象和高空航空摄影,已经有可能详细的重建北美中部威斯康星冰期之末的气流。在北美中部已识别出晚更新世风成地貌450多处。把这些风成地貌的走向与毗邻的现代沙丘进行比较,同时也与遍布美国和加拿大南部的167个气象站计算的沙玫瑰图结果(Sand rose resultants)进行比较。在许多地区,晚冰期地区风方向与现代环流有40°—90°的相位差。放射性碳年龄测定表明,风向活动的极盛期出现在距今约14000年。分布于大陆的残存风成地貌使有可能重建对流层上部,晚冰期环流型。控制体系是中纬度地区(北纬40°—50°)的三个行星波,而现代环流典型地呈现出四个或五个波。在中纬度地区持续的三个罗斯贝波产生的气修影响包括:增加了从落基山脉东部到大西洋沿岸广大地形引起的低压槽地区内的干旱:为美国西部的盆地和山脉区增加了水汽的供给。最后,讨论劳伦特(Laurentide)冰原质量平衡模式的含义。     

中国沙冬青属植物的地理分布及生境特征

沙冬青是我国珍稀濒危物种,掌握其地理分布范围及生境特征,有助于分析其所处境况以及展开相应的研究与保护工作。通过搜集历史文献资料与野外实地调查相结合的方法,对我国沙冬青属植物的地理分布范围、时空动态以及生境特征进行了研究,并从地形、气候、土壤三个方面探讨了限制沙冬青属植物生长分布的主要因子。结果表明：（1）新疆沙冬青分布范围为38°55'~40°09'N,74°42'~76°43'E;蒙古沙冬青分布范围为36°27'~42°01'N,102°36'~108°49'E,两种沙冬青在地理分布上不连续,以条带或块状方式呈现小聚集分布状态。（2）两种沙冬青的生境特征存在显著差异,其中限制新疆沙冬青分布的生态因子主要包括气候指标中的热量因子以及土壤指标中的pH、盐分和全磷,限制蒙古沙冬青分布的生态因子主要包括气候指标中的水分因子和土壤指标中的有机质、全氮。     

闽江口潮汐盐沼湿地土壤碳氮磷的空间变化

以闽江口区最大的鳝鱼滩潮汐盐沼湿地为研究对象,选择远、近潮沟区2个不同潮水水淹地段设置样线,采集3种优势植物芦苇(Phragmites australis)、咸草(Cyperus malac-censisvar.bervifolius)和藨草(Scirpus triqueter)下18个土壤剖面分层样品,分析土壤中DOC、TN和TP等含量和储量的空间分布规律及土壤物理特征对其的影响。结果表明:远、近潮沟区3种植物下土壤表层(0~10 cm)TN浓度范围为0.24~1.91g kg-1,TP为0.21~1.34 g kg-1,DOC为13.68~93.73 mg kg-1,无论是近潮沟区还是远潮沟区,芦苇和咸草下土壤DOC、TN和TP含量十分接近,且均大于藨草下土壤DOC、TN含量,藨草下土壤TN和TP含量和储量在近潮沟区均明显大于远潮沟区,而芦苇和咸草下土壤TN和TP含量在远、近潮沟区差距不大;土壤DOC、TN和TP含量与土壤粒径、容重和含水量呈显著相关,盐度对土壤中NH4+-N和NO3--N含量影响显著,与NH4+-N为正相关关系,与NO3--N为负相关关系。     

西藏山南地区沉错湖泊与径流水化学特征及主控因素初探

选取枪勇冰川径流-卡鲁雄曲（河）-沉错（湖）为研究区域,开展高原湖泊及其补给河流与冰川径流的水化学特征研究,并探讨影响主离子组成的主控因素。结果表明：夏季湖水主要离子呈均匀混合状态,pH值、电导率、TDS及优势阴阳离子在整个湖泊空间上变化不显著;总体上,从上游冰川融水径流、河水至下游湖泊,离子浓度呈现上升趋势;融水径流及河水的水化学类型主要受岩石风化作用控制,表现为SO₄^2--Ca²⁺-Mg²⁺类型;沉错湖水的水化学类型主要受蒸发结晶作用控制,表现为SO₄^2--Na⁺-Ca²⁺类型,在蒸发作用下Ca²⁺逐渐沉淀析出,Na⁺浓度不断升高而成为绝对优势阳离子。     

布古里沙漠部分地区风沙环境特征分析

布古里沙漠位于喀什绿洲和叶尔羌河绿洲之间,具有独特的地貌特征和风沙环境特征。通过对布古里沙漠部分地区的气象资料分析和野外实地风沙观测,对其风沙环境特征进行了分析。结果表明：布古里沙漠的沙粒平均粒径是0.16 mm,起沙时间集中在每年的4～9月,风向主要是西北风和东北风,偏西北风略强;在2 m高处测量的裸露沙面起动风速的是3.0 m/s,植被覆盖率为7%,起动风速为5.2 m/s,植被覆盖率为14%,起动风速为6.8 m/s;当平均风速为6.7 m/s时,气流输运沙子主要在近地表面0～10 cm,,风沙流中含沙量随垂直高度呈指数衰减,给出了风沙流的含沙量随垂直高度分布的相关方程和参数。     

艾比湖地区植被和土壤在南-北区段上的差异性分析

从艾比湖两岸大致沿同一经度分别向南北山前地带,对39个样地进行野外调查和样品采集。通过研究植被结构和土壤性质的变化特征,探讨了植被-土壤在南北两断面上的差异。结果表明：两地植被存在群落中优势种群类型、数量、长势及其空间分布的差异,而多样性指数及植被盖度的统计学差异并不显著;土壤的粒度平均水平明显不同,而粒度的离散性及对正态的偏离度仅在表层差异显著;多种养分含量差异均显著;土壤表层、次表层含水量、含盐量（包括盐分主要离子含量）和pH的平均水平及变化程度,南北差异的显著性不一致,但整体上看,仍属于比较明显的范畴。这些差异是艾比湖南北地形、水文、气象、物源明显不同的结果,也是植被和土壤耦合作用的结果。     

新疆地质遗迹空间格局区划系统 构建及其特征的定量表征

受地质条件和地理环境的影响和制约,新疆地质遗迹分布具有明显的空间分异特征。本文以影响地质遗迹空间格局的关键因素--深大断裂和大地构造单元为主要依据,首次建立了包括5个地质遗迹带、13个地质遗迹区和35个地质遗迹亚区的新疆地质遗迹三级区划系统,设计了地质遗迹的数量、级别、类型、保护开发条件等4类定量表征指标和8项具体指标因子,对新疆地质遗迹的空间格局特征进行全面刻画和定量表征,最终根据各项指标数值的优劣程度对二级区划单元进行分类,为基于地质遗迹资源与人地关系耦合的新疆地质遗迹保护开发布局研究奠定基础。结果表明,二级区划单元中北天山、西昆仑、南天山、北阿尔泰地质遗迹区为优异(Ⅰ级),吐哈、准中、塔东、东昆仑－阿尔金、中昆仑、塔西区为良好(Ⅱ级),南阿尔泰区为一般(Ⅲ级),准西、准东区为较差(Ⅳ级)。     

新疆大风集中程度时空特征分析

基于2003—2017年新疆64个气象站点大风资料，以累积大风天数、连续大风天数、大风集中期和集中度为指标，探究该区大风天数的集中程度时空特征。研究表明：（1） 新疆年内大风天气主要集中在4~7月，连续大风天数主要以1~3 d为主。（2） 近15 a来，大风天气发生频率逐渐减少，频次越高递减幅度越大，但有趋向冬季、极端发展的趋势。（3） 空间尺度上，大风天气主要集中在北疆和东疆，而连续3 d以上大风天气主要集中在山谷地区。（4） 2003—2017年新疆地区年内大风天气分布总体在逐渐集中，集中期在逐渐提前。（5） 南疆和北疆西部以及东疆中东部年内大风天气分布较为分散，南疆南部和北部较为集中。（6） 南疆东南、北疆北部和东疆东北大风天气年内集中时段相对较早，南疆西北、东疆西部相对较迟。（7） 新疆地区大风集中度和集中期具有明显的聚集现象，高高聚集区域位于南疆南部和中部，低低聚集区域位于北疆和东疆的北部。     

Physical oceanography studies in the Weddell Sea during the Norwegian Antarctic Research Expedition 1978/79

Hydrographic and current measurements obtained during the Norwegian Antarctic Research Expedition 1978/79 to the southern Weddell Sea are presented. Cold, dense Ice Shelf Water circulating under the floating ice shelves is observed to leave the shelf as a concentrated bottom flow. From moored current metres this discharge is estimated at 0.7 10⁶ m³/s at -2.0°C (one year average) and with no appreciable seasonal variation. This contribution to the Weddell Sea Bottom Water is clearly identified through extreme temperature gradients at our deepest stations (below 2500 m). The core of Weddell Deep Water shows a considerable (T ∼ 0.5°C) warming up since 1977, presumably due to the lack of polynya activity in the intervening period. Measurements in the coastal current at the ice shelf (70°S, 2°W) show step structures which are probably due to cooling and melting at the vertical ice barrier. Slight supercooling due to circulation under the ice shelf is also seen. The net effect of the ice shelf boundary seems to be a deep reaching cooling and freshening of the coastal current providing the low salinity, freezing point Eastern Shelf Water. This process is considered a preconditioning which enhances production of the saline Western Shelf Water which in turn is transformed to Ice Shelf Water.     

近55 a新疆净生态系统生产力对气候变化的响应

新疆地处干旱和半干旱气候区,明确其生态系统的碳汇大小及其对气候变化的响应对研究中国干旱区植被碳汇及其对陆地碳平衡的贡献具有重要意义。基于最新地面气象观测数据,利用大气植被相互作用模型AVIM2（Atmosphere-Vegetation Interaction Model 2）,在0.05°×0.05°经纬度空间网格上估算分析了1961-2015年新疆净生态系统生产力（NEP）的时空分布特征及其对气候变化的响应。研究结果表明：近55 a新疆NEP平均值为14.4 gC·m^-2,没有明显变化趋势。空间上看,约40%地区的NEP呈下降趋势,主要分布在天山两麓的城市人口聚集区;而60%地区NEP呈上升走势,其主要分布在新疆昆仑山脉、天山山区和人烟稀少的荒漠地区。新疆NEP对降水量变化更为敏感,气温的变化对NEP的影响并不显著。虽然新疆平均碳汇随着年降水量的变化而在源与汇之间波动,但是从多年平均来看,新疆仍然为碳汇区。     

基于作物空间分配模型的东北三省春玉米时空分布特征

利用1980-2010 年东北三省分县玉米播种面积与产量统计、耕地分布、农业灌溉分布以及作物适宜性分布等多源数据,结合基于交叉信息熵原理的作物空间分配模型（Spatial Production Allocation Model,SPAM）,在5'×5'的像元尺度模拟了春玉米种植面积与产量的时空分布,并重点分析了两者在纬向、经向,以及高程上的时空变化规律。结果显示：（1）玉米种植面积在2000 年前向北扩展至北纬44°~48°间,2000 年后在中南部出现大规模发展（北纬42°~44°）,并进一步向东扩展至东经123°~127°间,同时还表现为向低海拔（高程100 m以下）和较高海拔（高程200~350 m）扩展的态势;（2）单产在纬向上的增加区主要集中在北纬42°~48°,经向上的单产增加则相对均匀,高程上单产提升区主要集中在海拔350 m以下。（3）像元内玉米种植比例整体上由中低种植比例为主逐步演变为中高比例占据主体,并且中高种植比例像元对应的玉米单产水平整体上较高,反映了市场经济驱动下的玉米种植集聚化和规模化的发展趋势。