鄱阳湖湖口地区4500年来孢粉组合及古气候变迁

通过对鄱阳湖湖口梅家刘ZK_2孔沉积物的孢粉分析研究,初步恢复了4500年来湖口地区的古植被演替及古气候变迁历史．其古气候变化经历了以下几个阶段：4．5－3．8kaB．P,气候暖湿;3．8－3．4kaBP,气候凉偏干;3．4—3．0kaB．P,气候温暖偏湿;3．0kaB．P．前后,为一短暂的降温时期,气候凉湿;2．8－2．35kaB．P,气候温暖偏湿;2．35kaBP．以来,气候偏凉,但仍存在数次微弱的冷暖波动．     

孢粉-气候定量重建方法体系的建立及其应用——以青藏高原东部全新世温度重建为例

长时间尺度气候变化的定量重建结果可为理解气候自然变率及其机制提供参考,并为气候模拟提供边界条件与验证.然而,由于已有定量重建方法体系并不完善,许多重建结果的可信度存在很大不确定性.本研究建立了一个基于高质量现代孢粉数据库的定量重建方法体系:包括现代孢粉数据筛选、训练集选择、主控气候因子分析、最优模型建立、评估检验和生态解释等多个步骤.将该方法体系应用于青藏高原东部若尔盖盆地的三个高分辨率孢粉记录,定量重建了研究区全新世温度变化.结果表明,全新世早期最暖月温度(MT_(wa))约为10.4℃,随后温度逐步升高,在8.5～6ka BP达到全新世最高(约11℃).经历了早、中全新世的温暖气候后,温度持续降低1.2℃,在新冰期期间达到全新世温度最低值.除全新世整体变冷趋势外, MT_(wa)还具有明显的500年周期波动,其信号强度随时间有所波动.温度的高(低)值与太阳活动的最大值(最小值)同相位变化,这表明青藏高原东部地区百年尺度气候波动很可能受到了太阳活动的影响.     

末次冰盛期中国气候要素定量重建

古气候定量化是古全球变化研究的核心目标之一.重建末次冰盛期时段((18±2)ka14C)气候变化特征,对理解冰期-间冰期地球气候演化规律具有重要的意义.以往古气候要素定量重建,主要基于现代气候条件下孢粉-气候的统计学方法,因难以有效区分过去气候季节性变化和大气CO2浓度降低对植物生长的影响,导致重建结果可能存在不确定性.本研究基于植物生理过程、新一代古气候定量重建的植被反演方法,考虑上述环境因子对植物生长的影响,利用新完善的中国第四纪孢粉数据库,重建了古气候的空间格局.结果表明,在末次冰盛期,大气CO2浓度降低对中国古气候要素重建结果影响不显著;全国年均温比现在低约(5.6±0.8)℃,最冷月温度和最热月温度分别降低约(11.0±1.6)℃和(2.6±0.9)℃,且中国南方降温幅度达到约(5.5±0.5)℃,接近平均值的水平,年均温变化主要归因于冬季温度的降低;全国年降水量比现在低约(46.3±17.8)mm,其中北方降水减少约(51.2±21.4)mm,年降水变化主要源于夏季降水的减少.与古气候模拟结果的对比揭示,虽然现有模式能较好模拟年均气候模态,但是在季节性变化上与重建结果还有较大的差距,指示未来在提高古气候重建精度的同时需进一步加强古气候模式的季节性气候模拟能力.     

华北平原东部地区晚更新世以来的孢粉序列与气候分期

本文应用图象识别方法,对华北平原东部地区(宝坻—濮阳)的五口井和一个剖面的孢粉资料进行了研究,将本区晚更新世晚期一全新世地层划分为五个孢粉组合带,七个孢粉组合亚带,共建九个孢粉植物群演化阶段。在此基础上根据植物生态特征,探讨了两万年以来的气候演变,确立了九个气候期,并发现全新世以来气候变化具有八次明显的降温及七次升温过程,存在着二千五百年及千年左右的波动周期     

东业小冰期气候形成中太阳辐射和火山灰作用的敏感性试验

利用最新的太阳辐射变化资料和山灰记录通过气候模式的模拟试验来探讨小冰期气候的形成因子，并揭示其动力学机制，模拟结果较好地反映了在太阳辐射和火山灰作用下典型小冰不亚地区的温度和降水变化，主要结论是：在小冰期典型强迫条件下，欧亚大陆年平均温度普遍降低，且具有明显的区域差异，高纬度降温幅度大于低纬度，冬季降温幅度大于夏季，我国长江流域以北的广大地区的降温幅度在0．2－0．4℃之间，不同季风区对火山灰和太阳辐射变化具有不同的响应，东南季风控制的地区（如我国的华东、华南地区）降水明显减少，年平均减少幅度在0．5－1．5mm/d之间，西风和西南季风控制的广大地区降水几乎持平或略增，最大年均增幅小于0．5mm/d，这与历史证据和自然记录资料是一致的。     

延怀盆地晚更新世中晚期湖泊发育与气候变化

延怀盆地晚更新世发育湖相沉积。根据 4个中晚期湖相层剖面的孢粉分析鉴定结果 ,结合区内晚更新世湖相层的年代测定及湖泊发育的分期 ,恢复了发育于 55～ 2 6和 2 0～ 8kaB .P .时间段内的第 2 ,3期湖泊发育期间的古气候环境。延怀盆地晚更新世中晚期湖泊沉积反映了潮湿气候的特征     

北方环境敏感带岱海湖泊沉积所记录的全新世中期环境特征

对中国北方环境敏感带封闭湖泊岱海获得的高质量沉积物岩芯, 进行了年代学、以及有机质含量(TOC, TN)、碳酸盐含量(CaCO3)和孢粉等代用气候环境指标的测试与分析. 结果表明: 全新世以来岱海沉积物中TOC, TN等有机质含量的变化与孢粉百分含量、孢粉通量的变化相当吻合, 并在约6.7~3.5 ka BP(日历年约7.6~3.6 ka BP)期间达到全新世以来的高值; 6.7 ka BP以来, 沉积物中碳酸盐含量与有机质含量的变化也具有很好的相关性, 也在6.7~3.5 ka BP期间达到峰值; 而在早全新世及中全新世早期9.0~6.7 ka BP(日历年龄约10~7.6 ka BP)期间, 相对较低的有机质含量、孢粉通量却对应较高的碳酸盐含量. 上述关系揭示: 在6.7~3.5 ka BP期间, 岱海流域生产力、有效降水条件均得到很大增强, 进而有可能在水动力条件增强的情况下, 携带较多的流域有机质、花粉以及碳酸盐类物质入湖, 并造成有机质和碳酸盐的同时富集. 而9.0~6.7 ka BP期间, 较低的有机质含量、孢粉通量以及高碳酸盐含量恰恰说明在流域有效降水减少、植被相对匮乏的背景下, 湖泊自身可能的高蒸发率. 二者具有不同的气候环境背景. 基于上述认识, 认为中全新世6.7~3.5 ka BP期间极可能是岱海流域降水充沛、植被丰盛的气候适宜期, 而不是通常认为的中全新世早期或早全新世.     

18000年前冰期气候的数值模拟

了解过去环境变化的事实是准确评估当前环境所处的历史位置和预测未来气候变化趋势的前提．本文利用CLIMAP建立的末次冰期的地球表面状况作为下边界条件,用GCM模拟了18000年前冰期全球气候状况．模拟结果显示：冰期全球平均地表气温比现代低约4.9℃,自由大气温度从低层到高层也均有所下降,全球平均降水比现在的少0．25mm／d,相对湿度小10％,平均海平面气压值上升．本模式的模拟结果和其他GCM的模拟结果作了比较,并和地质考古得到的有限的冰期气候资料作了比较,两者基本相符．     

二万年来长江中下游自然环境变迁及其发展趋向探讨

20000－15000a.B.P.间气个性候最冷，生长喜冷的针叶林和干旱草原植被。在14780±700a.B.P.出现了最低海面（－154m）；15000－13500a.B.P.,气倏较暖温，涨面上升，生长阔叶混交林；13500－10500a.B.P.，气候有2次温暖和3次较次，在暖期生长针阔叶混交林，较冷期则出现林林草原和草原。最低的温度比现在低5－7℃；一万多年来的冰后期，气候变化分为5个新冰期（包括小冰期）和5个新高温期（包括小气候最宜期0。最高气温比现在主同2－3℃，出现在5000－4000a.B.P.之间；最低温度比现在低3－5℃最高海面在6500－6300a.B.P.，高出现在海面4－5m。在温暖期中生长常绿－落叶阔叶林中亚热带针阔混交林；在较冷期间，生长落叶阔叶林，针叶林或草原草地。在人类影响或自然发展这这结果，未来环境变化有可能向干暖气候和高海面演变，或向干冷气候和海面下降转变，这些变化将对长江中下游带来意外的灾难。     

末次冰消期以来巽他陆架高分辨率的孢粉记录

根据南海南部巽他陆坡上的柱状剖面SONNE 18287的高分辨率的孢粉记录, 重建16500 a以来该地区植被和气候的变化历史. 研究结果发现冰消期的16.5~13.9 ka BP期间, 植被是以低山雨林和低地雨林为主, 蕨类的低含量及大量的低山雨林成分, 反映了较为凉湿的气候. 在13.9~10.2 ka BP期间, 热带低地雨林含量和蕨类植物含量的迅速增长说明了气温升高, 而花粉沉积速率的降低反映海平面逐渐上升, 研究点与植被源地的距离加大. 全新世(10.2 ka BP以来), 花粉沉积速率进一步降低, 仅约为冰消期的1/10, 说明巽他陆架已完全被淹没, 孢粉主要来自周围岛屿植被. 10.2~7 ka BP期间的早全新世, 低含量的蕨类孢子反映了气温降低; 到中全新世(7~3.6 ka BP)蕨类孢子含量突然升高, 反映了一个相对暖期.     

1) I. A. H. S. / A. I. H. S.

Abstract

A simple method is used to study the response of runoff in the Sahel to climate change. The statistical characteristics of rainfall are calculated over the western part of the Sahel for the period 1961–1990, using the BADOPLU network. Daily rainfall is simulated using a Markov process with Weibull distribution for rainfall depths. Runoff is modelled using a conceptual SCS model and the curve numbers are calculated for West Africa. Climate change is provided by simulations using the Arpège GCM (Scenario A1B), and a perturbation method is used on the parameters which describe the rainfall. Changes in rainfall are assumed to occur through increases in frequency, not intensity. Using Arpège, runoff is mainly found to increase, in depth and in number of events, by the end of the 21st century. Changes in evaporation and land use are not included in the analysis. The impact of this 21st century potential climate change (rainfall) on the runoff is found to be of the same magnitude as the impact of changes in land use.     

A) A. I. H. S. / A) A. I. H. S.

Abstract

A new method is presented to generate stationary multi-site hydrological time series. The proposed method can handle flexible time-step length, and it can be applied to both continuous and intermittent input series. The algorithm is a departure from standard decomposition models and the Box-Jenkins approach. It relies instead on the recent advances in statistical science that deal with generation of correlated random variables with arbitrary statistical distribution functions. The proposed method has been tested on 11 historic weekly input series, of which the first seven contain flow data and the last four have precipitation data. The article contains an extensive review of the results.

Editor D. Koutsoyiannis

Citation Ilich, N., 2014. An effective three-step algorithm for multi-site generation of stochastic weekly hydrological time series. Hydrological Sciences Journal, 59 (1), 85–98.     

A) A. I. H. S. / A) I. A. S. H.

Abstract

In the Southwestern intermountain and high plains areas, precipitation is seasonal, with the major part of the rainfall occurring in the summer. Most winter precipitation occurs as low-intensity rain or snow along slow-moving cold fronts. Most summer precipitation occurs as short-duration, high-intensity thunderstorms from purely convective buildup or from convective cells developing along a weak fast-moving cold front. Almost all runoff occurs from the summer convective storms.

Since runoff-producing precipitation is of primary interest at the Southwest Watershed Research Center, Agricultural Research Service, Tucson, Arizona, the convective storms have been most thoroughly analyzed. Duration, intensity, areal extent, movement, character, and return frequencies for varying volumes and intensities of these convective storms are analyzed from records from dense networks of recording rain gages in four study areas in Arizona and New Mexico. The primary study areas are the 58-square-mile Walnut Gulch Experimental Watershed at Tombstone, Arizona, and the 67-squaremile Alamogordo Creek Watershed near Santa Rosa, New Mexico. Three “record” storms of differing character occurring in 1960 and 1961 on Alamogordo Creek Watershed and one “record” storm in 1961 on the Wlanut Gulch Watershed are analyzed and compared in detail.     

A) A. I. H. S. / A) I. A. S. H.

SUMMARY

Basing their studies on an extended Reynolds principle of similarity, the authors present in this paper a thorough theoretical investigation of the turbulent flow in pipes.

Making appropriate assumptions regarding the distribution of the turbulent apparent viscosity over the entire pipe diameter, the well-known discharge formulas, i. e. the resistance laws, of Prandtl-V. Kármán for the hydraulically smooth and the hydraulically rough region, and of Colebrook for the transition region—the accuracy of these being well established by measurements—can be clearly shown to be correct.

Thus it is also possible to determine the velocity distribution in the region near the wall for the hydraulically smooth region and the transition region, as well as for the hydraulically rough region.

The concept, that the flow with a fully developed roughness effect begins when the laminar boundary layer at the wall disappears can be seen to be in close agreement with the asssumptions made. The limits which were established for the hydraulically rough region and the transition region correspond well with the curve plotted by PRANDTL and the boundary curve of Rouse.