The cooling fluctuation events during Holocene in the tropical zone of China

Forty-eight samples are chosen to discuss the distribution in space and time of the cooling fluctuation events during Holocene in the tropical zone of China in this paper. The authors consider that the Neoglaciations II and III (or Cooling Event) have a widespread impact on the drop in temperature of 1–2 °C or less than 2 °C. The YD Event was dated at 11,300-10,200 a BP in the tropical mainland and its dating is 11,400-10,500 a BP in the sea area with a drop in temperature of 4–6 °C. The distribution of Event B and Neoglaciation I is taking a position of north, with a drop in temperature of 2.5–3.0 °C. The Cooling Event shows the temporality in time. The Cooling Event shows the limitation of regional distribution with a drop in temperature of less than 1.5°C. The more recent the cooling event is, the smaller the drop amplitude in temperature will be. In the eastern part of tropical zone seven events are complete in all varieties but the cooling fluctuation is weaker in the western part. In Hainan Island and South China Sea the appearance of cooling fluctuations is synchronous with each other.     

中国热带第四纪动物群与气候波动

中国热带第四纪动物群的70多个实例约有40%出现在冷期,反映气候波动幅度较小.动物群的时空分布可以佐证早更新世气候波动的2个主旋回、中更新世的3个主旋回、晚更新世的2个主旋回和全新世大暖期.末次冰期和新冰期未曾危及热带动物群的生存.历史时期的冷波动使动物逐步南迁,但其绝迹主要是受人为因素影响.     

全新世中国东部亚热带地区气候变迁的古生物学证据

中国东部亚热带地区全新世期间的气候波动频繁,引起哺乳动物群的多次迁徙。该时期哺乳动物群的常见种属多见于亚热带地区,仅少数种属如貘、犀、长臂猿和亚洲象等在自然状态下主要分布于热带―中亚热带南部地区,指示了具热带气候性质的中亚热带南部的森林环境。文章在确定中国东部全新世不同阶段此类动物群的种属构成与分布特征的基础上,主要根据热带种的迁徙和分布特征,初步推断各阶段亚热带地区的气候变迁状况如下：盛冰期之后的冰消期,温度逐渐回升,14 000―12 000 a BP时,热带种分布北界大致南移2°,指示1月平均气温较今低3~5℃;12 000―8 500 a BP为升温期,气候转暖,热带种分布北界达中亚热带南部,逐渐类似于现今气候;8 500―5 000 a BP为大暖期,热带种分布北界抵秦岭―淮河一线,北移约6°,指示1月气温较今高约7~9℃;5 000―3 000 a BP为降温期,热带种分布北界位于秦岭―淮河以南的长江流域,北移约4°,指示1月气温较今高约5~6℃;3 000 a BP以来,气候逐渐变冷。这些变化体现了中国东部亚热带地区在全新世时期发生了多次较大的气候和生物气候带变迁事件。     

中国热带西部历史时期气候波动

夏代至清代约4000 a的历史时期,中国热带西部的气候波动比热带东部微弱。东部的5个冷期之中,周、战国至西汉、晋、唐末至南宋冷期,在西部仅有个别冷波动的实例,反而可以举出较多的暖波动现象。明清小冰期东、西部基本同步。东部的3个暖期(汉、唐、元明)在西部也有相应的表现。中国热带历史时期的冷波动与太阳活动的平静期有一定的相关。热带东、西部气候波动的差异,主要是由于东部受东亚季风的影响,而西部则受南亚季风的影响。     

The Quaternary faunas and climatic fluctuation in the tropical zone of China

About 70 examples of Quaternary fauna in China's tropics are enumerated in this paper. Of which about 40% of the examples can be found even in cooling stages, showing the smaller amplitude of climatic fluctuation during Quaternary. According to the temporal and spatial distribution of tropical faunas, the following characters of climate variation can be evidenced: two main cycles in Early Pleistocene, three main cycles in Middle Pleistocene, two main cycles in Late Pleistocene and Holocene Megathermal. The drop in temperature during the Latest Glacial Period and Neoglaciation has not endangered the existence of tropical faunas. With influence of cooling fluctuation during historical period, some faunas have removed southwards progressively, but disappearance of these animals in China's tropics was mainly the result of artificial factors.     

中国热带第四纪动物群与气候波动

About 70 examples of Quaternary fauna in China‘s tropics are enumerated in this paper. Of which about 40% of the examples can be found even in cooling stages, showing the smaller amplitude of climatic fluctuation during Quaternary. According to the temporal and spatial distribution of tropical faunas, the following characters of climate variation can be evidenced: two main cycles in Early Pleistocene, three main cycles in Middle Pleistocene, two main cycles in Late Pleistocene and Holocene Megathermal. The drop in temperature during the Latest Glacial Period and Neoglaciation has not endangered the existence of tropical faunas. With influence of cooling fluctuation during historical period, some faunas have removed southwards progressively, but disappearance of these animals in China‘s tropics was mainly the result of artificial factors.     

华南北热带11.5―2.5 ka B.P. 温度集成重建与特征分析

基于“综合-比例法”（Composite Plus Scale,CPS）,利用近年来已发表的数据集成重建我国华南北热带地区11.5―2.5 ka B.P.温度变化序列。结果表明,该地区冷暖变化可以分为三大阶段：11 500―9 500 a B.P.为全新世早期阶段;9 500―4 000 a B.P.为全新世大暖期阶段;4 000―2 500 a B.P.开始出现降温过程。功率谱和小波分析表明：华南北热带气候变化具有多时段、多尺度冷暖周期变化特征,在千年尺度上,1.3 ka和3.3~3.9 ka是其冷暖变化的主要周期。序列中可以识别出一系列气候波动事件,如8.2 ka、7.9 ka、7.1 ka、4.1 ka气候事件。交叉小波谱分析表明：ENSO对华南北热带地区温度变化有着显著影响,特别是7 ka B.P.以来其影响进一步加强。通过与其他序列的对比发现：华南北热带地区的气候变化是对全球变化的响应,但也同样存在区域差异。     

中国登陆热带气旋与太平洋海表温度的关系

根据1951～2000年中国登陆热带气旋与厄尔尼诺年、拉尼娜年的关系分析,得到了一些重要认识：(1) 在厄尔尼诺年,中国登陆热带气旋数偏少;(2) 厄尔尼诺事件强度越大,中国登陆热带气旋数越少;(3) 厄尔尼诺事件的结束时间若超过5月1日,那么次年中国登陆热带气旋数偏少;(4) 中国登陆热带气旋数的特多年主要集中在拉尼娜年;(5) 在拉尼娜次年,中国登陆热带气旋数偏少;(6) 中国登陆热带气旋强度越大,在厄尔尼诺年出现机会越少;(7) 在厄尔尼诺年,中国初旋偏迟,终旋偏早。同时对其机理进行了探讨。     

黄河源区冻土分布制图及其热稳定性特征模拟

以黄河源区多年冻土分布现状和热力特征为研究目标,通过野外调查及实测数据,分析了黄河源区不同地形地貌、不同地表覆盖条件下的冻土形成、分布特征和以地温为基础的热学特征,探讨了不同尺度因素对多年冻土分布的影响。结果表明,在高程低于4 300 m的平原区,多年冻土多不发育;在高于4 350 m的山区,局地地形对多年冻土的形成与分布作用显著。除阳坡地形外,多年冻土均比较发育;介于4 300~4 350 m的低山丘陵和平原区,局地地形、地表植被、土壤湿度等因素共同决定着多年冻土的形成和分布格局。以年均地温指标为基础,构建了以纬度、经度和高程为自变量的回归模型,并对阳坡地形进行微调和校正。结果表明,以0oC作为划分季节冻土和多年冻土的标准和界限,多年冻土面积2.5×10⁴km²,约占整个源区面积的85.1%;季节冻土面积0.3×10⁴km²,约占整个源区面积的9.7%。进一步以0.5oC或1.0oC为分类间隔绘制了黄河源区多年冻土热稳定性空间分布图。     

MODIS BRDF/Albedo数据在中国温度模拟中的应用

地表反照率直接影响地表辐射平衡,进而改变当地温度(2 m气温,下同),然后还可能通过大气平流过程影响下游地区的温度。为揭示利用实时更新的地表反照率替换WRF (Weather Research and Forecasting) 模式的静态地表反照率对中国大陆温度模拟结果的影响,本文进行了两组为期6 年(2002-2007 年) 的连续积分试验：控制试验(CT试验) 采用短波波段地表反照率,取自WRF模式推荐的地表参数数据集;敏感试验(MD试验) 采用分波段的(可见光和近红外) 地表反照率,取自MODIS BRDF/Albedo数据产品。试验结果表明,CT试验能够模拟中国温度的基本空间格局,但是模拟温度相对于观测温度有明显偏差,青藏高原南部的模拟温度偏低(负偏差),最大偏低幅度为1.03oC,出现在秋季,东部地区的模拟温度偏高(正偏差),最大偏高幅度达3.4oC,出现在春季;MD试验模拟结果的正、负偏差格局与CT试验基本相似,但是与CT试验相比,MD试验模拟的青藏高原南部温度的负偏差更大,最大为1.32oC,而模拟的东部地区温度的正偏差明显减小,最大为2.97oC,这说明MD试验比CT试验模拟的温度普遍偏低。在青藏高原,这主要归因于MD试验比CT试验的地表反照率大,使得地表净辐射少,地表感热少,致使温度偏低;在中国东部的黄淮海至江南丘陵区,这主要归因于MD试验中北方蒙古高原的地表反照率比CT试验的大,使得MD试验中该地区的地表净辐射少,地表感热少,温度低,然后通过南下冷平流过程致使位于其下游的黄淮海至江南丘陵区温度降低。     

关中平原420-350 ka BP的古土壤与环境

通过对关中平原双竹村剖面、寇家坡剖面以及蓝田田家坡剖面、三官庙剖面、长安四府村剖面和宝鸡马家塬剖面黄土沉积中第4层古土壤的分析，发现西安、长安、蓝田和宝鸡中更新世中期发育的第4层古土壤已转变成为风化壳，厚度变化在3．5～3．7m之间。它由4层组成，最上部的第1层是发育好的红棕色粘化层(Bts)，第2层是具有铁质胶膜的风化淋滤黄土层(Cs)，第3层是不含铁质胶膜的风化淋滤黄土层(Cl)，第4层是CaCO3结核层(Ck)。对风化剖面中CaCO3含量、pH值、黏土含量，元素Sr、Fe2O3和Al2O3分析，表明该风化剖面受到了较强烈的风化淋溶和黏土化作用，并指示当时的风化淋滤深度明显超出了土壤粘化层的厚度。粘化层中黏土胶膜具亚热带土壤胶膜特征，具超微晶粒结构，由新生的蒙脱石、高岭石和伊利石微晶粒构成，明显定向排列，这是其具有光性的原因。风化壳型古土壤的发育表明，在距今42．35万年前后，黄土高原东南部盛行亚热带气候。这一古土壤剖面构型为Bts-Cs-Cl-Ck-C，它发育时的年平均温度和降水量分别约为16℃和1000mm，比现代关中平原高约30℃和400mm。     

近百年中国华北农牧交错带与非洲Sahel 地区环境变化的比较分析

非洲Sahel 地区与中国华北农牧交错带在环境特征及演变过程中体现出许多相似之处, 存在明显内在联系。对两个地带近百年降水变化、植被覆盖、干旱事件和沙尘事件对比分析, 可以 对我国干旱/半干旱地区环境变化的相关科学问题有更好认识。两个地区年降水量序列的年代际 变化趋势有很大相似性。非洲Sahel 地区年降水量在1950s 以前存在明显的年际变化特征, 从 1960s 中期起主要以年代际变化为主; 其大部分地区植被覆盖表现为增长趋势; 降水量年代际变 化可能是影响该地区干旱的重要因素, 温度变化也可能存在作用; 该区沙尘暴频次年际、年代际 变化与降水量相应尺度变化有显著关系, 年均温变化和天气变率可能具有一定影响。华北农牧交 错带年降水量以年际变化为主要特征, 有明显低频波动; 该带偏北和偏东地区植被覆盖增长比较 显著, 南部部分地区植被覆盖呈下降趋势; 降水量年代际变化是影响该地区干旱的重要因素, 但 相同降水量可能引发不同程度的干旱; 该带春季沙尘暴频次与前冬温度变化及天气变率有密切 联系, 与春季降水量也有一定关系。     

广东蒸发皿蒸发量的变化特征及成因

利用广东86 个气象站1961-2008 年20 cm口径蒸发皿的实测资料,分析了广东小型蒸发皿蒸发量的变化趋势及其原因。结果表明,尽管在这48 年间广东年平均气温以0.21 ^oC/10a 的趋势递增,但是蒸发皿蒸发量总体上却以-54.67 mm/(10a) 的速度递减。蒸发皿蒸发量上升的地区只集中在粤中部分地区,下降幅度最大的地区则在粤西南、粤东沿海和珠江三角洲。通过对彭曼公式中能量平衡项和空气动力项的分析表明,粤中蒸发皿蒸发量的上升主要是因为供蒸发的动力上升幅度略大于能量下降幅度,而蒸发皿蒸发量的下降主要是供蒸发的能量和动力共同下降(或能量下降幅度远大于动力上升幅度) 所致。对各气象因子的趋势分析和相关分析表明,影响广东蒸发量的主要因子为日照时数和风速。     

近百年中国华北农牧交错带与非洲Sahel 地区环境变化的比较分析

非洲Sahel 地区与中国华北农牧交错带在环境特征及演变过程中体现出许多相似之处， 存在明显内在联系。对两个地带近百年降水变化、植被覆盖、干旱事件和沙尘事件对比分析， 可以 对我国干旱/半干旱地区环境变化的相关科学问题有更好认识。两个地区年降水量序列的年代际 变化趋势有很大相似性。非洲Sahel 地区年降水量在1950s 以前存在明显的年际变化特征， 从 1960s 中期起主要以年代际变化为主； 其大部分地区植被覆盖表现为增长趋势； 降水量年代际变 化可能是影响该地区干旱的重要因素， 温度变化也可能存在作用； 该区沙尘暴频次年际、年代际 变化与降水量相应尺度变化有显著关系， 年均温变化和天气变率可能具有一定影响。华北农牧交 错带年降水量以年际变化为主要特征， 有明显低频波动； 该带偏北和偏东地区植被覆盖增长比较 显著， 南部部分地区植被覆盖呈下降趋势； 降水量年代际变化是影响该地区干旱的重要因素， 但 相同降水量可能引发不同程度的干旱； 该带春季沙尘暴频次与前冬温度变化及天气变率有密切 联系， 与春季降水量也有一定关系。     

河南省史前人类遗址的时空分布及其驱动因子

基于ArcGis10.0 平台分析了河南省史前时期的仰韶文化遗址和龙山文化遗址的空间分布、濒河性、空间集聚度等指标。结果显示,18.8%的仰韶期遗址分布在河流的1 km缓冲区内,而龙山期遗址只有16.5%,其濒河性呈减弱趋势。豫西山区、南阳盆地、颍河-淮河地区龙山期遗址的空间集聚度比仰韶期分别增加了0.006,0.016 和0.021,暗示龙山时期的自然条件逊色于仰韶期导致人类活动范围受到局限。遗址密度3-D分析表明,河南地区史前人类活动格局从仰韶期的“单核型”演化为龙山时期的“多核型”。这种空间格局的变化可能与5.4 kaBP降温事件相关,而且龙山期的气候特征与仰韶时期相比显得温凉、干燥,加之农业生产技术的进步和人口增加促使史前人类活动核心区从豫西山区向豫东平原和豫北平原地区扩散。同时4.0 ka BP前后河南地区的干旱、洪水、低温等自然灾害频发亦加速了人类活动范围的快速扩展,并且石家河、大汶口、关中等史前文化类型向河南地区的渗透,造成河南龙山文化类型的多元化和空间分布的复杂化。而全新世早期的裴李岗遗址和晚期的二里头遗址数目较少且均匀分布于嵩山两翼,初步推测环嵩山地区是河南史前文化的肇源地区。     

Determinants and identification of the northern boundary of China’s tropical zone

The influence of monsoon climatic characteristics makes the tropics of China different from those of other parts of the world. Therefore, the location of the northern boundary of China’s tropical zone has been one of the most controversial issues in the study of comprehensive physical regionalisation in China. This paper introduces developments in the study of the northern boundary of China’s tropical zone, in which different scholars delimit the boundary with great differences based on different regionalisation objectives, indexes, and methods. The main divergence of opinion is found in different understandings of zonal vegetation, agricultural vegetation type, cropping systems, tropical soil type and tropical characteristics. In this study, we applied the GeoDetector model, which measures the spatial stratified heterogeneity, to validate the northern boundaries of the tropical zone delimited by six principal scholars. The results show that the mean q-statistic value of the higher latitude boundary delimited by Ren Mei’e is the largest (q=0.37), suggesting that, of the rival views, it best reflects the regional differences between China’s tropical and subtropical zones, but it is not necessarily suitable for guiding the development of tropical agriculture. The mean values of the q-statistics of Zheng Du’s line and Yu Xianfang’s line around the Leizhou Peninsula at a lower latitude were smaller, at 0.10 and 0.08 respectively, indicating that the regional differences were smaller than those of Ren Mei’e’s boundary. Against the background of global climate change, the climate itself is changing in fluctuation. It is, thus, worth our further research whether the northern boundary of the tropical zone should not be a fixed line but rather should fluctuate within a certain scope to reflect these changes.     

普里兹湾地区近10年来的气候变化特征

利用中山站 1 989年建站以来和澳大利亚戴维斯站同期气象资料 ,分析了普里兹湾地区短期气候变化过程及其特征。结果表明 ,该地区温度变化存在明显的降温倾向 ,两站降温趋势均为 - 0 .0 66℃ /a ,其结果与整个南极地区温度变化趋势相反。降温倾向的主要特点是月平均温度以秋季下降幅度最大 ,夏季则为升温 ,最高温度存在升温倾向 ,最低温度呈现降温趋势。该地区月平均温度波动很大 ,极端异常过程中月平均温度偏高或偏低达到 1 0℃左右 ,与南极大陆地面高压和绕极低压中心位置及范围的异常分布关系密切。     

Variations of monsoonal precipitation over the last 16,000 years in the eastern Nanling Mountains,South China

A 350-cm-long sediment core was recovered from Dahu Swamp in the eastern Nanling Mountains in south China for paleoclimatic investigation. Twelve ¹⁴C dates determined on organic-rich bulk samples establish a chronological sequence for this core and yield a bottom age of ~16,000 cal years BP. Multiproxies including dry bulk density, magnetic susceptibility, organic carbon isotope, median grain size, silt-size fraction and total organic matter content were used to study variations of precipitation in relation to the East Asian monsoon. The core sediments are characterized by shifts between the lacustrine sediments and marshy sediments, implying hydrological variations between expansion and shrinkage of the water body in the swamp, and suggesting relatively wetter and drier conditions, respectively. Two relatively wetter episodes lasting from ~15,000 to 14,000 cal years BP and from ~13,500 to 12,800 cal years BP were revealed, possibly corresponding to the Bølling and the Allerød warming events, and three relatively drier phases occurred between ~16,000 and 15,000 cal years BP, between ~14,000 and 13,500 cal years BP and between ~12,800 and 11,500 cal years BP. The three events synchronize with the Oldest Dryas, the Older Dryas and the Younger Dryas cooling events, respectively. A distinctly humid period lasted from ~10,000 to 6,000 cal years BP in the early- and mid- Holocene was interpreted as the Holocene Optimum period. Several short dry events were revealed, including the most pronounced one at ~8,100 cal years BP that coincides with the “8,200 year” cooling event. Multiproxies indicate an evidently dry climate prevailing in the mid-Holocene (from ~6,000 to 3,000 cal years BP), reflecting a weakening of the East Asian summer monsoon. The general trend of Holocene climate shows agreement with the 25°N summer solar insolation, suggesting that the orbitally induced insolation have played a key role in the Holocene climate in south China.     

黄河源区多年冻土空间分布变化特征数值模拟

基于IPCC第五次评估报告预估的气温变化情景,采用数值模拟的方法对黄河源区典型冻土类型开展模拟,推算过去及预测未来黄河源区冻土分布空间变化过程和发展趋势。结果表明：1972-2012年源区多年冻土只有少部分发生退化,退化的冻土面积为833 km²,季节冻土主要集中在源区东南部的热曲谷地、小野马岭以及两湖流域南部的汤岔玛地带;RCP 2.6、RCP 6.0、RCP 8.5情景下,2050年多年冻土退化为季节冻土的面积差别不大,分别为2224 km²、2347 km²、2559 km²,占源区面积的7.5%、7.9%、8.6%;勒那曲、多曲、白马曲零星出现季节冻土,野牛沟、野马滩以及鄂陵湖东部的玛多四湖所在黄河低谷大片为季节冻土;2100年多年冻土退化为季节冻土的面积分别为5636 km²、9769 km²、15548 km²,占源区面积的19%、32.9%、52.3%;星宿海、尕玛勒滩、多格茸的多年冻土发生退化,低温冻土变为高温冻土,各类年平均地温出现了不同程度的升高。到2100年,RCP 2.6情景下源区多年冻土全部退化为季节冻土主要发生在目前年平均地温高于-0.15 oC的区域,而-0.15~-0.44 oC的区域部分发生退化;RCP 6.0、RCP 8.5情景下目前年平均地温分别为高于-0.21 oC以及-0.38o C的区域多年冻土全部发生退化,而-0.21~-0.69 oC以及-0.38~-0.88 oC的区域部分发生退化。