晚新生代青藏高原北缘构造变形和剥蚀变化及其与山脉隆升关系

青藏高原的差异性隆升是一个涉及高原隆升过程和机理的重要科学问题，利用青藏高原北部塔里木盆地，柴达木盆地与河西走廊盆地的地层沉积序列推算了高原北缘西昆仑山、阿尔金山和祁连山系晚新生代以来的山脉剥蚀幅度化特征，得到了青藏高原北缘山系隆升运动差异的传播比，它们基本上反映了晚新生代西昆仑山、阿尔金山和祁连山隆升运动的差异程度。高原北缘山系垂直运动速率的计算值与实测资料对比是相吻合的，进而研究了青藏高原北缘山系构造缩短变形，剥蚀变化与山脉隆升的关系。研究表明，青藏高原二期隆升时祁连山的高度在2400-3100m的范围内。     

贵德盆地黄河出现的古地磁年代及其意义

发源于青藏高原的黄河,其形成与青藏高原隆起有密切关系,因此,黄河上游的形成演化,对于研究青藏高原的隆升以及黄河水利的开发利用等均有重要的实际意义和科学价值。青藏高原东北部的贵德盆地发育巨厚的新生代地层,其最上部的一套湖相沉积代表了黄河出现之前的最后沉积。古地磁测年表明这套地层的结束时代约为1．8Ma,指示黄河在本区大约同时出现,是青藏运动C幕的产物,此后至今黄河已净下切了约940m,指示本区高原的快速隆起,不支持青藏高原在中新世达到最大高度然后垮塌的观点。     

滇西高原第四纪以来的隆升和剥蚀

由滇西高原内古夷平面的抬高、外流水系的河流阶地、高原外营歌海盆地和琼东南盆地的沉积响应,共同揭示滇西高原第四纪以来的快速隆升和剥蚀历史。第四纪以来滇西高原区域性抬升了610～700余米、被剥蚀了1095～1600m,其平均剥蚀速率为0．68～0．94mm／a。根据河流阶地计算出第四纪以来各时段的隆升速率;隆升在0．386～0．296Ma达到峰期,隆升速率为2．24～2．SOmm／a;1．6～0.647Ma隆升速率最缓慢为0．68～0．94mm／a。滇西高原第四纪以来的隆升量和隆升峰期与同期的青藏高原具有相似性,但隆升速率明显低于东喜马拉雅构造结的隆升速率。     

青藏高原东部边缘"成都黏土"粒度记录的约500 kaBP的干旱化增强事件

亚洲内陆干旱化是新生代青藏高原隆升和全球气候恶化的重要标志。对位于青藏高原东部边缘的成都黏土粒度记录的研究,及与黄土高原地区粒度记录的对比,表明该地区的粒度记录都在约500kaBP时发生了一次明显的粒度增大、粗颗粒含量增加的变化,表明东亚地区约500kaBP以来发生了一次明显的干旱化增强事件,推测青藏高原在中更新世强烈隆升进入冰冻圈,导致中下层西风环流显著分叉绕流以及随后的进一步强化,是亚洲内陆干旱化阶段性增强的重要原因。     

冲绳海槽末次冰期以来千年尺度古海洋演化的沉积记录

格陵兰冰芯的δ18O记录表明，末次冰期的气候发生了一系列快速的冷暖交替过程，即所谓的Dansgaard-Oeschgerk旋回(Dansgaard et al.,1995；Stuiver et al.,1995；Grootes et al.,1997)。在北大西洋区域，海洋的沉积记录也清楚地再现了在总的冰期背景下代表强烈冰川漂移事件的6次变冷事件,即所谓的Heinrich事件(Bond et al.,1992，1993；Rasmussen et al.,1997；Andrews,1998)。通过对比发现Dansgaand-Oeschger旋回和Heinrich事件并非两个孤立的气候演变过程,Heinrich事件(H)发生在Dansgaard Oeshger旋回的最冷期，几次大的Heinrich事件使格陵兰的大气温度在冰期的气候条件下又降低3-6℃(Mayewski et al.，1997)。随后，越来越多的研究成果表明，这些气候事件的发生，尤其冷事件并不仅限于格陵兰和北大西洋等北半球的高纬度地区，几乎在全球各大区域均找到了它们的印记。 冲绳海槽作为西太平洋的一个弧后盆地，其较高的沉积速率和对全球气候变化的“放大效应”，为我们识别过去地质历史时期气候演化事件并进行全球对比提供了可靠的保证。本文作者对取自冲绳海槽北部的CSH1孔的孢粉组合和中部DGKS9603孔的浮游有孔虫动物群进行了分析，以期获得有关北半球高纬度地区记录的末次冰期气候突变事件具有全球意义的新证据。     

太平洋表层海温的年代际变化

众所周知，ENSO(El Nino/ Southern Oscillation)是发生在热带太平洋的年际时间尺度上最强的气候信号，与 El Nino (La Nina)相应的正(负)海温距平(SSTA)主要分布于赤道中东太平洋地区(Rasmusson et al.，1982)。相对于热带太平洋的年际ENSO现象，人们注意到北太平洋海平面气压(SLP)存在更长周期的年代际变化(Trenberth et al.，1994)，有人认为这与北太平洋的表层温度(SST)变化有关(Latif et al.，1994)，也有人认为与热带SST的异常关系更为密切(Jacobs et al.，1994)。20世纪80年代后的ENSO事件和20世纪60，70年代有明显的差别(Wang，1995)，20世纪90年后El Nino发生频数增加，并且在1997和1998年出现了20世纪最强的一次Nino事件(McPhaden，1999)。 因此，不论是作为大气年代际变化可能的一个驱动因子，还是作为年际ENSO的背景场，从整体上了解太平洋SST的年代际时间尺度上的时、空变化特征都是十分重要的。     

普里兹湾及其邻近海区冰-海相互作用的数值研究 Ⅰ.模式

南大洋在全球气候系统中起着重要的作用,对世界大洋水团的形成有重要的影响。在世界大洋中,约有55%-60%的海水特性应当归结于南大洋的物理过程。目前,南大洋的研究已得到各国海洋学者的日益关注,进展较大。但是,对于地处印度洋扇形区的普里兹湾海区的观测和研究则相对较少,其结果的差别甚大。例如底层水形成问题,有些研究者认为这一海区的底层水主要来源于威德尔海和罗斯海,本区内对底层水的贡献即使有,也是非常小的(Smith et al.,1984; Mantyla et al.,1995)。而有些研究者则从观测资料中找到了底层水有可能形成的迹象。就目前研究的结果来看,有些年份,如1982年(Middleton et al.,1989),1987年(Woehler et al.,1988),1991年(乐肯堂等,1996)均发现了异常高盐的陆架水,它有可能与深层水混合而形成底层水。对于该海区的环流特别是深层环流迄今为止也是知之甚少。大多数研究是基于动力高度的计算结果( Grigor yev,1967;Smith et al.,1984,1993;Middleton et al.,1989),但他们给出的环流型式相互之间差异很大。这些差异的存在,虽然确有年际变化等因素,但也不能排除研究方法本身的局限。该海区地形复杂(图1),海冰有显著的季节变化和年际变化(Allison et al.,1993,1994),使得该海区的物理海洋状况非常复杂。南极地区由于环境恶劣,海洋观测集中在夏季,并且资料的连续性较差,因而使传统的研究方法受到很大限制。为了充分发挥有限的实测资料的作用,采用合理的动力学和热力学模式并利用数值方法求解模式方程,不失为一种有效的研究途径。迄今为止,这一海区的数值研究还很少,考虑热力学作用的模式则尚未见诸报道。本文将利用最新的资料和模式,并在模式中同时考虑动力学和热力学的作用,用以研究普里兹湾海区的环流与海冰的动力学和热力学过程。以往的研究发现、等密面分析是研究普里兹湾海区混合与环流的有效方法(乐肯堂等,1997),我们将采用国际上新近发展起来的一种基于等密面的数值计算模式,研究普里兹湾海区环流和海冰的季节变化。这一工作将有助于进一步解决该海区南极底层水的形成问题,因而对于深入认识该海区在南大洋环流系统以至全球气候系统中的作用有重要意义。     

天山北坡黄土记录的中更新世以来干旱化过程

对天山北坡沙湾县东湾镇厚71 m的风成黄土剖面气候代用指标的研究表明,中更新世以来北疆地区气候环境演化经历了0.80~0.60 Ma气候相对湿润时期、0.60~0.25 Ma干旱化时期和0.25~0 Ma干旱气候3个时期,气候总的变化趋势是越来越干旱。在0.60和0.25 Ma左右发生了重要的干旱化气候事件,这些事件加速了该区的干旱化进程。黄土的形成年代说明,北疆的古尔班通古特沙漠早在0.8 Ma前就已经有相当规模了,现在的干旱气候格局是0.25 Ma左右形成延续至今。天山北坡0.8 Ma开始堆积黄土、准噶尔盆地沙漠大规模扩张主要是1.2 Ma左右青藏高原及亚洲山地强烈隆升造成大气环流发生巨大调整的结果。     

青藏高原地区近千年气候变化的时空特征

研究青藏高原地区过去千年气候变化的时空特征,对预测未来气候情景下该地区冰冻圈的变化及其水文-生态效应具有重要科学意义。基于15条反映青藏高原地区近千年气候变化的高分辨率重建序列,通过综合分析及经验正交函数(EOF)方法,进一步探讨了青藏高原地区过去千年气候变化的时空特征。综合重建序列显示:整体而言,青藏高原地区中世纪暖期(MWP)约持续到1450s,小冰期(LIA)约发生于1450—1870s,此后近百年来的温度在波动中逐渐升高;对比分析表明青藏高原地区MWP与20世纪前半叶的温暖幅度可比、也与其他北半球温度序列中同时期的气候特征相似,LIA较之我国中东部地区相对温暖。EOF分析结果揭示了过去千年典型气候特征(MWP、LIA及20世纪暖期等)在青藏高原的区域差异:对于MWP,其在高原东北部、中北部及西部地区约持续至1450s(其中约1250—1300s为冷波动),在喀喇昆仑及高原中东部地区约至13世纪初,高原南部诸多代用资料间接表明MWP约发生于11—15世纪(而在反映高原南部地区气候信息的第三主分量中MWP特征并不明显);对于LIA,高原东北部及西部地区的冷波动约为1450—1520s、1650—1750s、1780—1850s,喀喇昆仑地区的冷波动约为1450—1650s、1740—1780s、1820—1850s,高原南部、中东部及中北部地区的冷波动约为1580—1650s、1740—1780s(其中1670—1730s为相对暖期,并在喀喇昆仑地区也有所体现);对于近百年的全球显著升温过程,高原大部分地区均有记录,而南部与中东部地区的部分树轮年表则显示近几十年来夏季温度存在一定的下降趋势,这可能与全球变暖过程中不同季节(冬夏季节)温度变化的不一致性有关。     

2011年春夏长江中下游旱涝急转特征及原因分析

利用NCEP再分析资料,分析了影响2011年春夏季长江南部中下游地区发生旱涝急转的异常大气环流特征及影响因素。发现:长江南部中下游地区旱涝急转发生与西北太平洋副热带高压的变化有密切关系。副热带高压由弱到强的变化为降水提供了水汽条件,高空急流的变化则为降水提供了上升运动条件。进一步分析表明,西太平洋副热带高压西伸加强的原因与副热带高压加强前一候时间内孟加拉湾地区的异常对流加强有密切的关系。急流的变化则与陆地气温的季节变化和中纬度西太平洋强经向海表面温度(SST)梯度异常存在密切的联系。本文的研究表明:2011春夏季长江中下游地区旱涝急转现象的发生,是局地大气环流变化,南北半球大气相互影响以及海洋对大气环流影响的共同作用造成。