1975-2011年渭河上游径流演变规律及对气候驱动因子的响应

为探讨渭河上游径流的变化特征及其对气候变化的响应,选取1975-2011年河流实测径流量进行计算和分析. 结果表明：近40 a来,渭河上游径流总体呈明显下降趋势,其中,20世纪90年代前处于丰水期,90年代后进入枯水期,进入21世纪有明显增多趋势. 径流年际丰枯变化激烈,枯水年的发生概率高、持续性强,最长的连枯年份达8 a. 径流量集中在汛期,各年代的分配峰型有所不同,在70、80年代为7、9月双峰,之后变为单峰型分布. 流域内气候增暖明显,降水减少,蒸发加剧;90年代为明显的暖干型气候,21世纪初期气候向暖湿型转变的过程对径流的增加十分有利. 径流对气候变化有较强响应,但响应程度随时间变化而变化. 通过定量分析气候因子对径流变化的贡献值,发现由于气候增暖导致潜在蒸散量的加剧对径流变化的负贡献达60%以上,绝对值高于降水量的正贡献.     

甘肃黑河的径流变化及预测

黑河出山口莺落峡站年径流大致表现为五十年代和八十年代初是丰水期,1968—1974年水量最枯。分析月径流多年变化发现:7、8两月的丰、枯水变化与年变化相似;每个较大的丰(枯)水年之后,一般在当年12月到次年3月也有一个相应的峰(谷)与之对应。最后,还对该河年径流量变化趋势的预测作了探讨。     

新疆库鲁克塔格地区寒武系莫合尔山组风暴岩特征及其对海平面变化的响应

新疆库鲁克塔格地区寒武系莫合尔山组的风暴沉积可以划分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个不同级别的周期.3个Ⅱ级风暴沉积周期构成一个Ⅰ级风暴沉积周期,同时每一个Ⅱ级风暴沉积周期由几个Ⅲ级风暴沉积周期组成.发育的风暴岩类型有原地型风暴粗颗粒灰岩、异地型风暴粗颗粒灰岩、丘状交错层理灰岩和风暴浊积灰岩.在各个级别沉积周期内风暴沉积特征差异及其类型组合规律的变化,可以反映出沉积环境的变化,进而反映出各个级别风暴沉积周期对应的海平面变化.     

中国冰川变化对气候变化的响应程度研究

理清冰川变化对气候变化的响应程度、揭示响应度的空间变化规律,是开展冰川变化预估及其对社会经济影响程度量化研究的基础。使用1958-2010年西部地区150个气象站点的夏季平均气温和年降水量资料、中国第一、二次冰川编目数据,通过夏季平均气温和年降水量变化趋势值定量反映气候变化,以冰川面积变化率表征冰川变化,借助GIS技术平台,采用参照对比方法,从宏观层面研究了中国西部冰川变化对气候变化的响应程度。依据等分分类法（Equal Interval）,将响应程度分为极低度响应、低度响应、中度响应、高度响应、极高度响应5级。结果表明：中国冰川变化对气候变化的响应方式与程度不同,对夏季平均气温变化表现为正响应,而对年降水量变化主要表现为负响应,冰川分布区年降水量增加带来的冰川积累量增多不足以抵消因温度升高而增加的消融量,升温是中国西部冰川快速退缩的主导性因素。就整体而言,冰川变化对夏季平均气温变化的响应程度相对较低,但局部地区冰川变化对温度变化高度敏感,响应程度高与极高。不同类型冰川的变化对夏季平均气温变化的响应程度亦不同,海洋型冰川的变化以中高度响应为主,极大陆型冰川的变化主要呈现极低、低响应程度,而大陆型冰川变化的响应程度呈两级化。     

黄土高原降水对气候变暖响应的敏感性研究

利用黄土高原地区1951-2004年实测气象资料,采用小波分析、EOF分解等方法,研究了黄土高原降水诸要素对全球变暖的响应,非降水气候要素对降水响应的敏感性问题.结果表明: 秋季干旱化趋势突出,冬季降水增多,夏季高原西部湿润化、东部干旱化.各季节降水量的区域响应敏感程度和敏感区不同,敏感区从春到冬响应由东向西、由北向南移动.降水诸要素在不同时间尺度上的响应敏感性也不相同,但区域响应的年际变化基本同步,年代际变化的趋势、周期、阶段、转折等存在明显差异.大多非降水要素对降水变化响应不够敏感.     

古龙凹陷青一段米兰科维奇旋回识别及其沉积响应

松辽盆地青山口组湖相深水细粒沉积岩厚度大,具有巨大的非常规油气勘探潜力。利用小波变化和频谱分析方法,对研究区取芯井青一段地层的大段深水细粒沉积岩进行米兰科维奇旋回划分,并通过地球化学、全岩矿物等参数分析古沉积环境,将古环境的沉积响应与所划分的旋回进行对应分析,建立受控于米兰科维奇旋回的地层响应特征。研究表明,青一段地层中共识别出四级米氏旋回,分别为68个米级旋回、25个Ⅴ级旋回、6个IV级旋回以及1个Ⅲ级旋回界面,地层沉积主要受控于128 ka短偏心率和48 ka斜率旋回。青一段沉积环境整体上具有气候由干到湿,水体加深、还原性增强、盐度降低的旋回变化特征,6种环境组合表明了厚层泥页岩岩相与沉积环境之间的对应关系,其中暖湿气候控制的层状灰质泥岩有利于油页岩层发育。因此利用米氏旋回细分深水细粒沉积层,有望对页岩油气勘探获得突破。     

安徽皖南山区人类活动及生态变化影响的水文效应初探

流域出口断面的水文要素是流域系统对降水的响应结果,流域下垫面的变化自然引发系统响应的变化,本文以安徽皖南山区代表流域为例,分析研究区域产流、汇流以及产沙的变化规律.研究表明,流域地貌的水文效应整体比较稳定,90年代后期的流域产流、产沙存在减少趋势.     

丰满上游流域人类活动影响下的降雨径流变化趋势分析

以丰满上游受人类活动影响较大的Ⅱ区为研究对象,对1936～2005年的降雨径流变化趋势和人类活动影响进行分析发现,历年平均降雨量变化趋势不明显,但径流量与径流系数却有明显的下降趋势,其变化的原因在80年代以前主要是由新建水利工程引起的,80年代以后则由水利工程和下垫面变化共同影响.根据研究区的具体情况,将研究序列分为六个时段,并就水利工程建设和下垫面变化对径流变化的影响作了定量分析,发现下垫面变化所占比重是逐年增大的,但年降雨量较大时,水利工程有能力拦蓄大量径流,可能导致水利工程所占比重增大,下垫面变化所占比重减小,但下垫面变化所占比重增大的总趋势不变.     

青藏高原冰川对气候变化的响应及趋势预测

青藏高原是世界上中低纬度地区最大的现代冰川分布区,这里冰川末端在近百年来总的进退变化趋势是退缩,但在本世纪初至20～30年代和70～80年代间多数冰川曾出现过稳定甚至前进。对比近百年来气候变化,冰川变化虽然滞后于温度变化,但它们之间存在着很好的对应关系,多数冰川对温度变化滞后时间在10～20年间。根据80年代以来平均物质净平衡值,大致将青藏高原划分为:内部为平衡或正平衡区;向外为负平衡区;边缘为强负平衡区。以冰川对气候响应滞后关系预测,在今后10～20年间,青藏高原边缘冰川末端仍继续处于后退,而高原内部冰川末端位置变化不大。     

中国大陆对全球变暖响应的区域敏感性分析

依据分辨率为0.5°×0.5°经纬度的网格数据,运用Mann-Kendall法对中国大陆各地在20世纪温度变化进行了分析.结果显示:有两次明显的升温事件,分别发生在20年代初到40代中期(第一次升温事件)和70年代中期以来(第二次升温事件);对比各地对全球升温响应的突变时间,发现在中国大陆的响应规律为:沿经线方向,大约35°N附近为两次升温事件的分界线,以它为界,第一次升温事件中温度转折时间向低纬度不断提早,在第二次升温事件中,升温突变时间越向高纬度地区越提早;在纬线方向上,中国东部地区对升温响应的时间突变点基本一致,但在青藏高原及其周围地区,由于受特殊的高原气候的影响,升温时间突变迥然不同.青藏高原大大提前了其西部和西北地区对全球升温的响应时间,同时它又推迟了其西南地区对全球升温响应的时间.通过分析发现,升温机制不同,温度变化区域响应的敏感性主要是纬度位置和地形因素综合影响的结果,而纬度位置是制约区域温度变化敏感性的主导性因素.     

从古里雅冰芯与祁连山树轮记录看过去2000年气候变化

通过藏南沉错湖芯的210Pb和137Cs的测试,获得湖芯的平均沉积速率为0.16cm/a.根据湖芯长度和分样间距,获得平均分辨率为6～7年,长达1 350年的连续湖芯环境序列.对湖芯样品磁学指标的低频磁化率(Xlf)、等温剩磁(IRM)、饱和等温剩磁(SIRM)、非滞后剩磁(ARM)等指标及其比值的测试,划分了650 A D.以来沉错湖区的冷暖变化阶段和相对强度.结果表明,690～860A D.和1 120～1 320 A.D.分别出现两个相对集中的暖期,每个暖期中间又具有相对寒冷时段.1 520～1 650A.D.出现寒冷时段之后,1 820A D.左右直至现在环境又逐渐进入转暖时期.在3个暖期中,以1 220A.D.前后的温暖程度最强,而冷期中以1 610～1 650A.D.达到最盛.沉错湖区冷暖环境的演变得到了其他资料的很好验证.     

近300a来古里雅与长江下游温度变化所受太阳活动、火山活动的影响分析

分析了近300a来古里雅冰芯δ¹⁸O值和长江下游温度变化与太阳活动、火山活动的关系.结果表明,无论在年际尺度,还是在10a尺度上,西昆仑山的古里雅冰芯和中国东部的长江下游地区的温度与以太阳辐照和太阳黑子周期长度为代用指标的太阳活动有良好的相关关系.火山活动对古里雅、合肥冬温和杭州春温有明显的降温作用.1810’s—1830’s时段不仅合肥冬温和杭州春温发生了剧烈的变化,而且处于高亚洲中西部的古里雅冰芯δ¹⁸O值也急剧下降,同时在北半球温度重建曲线上这一时段也是一个冷谷,表明该时段的气候变化可能具有全球性,而强烈的火山活动和微弱的太阳活动可能对温度的快速降低起触发作用。     

冰芯所记录的环境变化及空间耦合特征

近年来，我们先后在青藏高原的古里雅冰帽、唐古拉冰川和希夏邦马地区钻。取了大量冰芯。在这些冰芯中保存着大量的环境变化信息。特别是反映沙暴、尘暴和浮尘等环境事件的尘埃冰志记录，是目前我们所能得到的记录最详细、分辨率最高和最连续的资料系列。青藏高原冰芯中尘埃指标显示，在气候变冷时，青藏高原的尘暴、沙暴和浮尘等事件出现的频率增多，强度增大；在气候变暖时，则尘暴、沙暴和浮尘等事件的频率减少，强度减小。目前，在青藏高原面上，正经历着气候变暖、环境改善的过程。     

中国的小冰期气候及其与全球变化的关系

根据由历史文献资料复原的气候序列和树木年轮、冰芯记录以及冰川、沙漠、湖泊资料,作者认为,我国的小冰期持续至19世纪90年代结束。这期间最寒冷的时段是17世纪20年代—90年代和19世纪20年代—90年代。文中指出小冰期时我国的寒潮、梅雨、尘暴、干旱灾害及降水变率的特点。将我国的资料与欧洲、日本的资料拼图,并与北美的资料对比,可以看出,我国小冰期的气候变化与全球变化一致,其中寒冷时段在欧洲的出现略早于东亚,而我国出现的若干个最寒冷的10年则同时在北美和欧洲出现。     

北极巴罗地区13世纪以来花粉记录的气候变迁及其与青藏高原的比较

北极阿拉斯加巴罗(Barrow)地区(70°21′N,156°40′W)位于北极滨海平原最北端,根据湖泊钻孔花粉记录,210Pb和137Se测定以及多项环境代用指标测试(有机质含量、总C和总N含量、CaCo3),并结合当地现代冻原植被、表层花粉谱、当地70a的气象记录以及有关的冰芯、树龄等资料的综合对比研究,分析了13世纪以来巴罗地区气候和环境变化历史.大约在13世纪以前,巴罗地区植被稀少,气候寒冷,其后冻原植被发育良好,并经历几次演变.结合沉积地球化学元素测试结果和其他环境代用资料研究表明,小冰期以来Barrow地区曾发生3次暖期(公元1540—1600年,1660—1730年和1880—1992)和3次冷期(公元1440—1520年,1610—1650年和1750—1850年).这些冷暖事件与青藏高原冰芯记录对比发现,虽然在高频变化上,不同地区存在着差异,但重大冷暖事件都曾出现.其中3次暖期与青藏高原古里雅冰芯和敦德冰帽中代表温度变化的δ¹⁸O值指示的暖期基本一致,证实巴罗湖芯记录的环境变化序列是可靠的.同时,古里雅和敦德冰芯记录中反映传统小冰期中的15,17,和19世纪的3次冷期,在巴罗湖芯记录中都有显示.     

明清时期中国东部高温事件年表重建和分析*

气候变化的背景下,极端暖事件的频率有增加的趋势。通过“语义差异法”识别了明清时期的高温事件,对其高温程度进行分级,建立了1350—1910年中国东部的高温事件年表,并对高温事件的发生时间、年代际特征进行了分析。结果表明: 明清时期有41个年份记录了高温事件,36个年份出现极端高温事件;高温事件发生频率和强度存在一定的阶段性变化,这种阶段性变化与北半球及中国气温的冷暖阶段变化有一定对应,与极端冷事件频率基本呈反相变化,1700—1749年和1800—1859年是明清时期极端高温事件发生频率最高且强度最大的2个时段,分别对应小冰期中期1710—1760年较温暖的时期和小冰期末期,16世纪末至17世纪是小冰期中最寒冷的一个阶段,极端高温事件相对不频繁,极端冷事件则发生频繁;高温事件还具有连年或隔年再发的特点。尝试利用现代器测资料和站点相关的计算方法对高温事件记录点所可能反映的地理范围进行了探讨,长江下游地区和华北平原的案例分析表明,历史时期记录有限,但区域的单点高温记录可能反映了范围比较广的极端高温事件。     

珠江三角洲五百年来的气候与环境变化

利用史籍资料和香港近百年的气温记录,讨论珠江三角洲1488～1893年的小冰期和其后进入现代暖期的气候变化,并推测下世纪全球变暖－海平面上升对珠江三角洲的可能影响。     

太白山最近1000年的孢粉记录与古气候重建尝试

秦岭太白山佛爷池最近1000年的孢粉记录及据此所重建古气候参数的时间序列,揭示了历史时期小冰期和中世纪温暖期的气候特征。小冰期的起止时间为1420-1920aAD。其1月与7月平均温度反映本区夏季风与冬季风的变化有很大的不一致性。小冰期开始时,冬季风突然增强,夏季风显示不稳定波动,并相对变弱,而降水一度增多。小冰期的结束是以冬季风逐渐减弱为先导,而夏季风呈突然增强势态,降水偏少。在中世纪温暖期中,1200-1340aAD发生快速气候波动,出现暖夏、冷冬等特征气候,成为历史上少见的灾害性气候时段。      

青藏高原西南部塔若错湖泊沉积物记录的近300年来气候环境变化

以青藏高原西南部塔若错的34cm浅湖芯为研究对象,对其沉积物样品进行总有机碳、无机碳、总氮、微量元素、正构烷烃含量及碳氮比等多项指标的分析测定。采用过剩210Pb和137Cs计年法对该湖芯进行了定年和沉积速率研究,获得了近300年的连续湖泊沉积环境序列。在明确了各指标气候环境指示意义的前提下,综合对比分析湖芯中各项气候环境指标,并结合定年结果重建了塔若错湖区近300年来的气候环境变化。结果表明：塔若错湖区气候环境变化可分为3个明显阶段：早期为1705～1778年,该地区气候环境温暖湿润,湖区植被广泛发育;中期为1778～1860年,湖区处于小冰期末次阶段,气候环境寒冷而湿润,植被发育受阻;后期为1860年至今,为小冰期结束后偏暖干化时期。其中,后期又可分为3个亚阶段：1860～1924年,湖区气候环境稍暖且干旱,植被稍有发育;1924～1969年,湖区气候环境呈现偏冷干特点,植被发育暂缓;1969年至今,湖区气候回暖,环境干旱化有所缓解,植被开始逐渐发育。在气候冷暖变化上,该湖芯记录与古里雅冰芯记录和青海湖湖泊沉积记录都有较好的可对比性,只是在起讫年代上存在一些差异。     

小冰期气候的研究

本文总结分析了近年来国内外对小冰期气候的研究，对亚洲、欧洲、北美、南美、非洲、北极地区及南极洲的各种重建气温序列进行了整理。所有序列均取１０００－１９８９年每５０年的平均值(最后一个仅有４０年)，并统一对近千年平均求距平。发现１７世纪及１９世纪的冷期有很大普遍性。平均比２０世纪后半低１．０℃左右。火山活动与太阳活动(¹⁴Ｃ)指数及平均气温序列的相关系数分别为－０．４９及－０．７３，说明这两个因素可能是小冰期形成的原因。