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。     

中国区域性暴雨事件未来变化:RegCM4动力降尺度集合预估

区域性暴雨事件由于影响范围大、持续时间长,更易引发严重洪涝灾害,对经济社会可持续发展构成严重威胁。因此,预估区域性暴雨事件的未来变化对于气候变化适应和灾害风险管理意义重大。本文基于区域气候模式RegCM4对4个全球气候模式的动力降尺度模拟,利用“追踪式”客观识别方法,对我国区域性暴雨进行了识别,并从发生频次、持续时间、平均降水量、平均影响范围和综合强度5个方面预估了其在RCP4.5情景下的未来变化。多模式预估结果表明,我国平均区域性暴雨事件的发生频次、持续时间、平均降水量、平均影响范围和综合强度到21世纪末均呈不同程度的上升趋势。与1986—2005年相比,无论在21世纪中期(2046—2065年)还是末期(2080—2099年),位于“低值区”的事件出现频率减少,而位于“高值区”的事件出现频率增加。轻度区域性暴雨事件发生频次将减少,而中度、重度和严重的区域性暴雨事件发生频次将增加。在空间分布上,区域性暴雨事件的发生频次、持续时间和降水量均在我国东部区域大范围增加,并且三者增幅的空间分布型态较为一致。增加最显著的区域主要位于长江中下游、江南和华南地区,而且到21世纪末期的增加幅度大于中期。     

京津冀地区历史地震事件时空特征研究*

受环太平洋地震带影响,华北平原地区地震频发,尤其是处于中国首都经济圈的京津冀地区的地震事件备受关注。通过对历史文献资料及地震台网记录中的地震事件统计、分析,重建该地区地震事件历史并获取其潜在的空间分布特征及时间规律,对未来地震事件的早期预警具有重要参考意义。分析结果表明,公元前231年至公元2018年期间京津冀地区发生的1044起地震事件中,以有感地震和中强地震为主,小地震、强烈地震以及大地震发生频次较低。地震记录完整性分析结果表明,除小地震外,其他等级地震记录自公元1400年以来基本完整。在空间分布上,京津冀地区历史地震呈“T”字形分布,沿1条北西—南东走向地震带和1条北东—南西走向地震带分布。在时间上,京津冀地区地震事件呈现出阶段性的变化,在公元1480—1680年间以及1950年以来2个时间段内较为活跃,发生频率较高,频谱分析结果进一步表明地震记录存在45年的复发周期。在月际尺度上,地震事件同样存在季节性差异且多发于夏秋季节,同时地震密集区域在年内呈现出自西向东迁移的现象。最后,根据历史地震事件发生的时间规律,在未来一段时间内京津冀地区仍将处于地震活跃期,存在发生强震的风险。     

柴达木盆地北缘上石炭统碎屑岩—碳酸盐岩高频转换过程及驱动机制*

碎屑岩和碳酸盐岩分别产自“外源、浑水”与“内源、清水”环境,二者的交替互层沉积可反映古水体性质、物源供给及气候等环境要素的频繁改变。晚石炭世,柴达木盆地北缘构造相对稳定,盆内发育巨厚的、多级次嵌套的“碎屑岩—碳酸盐岩混积层系”,记录了“冰室地球”冰川活动下的古海平面大幅度升降和古气候、古环境频繁交替信息。文中以柴达木盆地北缘连续完整露头剖面和钻井取心剖面为研究对象,结合区域地质资料、前人研究成果,通过详细的岩心、露头及镜下薄片观察,在研究区重点层段识别出下切谷充填型碎屑岩沉积和碳酸盐岩台地沉积组成的频繁互层序列。碎屑岩—碳酸盐岩互层组合序列在垂向上的有序叠加,构成了复合海平面变化旋回层序,其从碳酸盐岩—改造型台地沉积开始,向上依次发育碎屑岩下切谷充填序列的底部冲积河道沉积、中部河口湾序列和顶部代表海泛面的泥岩沉积,最后转变为碳酸盐岩向海到向陆台地亚相,反映了一个显著的早期海退—中期逐渐海侵—后期再次海退的旋回过程。冰川期急剧变冷的气候和冰川型高频的大幅度海平面升降,驱动滨线及相带迁移,影响到碎屑岩供给速率和碳酸盐生产率,造成了碎屑岩—碳酸盐岩的高频转换。     

川西峨眉地区古近纪早期气候特征:来自名山组下段地球化学及磁化率的证据*

古近纪早期是显生宙典型的“温室气候”期,也是气候向“冰室气候”转型前的最后温暖期。川西峨眉地区发育有完整的古近系名山组湖相地层,对该地层的古气候研究可以为了解和探索新生代重大地质事件和气候的演化过程提供参考依据。在前人研究的基础上,以常量元素与微量元素比值和磁化率为依据,结合宏观沉积特征和岩石薄片镜下特征,对峨眉地区古近纪早期气候演化与磁化率形成机理进行讨论。研究结果表明: 川西峨眉地区古近纪早期总体为热带—亚热带炎热干旱气候,该气候为晚白垩世炎热干旱气候的延续,但较晚白垩世干热程度明显降低,期间出现多次炎热干旱—温暖湿润变化,并存在气候波动较为剧烈的时段。气候的干湿变化是造成研究区磁化率变化的主要原因,磁化率高值反映气候趋于湿润,低值则反映干旱程度增加,剖面中磁化率出现明显波动的位置可能对应东亚季风开始对峨眉地区产生影响的时期。     

1929—1930年中国极端冷冬事件的重建*

气候变暖背景下,极端寒冷事件仍有发生且常伴随严重的经济、社会影响,需要更为深入的研究。1929—1930年极端冷冬事件作为增暖背景下的极端冷事件,对其研究相对缺乏。通过收集并分析民国时期的气象器测资料和报刊资料,对1929—1930年中国极端冷冬事件进行探讨。结果表明: (1)本次冷冬的空间范围包括华北地区、长江流域(重庆至入海口段)和北疆地区,西北地区可能存在冷冬;寒冷的核心时段为1929年12月到次年1月。(2)本次冷冬时空范围内的地区月平均气温极端性强,华北、长江流域的12月份均温都超过十年一遇的冷事件水平,长江流域、北疆地区的1月份均温均超过五十年一遇水平;但月最低气温的极端性较弱,大部分站点月的最低温达到五年一遇水平,部分站点月超过十年一遇水平。(3)本次冷冬至少经历了7次区域性或全国性的降温事件,其中有3次降温事件达到全国性寒潮事件标准,时段分别为12月1—5日、12月16—20日和1月1—5日;其中第1次和第3次是影响中国的典型中路寒潮路径,第2次降温过程的时空特征不显著。(4)综合本次冷冬前旱后涝气候特点、该时段内ENSO(厄尔尼诺-南方涛动)指数的变化以及前人对ENSO和中国气候变异的关系研究,推测1920s末到1930s初期的气象灾害很大程度受影响于ENSO事件。     

环境变化对长江三角洲地区“北方海上丝绸之路”始发港变迁的影响*

“北方海上丝绸之路”作为中国古代与东亚各国进行贸易往来的重要海上通道,促进了宋元时期海上丝绸之路的大发展并成就了明朝大航海的辉煌,研究其始发港的变迁与原因对“海上丝绸之路研究体系”的完善和“21世纪海上丝绸之路”的建设具有重要意义,但目前鲜有研究。基于古代典籍、地方志和历史地图的记载,结合前人对历史时期中国环境变化的认识,对隋唐至明清时期长江三角洲地区“北方海上丝绸之路”主要始发港的变迁与原因进行研究。结果表明: (1)隋唐—明清时期中国长江三角洲地区先后兴起了3个“北方海上丝绸之路”主要始发港,扬州港盛于隋唐,上海港盛于唐宋,明州港(今宁波港)盛于宋元; (2)气候变冷引起的北方少数民族南犯,中原地区经济和政治中心南迁,北方海上丝绸之路的始发港由登州(今蓬莱)迁到了长江三角洲地区; (3)随泥沙堆积,雁形式沙洲发育,河口分汊东伸南移,长江河口海岸由喇叭形的河口湾演化为三角洲,这是引起始发港由扬州港向东迁往上海港、乃至明州港的根本原因; (4)长江河口沙洲的发育,引起了长江扬州港段和上海港段水系的变化,使得2个港作为始发港时,港口的具体位置不断地随河势变化而调整; (5)对外贸易政策的变化亦对始发港的兴衰与变迁起到一定的促进或阻碍作用。     

地球化学记录揭示的柴达木盆地北缘地区中—晚侏罗世古环境与古气候*

沉积岩的地球化学特征是古环境变化良好的示踪剂,柴达木盆地北缘地区侏罗系记录了中国西北地区古环境、古气候演化的重要信息。本研究通过对柴达木盆地北缘地区大煤沟侏罗系标准剖面沉积岩的元素地球化学分析,尝试恢复了研究区中—晚侏罗世的古环境特征。结果显示:(1)研究区中—晚侏罗世以富氧的浅水环境为主,仅在短期内出现较深湖相沉积;整体上侏罗纪湖盆水体盐度较低,而部分层段沉积物盐度增大系降雨量相对减小导致。(2)基于多元地球化学参数建立的古气候演化曲线表明,中—晚侏罗世柴达木盆地北缘地区古气温、古湿度均在一定幅度内频繁变化;自中侏罗世晚期开始,研究区古气候开始由温暖潮湿向炎热干旱转变,至晚侏罗世进入了干热环境主导的阶段。多元地球化学参数剖面的建立为中国西北地区中—晚侏罗世“干热化事件”和区域古气候的研究对比提供了新的证据和材料。     

环境变化对长江三角洲地区“北方海上丝绸之路”始发港变迁的影响*

“北方海上丝绸之路”作为中国古代与东亚各国进行贸易往来的重要海上通道,促进了宋元时期海上丝绸之路的大发展并成就了明朝大航海的辉煌,研究其始发港的变迁与原因对“海上丝绸之路研究体系”的完善和“21世纪海上丝绸之路”的建设具有重要意义,但目前鲜有研究。基于古代典籍、地方志和历史地图的记载,结合前人对历史时期中国环境变化的认识,对隋唐至明清时期长江三角洲地区“北方海上丝绸之路”主要始发港的变迁与原因进行研究。结果表明: (1)隋唐—明清时期中国长江三角洲地区先后兴起了3个“北方海上丝绸之路”主要始发港,扬州港盛于隋唐,上海港盛于唐宋,明州港(今宁波港)盛于宋元; (2)气候变冷引起的北方少数民族南犯,中原地区经济和政治中心南迁,北方海上丝绸之路的始发港由登州(今蓬莱)迁到了长江三角洲地区; (3)随泥沙堆积,雁形式沙洲发育,河口分汊东伸南移,长江河口海岸由喇叭形的河口湾演化为三角洲,这是引起始发港由扬州港向东迁往上海港、乃至明州港的根本原因; (4)长江河口沙洲的发育,引起了长江扬州港段和上海港段水系的变化,使得2个港作为始发港时,港口的具体位置不断地随河势变化而调整; (5)对外贸易政策的变化亦对始发港的兴衰与变迁起到一定的促进或阻碍作用。     

黔中息烽磷矿床成矿环境、成矿作用及成矿模式探讨*

息烽磷矿是贵州地区震旦纪陡山沱期磷矿的重要组成部分,以矿层厚、品位高、断裂构造发育、叠层石丰富而独具特色。通过对矿床地质特征及矿床地球化学特征综合研究认为,从陡山沱组底到顶气候经历温湿—干热—湿热变化,海平面对应经历了海进—海退—海进,其内的磷块岩和磷质岩是在热水沉积作用、生物作用和正常海水沉积作用等共同作用下形成于前滨—临滨环境。综合以上,反演息烽陡山沱期成矿过程,发现矿床经历了“海进—海退—海进”三阶段成矿,在陡山沱早期海进阶段形成下矿层,随后的海退阶段和海进阶段形成上矿层。空间上,2矿层之间夹白云岩,且交于靠黔中古陆一侧,当第2次海进越过第1次海进的前滨—临滨位置后,只形成上矿层,是开阳、息烽磷矿床1层矿体形成的对应部位。瓮福磷矿床有2层矿体,对应处于经历了“三阶段成矿”的前滨—临滨部位,且瓮福磷矿成矿时的位置高程明显低于息烽磷矿、息烽磷矿略低于开阳磷矿,通过岩性特征对比,与实际基本吻合。因此,在对陡山沱期的磷矿进行成矿预测和找矿勘查中,与息烽磷矿床相似的黔中及附近区域的动态前滨—临滨环境,均为磷矿床的找矿靶区,利用“三阶段成矿”形成相交的2矿层特点,可高效对已知矿床、矿化点和前滨—临滨带周围进行成矿预测。     

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。     

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。     

公元1000—2000年中国北方地区极端干旱事件序列重建与分析

利用历史文献记录重建了公元1000—2000年中国北方地区极端干旱事件序列,在此基础上分析极端干旱事件的发生特征与规律。研究得出以下结论:(1)极端干旱事件在公元1000—2000年中存在200年左右的周期波动。在15世纪中期、17世纪初期和18世纪末期存在3次极端干旱事件高发期。(2)极端干旱事件的变动与中国东部地区干湿变化相一致,在偏干的时期极端干旱事件发生次数上升,在偏湿时则下降。(3)在中世纪暖期和现代暖期,温度愈高,极端干旱事件偏多;而在小冰期,则温度偏低的时期极端干旱事件多发。(4)西风带影响下的非季风区,干湿变化与极端干旱事件的关系与华北季风区相反,这可能与所谓的“丝绸之路遥相关”和NAO(NorthAtlanticOscillation,北大西洋涛动)的影响有关。     

明清时期京津冀地区蝗灾的时空特征及环境背景*

明清时期（公元1368—1911年）是中国的小冰期,也被称为方志时期,蝗灾等各种自然灾害频发且记录丰富。华北平原是中国历史蝗灾暴发的主要源地,对其开展研究具有特殊的意义。基于明清时期的文献资料,从灾害地理学的视角,借助数理统计与GIS空间分析方法,构建京津冀地区蝗灾等级、频数和县次序列,揭示蝗灾的时空分布特征,并解析其成因。结果表明： （1）明清时期京津冀地区蝗灾平均1.8 a一遇,年均受灾3县次;蝗灾主要发生在夏半年的三月至八月,其中六月和七月是蝗灾暴发的峰值月份,而冬半年的九月至次年二月较少;（2）蝗灾等级以Ⅱ级和Ⅲ级为主,平均等级为2.17;“十年蝗灾频数”和“十年蝗灾县次”整体上呈现波动上升趋势;（3）蝗灾代际县次变化,夏蝗县次多于秋蝗县次,且次年夏蝗的发生与上年暖冬并未良好对应;（4）小波分析指示蝗灾存在100a和30a的主周期和53 a、17 a和11a的次周期;（5）蝗灾空间分布具有一定的集中性,东南远多于西北,受地形起伏和水系格局的影响较大;（6）蝗灾的发生与温度关系不明显,但与旱涝关系密切,并与Nino3指数有良好的对应。     

流域生物、化学风化对小冰期气候变化的响应

岱海近500年沉积物的孢粉，介形类和地球化学记录表现了流域生物，化学风化对全球性小冰期气候波动明显而快速的响应，孢粉量的下降，化学风化强度的减弱（高Rb/Sr比值）以及意外湖花介（Limnocythere inopinata)的繁盛反映了小冰期最盛期岱海地区以干旱为特征的气候环境及其造成的高矿化度湖水，其中，介形类丰度及种类对环境变化的反应最迅速，植被生长的调节则要缓慢一些，内陆湖泊流域植被的衰弱与干旱环境下化学风化强度的减弱以及风尘作用的加强是相辅相成的。     

Climatic fluctuations in the Central Region of Argentina in the last 1000 years

Several lines of evidence concur to explain the climatic fluctuations that occurred in the central region of Argentina during the last millennium. The investigation was advanced in two ways: on the one hand, a geographic model was elaborated; and on the other, a temporal sequence for various climatic situations was developed. During the last 1000 yr, two significant events related to global changes occurred: the Medieval Warm Period (MWP) and the Little Ice Age (LIA). The Medieval Warm Period was characterized by a humid and warm climate in the plains and recession of the Andean glaciers. In contrast, during the Little Ice Age the plains had temperate, semi-arid to arid climates, and Andean glaciers advanced. In the western region, the fluvial-lacustrine systems were more extensive during cold events (LIA) and contracted during warm events (MWP). In contrast, in the eastern region the fluvial-lacustrine systems showed a diminution during cold events and increased their extent during warm episodes. During the LIA, the occurrence of two cold pulses separated by an intermediate period has been established. The first cold pulse extended from the beginning of the XV century to the end of the XVI century; the second cold pulse (the main one) began at the beginning of the XVIII century and lasted until the beginning of the XIX century. Both cold pulses can be related to the Spörer and Maunder Minimums respectively. These climatic changes modified the landforms, influenced the vegetation distribution and were one of the main factors for control of human activities during the last 1000 yr.     

关于唐代气候冷暖问题的讨论

本文就历史文献记载的资料详细讨论了唐代气候冷暖两方面的证据。从现有支持气候温暖的证据来分析,它们难于确定相应的气候限制因子,并且类似的证据存在于不同的气候条件下。从有关的寒冷资料分析,唐代气候至少可分为两大阶段,8世纪50年代以前大体与现代相差不大,但8世纪60年代以后气候变冷,某些时段寒冷的特征可与明清小冰期相似。     

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。     

中国中纬度地带气候暖干化对水资源的影响

中纬度中国,主要指35°N至50°N之间的半湿润至干旱荒漠地带,占中国面积的60%以上,自上世纪末小冰期结束以来,具有鲜明的波动性的增暖和变干趋势,特别是60年代以来更为剧烈。在其影响下,冰川与湖泊萎缩,地表径流减少,地下水位下降,水质恶化,干旱频率和旱灾的严重性都在增加。 在全球变暖的大趋势下,干旱化在近期可能还会继续。但如CO₂及其它微量气体的温室效应导致下世纪升温2℃或更多.重现全新世暖期情景,则中纬度中国会变得湿润起来。而在气候剧变的过渡时期,水旱灾害会进一步增加。     

长江三角洲千年冬温序列与古里雅冰芯比较

利用长江三角洲史料优势,重建公元820年代以来,年代级冬温序列.为测试古里雅冰芯记录的影响力,与之作比较研究.结果显示:其年代级变化背景有很好的对应关系,年代级变化有大同小异的复杂情况.舍弃量级,就年代级温度,降水升降,约有一半是同步的,且有大致对应的温湿组合.说明两地虽远隔数千公里,环境生态条件悬殊,年代级气候变化仍有响应.最后就形成响应的成因机制作初步分析。