基于无线电探空和无线电掩星观测的北极上层气温研究

The air temperature is one of the most important parameters used for monitoring the Arctic climate change. The constellation observing system for meteorology, ionosphere, and climate and Formosa Satellite Mission 3(COSMIC/FORMOSAT-3) radio occultation(RO) "wet" temperature product(i.e., "wet Prf") is used to analyze the Arctic air temperature profiles at 925–200 hPa in 2007–2012. The "wet" temperatures are further compared with radiosonde(RS) observations. The results from the spatially and temporally synchronized RS and COSMIC observations show that their temperatures agree well with each other, especially at 400 hPa. Comparisons of seasonal temperatures and anomalies from the COSMIC and homogenized RS observations suggest that the limited number of COSMIC observations during the spatial matchup may be insufficient to describe the smallscale spatial structure of temperature variations. Furthermore, comparisons of the seasonal temperature anomalies from the RS and 5°×5° gridded COSMIC observations at 400 hPa during the sea ice minimum(SIM) of2007 and 2012 are also made. The results reveal that similar Arctic temperature variation patterns can be obtained from both RS and COSMIC observations over the land area, while extra information can be further provided from the densely distributed COSMIC observations. Therefore, despite COSMIC observations being unsuitable to describe the Arctic temperatures in the lowest level, they provide a complementary data source to study the Arctic upper-air temperature variations and related climate change.     

太平洋褶柔鱼冬生群资源丰度变动对ENSO事件的响应研究

太平洋褶柔鱼为大洋性经济鱼种,具有一年生命周期,其资源变动受气候和海洋环境条件的显著影响。本研究根据日本提供的2003-2012年太平洋褶柔鱼冬生群体的渔业统计数据,结合产卵场环境数据以及尼诺指数ONI（定义为Niño 3.4区海表温度距平值）,分析不同气候条件下（厄尔尼诺和拉尼娜）太平洋褶柔鱼冬生群体产卵场海表温度（SST）、叶绿素a（Chl-a）浓度以及适宜产卵面积（SSA）的变动情况及对其资源丰度（CPUE）的影响。结果表明,太平洋褶柔鱼冬生群体产卵场SST、Chl-a浓度和SSA具有明显的季节性变化。相关分析表明,各年CPUE与Chl-a浓度以及SSA具有显著的正相关关系（p<0.05）,但与SST相关性不显著（p>0.05）。此外,厄尔尼诺和拉尼娜事件通过驱动太平洋褶柔鱼冬生群体产卵场SSA和关键海域（25°-29°N,122.5°-130.5°E）内的Chl-a空间分布和大小变化,从而改变其资源丰度,但影响作用随各异常事件的强度不同而变化,具体表现为：发生弱强度厄尔尼诺事件时,产卵场SSA较高,Chl-a浓度处于较低水平,导致资源补充量处于较低水平,CPUE降低;发生中等强度厄尔尼诺事件时,产卵场SSA较低,但Chl-a浓度处于较高水平,导致资源补充量增加,CPUE处于上升水平;发生中等强度拉尼娜事件时,产卵场SSA和Chl-a浓度均处于较高水平,资源补充量显著增加,CPUE显著升高。研究表明,厄尔尼诺和拉尼娜事件对太平洋褶柔鱼冬生群体产卵场摄食孵化环境和资源丰度变动具有显著影响。     

白令海及西北冰洋有机质来源与新鲜程度的脂肪酸指示

白令海、西北冰洋等高生产力海域在北冰洋“生物泵”中起到重要作用;海水升温、海冰消退等北极快速变化,将强烈影响该海域“生物泵”的结构与规模,并在沉积物中有机质的来源与新鲜程度上有所体现,可用脂肪酸加以指征。对第五次、第六次中国北极科学考察在以上海域采集的表层沉积物进行脂肪酸含量（以沉积物干重计）及组成分析,结果显示楚科奇海陆架总脂肪酸含量非常高((97.15± 55.31) μg/g),白令海盆最低((15.00±1.30) μg/g),加拿大海盆、楚科奇海陆坡、白令海陆架居中(分别为(88.65 ± 3.52) μg/g,(70.35±11.32) μg/g与(38.28±14.89) μg/g)。海源脂肪酸占总脂肪酸比例最高(86.82%±7.08%),陆源次之(8.45%±6.62%),细菌最低(4.63%±2.24%);硅藻指数(16:1ω9/16:0)在楚科奇海陆架(> 0.82)、白令海陆架边缘(> 0.65)较高,其他区域均较低。脂肪酸结果表明:(1) 该海域沉积有机质主要来自海源,陆源贡献小;在北部、南部楚科奇海陆架、白令海陆架边缘,硅藻生物量占主要优势;细菌脂肪酸比例显著低于温暖海域,指示低温抑制细菌活动。(2) 楚科奇海陆架区硅藻生产力高、细菌活动弱,新鲜有机质沉降效率高,但对未来海水升温、浮游植物群落变化也较为敏感。(3) 加拿大海盆、楚科奇海陆坡的浮游植物群落由绿藻与金藻主导。以上结论说明脂肪酸可指示表层沉积物中有机质的来源与新鲜程度;未来,脂肪酸有望进一步揭示北冰洋“生物泵”对北极快速变化的响应。     

华北坳陷中南部深部结构大地电磁探测

为研究华北坳陷中南部河南地区的深部电性结构和该区3次破坏性地震的深部孕震背景，采用宽频带大地电磁测深法对该区深部的电性结构进行探测。使用NLCG二维反演方法对TE、TM模式进行联合反演，最终获得研究区的深部电性结构。结果显示，以新乡-商丘断裂为界，其北部的北华北坳陷中的内黄隆起、东濮凹陷的电性结构相对简单，为低阻、高阻2层结构，与该区地壳由沉积盖层和基底整体性较好的坚硬地块结晶基底组成相对应。新乡-商丘断裂以南的南华北坳陷中的构造单元深部的电性结构相对复杂，纵向上表现为低—高—低3层结构，横向上高阻、低阻交互出现，分析其可能与受到扬子板块与华北板块南缘相互俯冲碰撞影响有关。而北华北坳陷因边界断裂———新乡-商丘断裂的调控，受到扬子板块和秦岭-大别造山带造山作用的影响较小。1342年和1918年河南通许2次破坏性地震的震源位于太康隆起下方的高、低阻边界交接区域，1737年河南封丘■级地震的震源位于壳内高、低阻梯度带附近。