浅析新生代气候变化与大气温室气体浓度的关系

摘要：根据国内外相关研究结果,对新生代气候变化与温室气体(特别是CO2)浓度在不同时间尺度上的可能关系进行初步归纳和探讨。在构造、轨道和千年时间尺度上,气候变化和温室气体浓度均有显著的相关性,表明温室气体无疑是影响地球气候系统的重要因素。同时,两者亦具有显著的“非耦合”特征,包括新近纪构造尺度上CO2相对稳定水平下的全球变冷和冰量扩张、轨道和千年尺度上CO2浓度变化滞后于气候变化、两半球气候的不对称演化等;两者变化的幅度、趋势和变率也常有不同。这些特征中的多数并不能用地球轨道参数的变化来直接解释,表明除太阳辐射和温室气体外,气候系统内部的其他一些因素或过程有时对过去的气候变化起到了决定性的作用。气候变化与温室气体浓度之间可能存在一种自调节功能,构成一个自调节系统而相互调控,而目前我们对这类过程与机理所知尚少。CO2、CH4等作为温室气体,在上述不同时间尺度的气候变化过程中,无疑对气温具正反馈效应。地质尺度上气候变化与温室气体浓度的关系与机理有助于理解当前全球增温的机制,但把过去与现在类比的同时,也要考虑其他边界条件的不同。加强气候模拟与记录对比的研究,对理解上述问题有望发挥重要作用。 关键词：新生代气候;温室气体;碳循环;人类活动     

冰封期湖泊溶解氧变化特征及代谢速率

冰封期湖泊与大气的气体交换受冰盖阻碍,影响湖泊溶解氧含量,进而影响湖泊水质.为探究冰封期湖泊溶解氧和新陈代谢速率变化特征及影响因素,本研究通过监测典型季节性冰封湖泊不同深度的溶解氧（DO）、水温和光合有效辐射（PAR）,结合水质检测结果,分析冰封期湖泊DO变化及代谢速率影响因素,对湖泊日新陈代谢速率计算方法进行改进并估算冰封期湖泊新陈代谢速率.结果表明：2021年1—3月间,岱海DO浓度平均值为15.49 mg/L,并出现昼夜变化和分层现象.DO在冰封期变化趋势呈现出先逐渐升高,然后保持稳定,进入消融期（2021年3月2—11日）分层现象逐渐消失的规律.岱海冰封期净初级生产力和生态系统呼吸速率平均值分别为0.11和0.10 mg/（L·d）,在水温未出现分层时净初级生产力呈现较高水平;之后水温沿水深方向出现分层,净初级生产力明显下降;当冰层融化后,PAR显著上升,净初级生产力又逐渐恢复至0.10 mg/（L·d）.统计分析表明,岱海冰封期DO与水温、PAR、总氮等变化具有一定相关关系,且由于湖泊流域生态环境条件及冰封期物候特征不同,岱海与内蒙古其他湖泊相比,冰封期DO变化趋势存在一定差异.     

雁荡山湖泊沉积物记录的中国东部季风区小冰期以来气候干湿变化

中国东部季风区过去千年降水变化特征已有大量研究并取得重要进展,但多数研究集中在中国北方和中部地区,南方地区重建记录相对较少.本文对浙江雁荡山雁湖沉积物的总有机碳、色度和粒度等多指标进行分析,重点探讨小冰期以来研究区域的降水变化,结果显示:1)1400-1600 AD,湖区集水发育,研究区气候偏湿润;2)1600-1650 AD,降水量减少,气候偏干旱;3)1650-1750 AD,气候偏湿润;4)1750-2000 AD,研究区气候处于干旱状态,其中1500-1650 AD期间的干湿变化与历史文献记录的雁湖水位有良好的对应关系.在年代误差范围内,雁湖沉积物与浙江天目山泥炭、福建仙山泥炭以及湖光岩玛珥湖沉积物等记录的干湿变化同步,指示了小冰期期间中国东南地区气候波动的一致性.另外,中国东部南、北地区古气候记录反映的降水变化趋势相反,表明在百年时间尺度上,中国东部南北地区降水存在着"南涝北旱"和"北涝南旱"的空间特征.通过与太平洋年代际振荡(PDO)的对比,显示PDO对中国东部地区小冰期期间出现的南-北"偶极型"空间降水特征可能具有重要影响.     

基于Landsat TM/ETM+数据提取巢湖悬浮泥沙相对浓度的信息与空间分布变化

悬浮泥沙是重要的水质参数之一.应用遥感技术监测悬浮泥沙,学者们提出了众多的悬浮泥沙遥感的经验模型和推导模型.但在缺乏大气参数或没有足够实测数据的情况下,这些模式的精度和准确性得不到保证.针对这种情况,以巢湖为实验区,对三景的巢湖卫星遥感数据进行了如下的数据处理:(1)利用内部平均相对反射率法进行图像的大气校正,得到的相对反射率与真实反射率具有相似的波谱特征;(2)对图像进行了水体提取、二值化、掩膜处理,并通过湖泊泥沙指数SI=(TM2 TM3)/(TM2/TM3)提取了TM数据下的泥沙信息,得到水体含沙量图;(3)按照本文提出的基于遥感图像的不同浓度等级泥沙的划分依据,在泥沙指数图上进行密度分割处理,得到了巢湖泥沙相对浓度分布图.在上述的处理基础上,利用谱间关系法对巢湖水体进行准确提取;结果表明,与实测资料对比,巢湖泥沙相对浓度分布与验证数据一致,实测数据和SI值相关系数为0.89(置信度水平在0.001),表明泥沙指数方法可以直观和定量地反映悬浮泥沙相对浓度的分布与变化;研究结果显示,1987-2000年间,巢湖高浓度悬浮泥沙范围增大了约1.5倍.通过影像差值图清楚地识别出变化区域,主要位于西湖的中心、河口入湖区和东湖的南岸,这种变化的最主要原因是由于各入湖河流携带的大量悬浮泥沙进入水体,其次是岸坡崩塌物形成的.     

国土空间规划编制中的海洋功能区划实施评价及思考

对现行海洋功能区划的实施情况进行评价,是编制国土空间规划的重要基础。文章构建了省级海洋功能区划实施评价的基本框架,明确了评价原则、思路、流程与方法,以期为新一轮国土空间规划编制提供依据与参考。针对区划实施中存在的问题及新时期面临的形势,提出了突出重点、因地制宜,全面调查、摸清家底,完善分区、探索分类,严格兼容、加强管控,定期评价、动态调整等对策建议。     

基于生态适宜性评价的海洋生态系统管理——以温州市洞头区为例

海洋为人类生存和社会经济发展提供了重要的资源和环境条件,海洋生态适宜性研究能够评定海域的固有属性对生态保护和开发利用的适宜等级和潜力-限制因素.本研究以典型的海岛区洞头为例,构建了海洋生态适宜性评价的空间分析模型,计算得到其空间分布,进而开展了生态适宜度的功能分区;据此划分了洞头区的生态管控空间,判断了未来海域资源保护和开发利用管理的主导方向,提出了各管控区发展的资源优势及限制性因素.结果表明,洞头海域按照生态适宜度值的高低可以清晰地划分为重点保护区、一般保护区、适度开发区和优化开发区等4类功能区,分别占区域总面积的23%、50%、18%和9%;前两者为生态保护及恢复的重要区域,后两者是未来海洋资源开发利用的主要区域; 4类区域可以归并为生态保护、农渔业养殖、城镇开发3类管控功能区.本研究对开展海洋生态功能区划、协调海洋资源开发与区域生态保护的关系、构建基于生态系统的海洋综合管理模式具有重要意义.     

Improvement to the Evaporation Duct Model by Introducing Nonlinear Similarity Functions in Stable Conditions

Modified refractivity (M) profile is an important parameter to describe the atmospheric refraction environment, as well as a key factor in uniquely evaluating electromagnetic propagation effects. In order to improve the model-derived M profile in stable (especially very stable) conditions, three nonlinear similarity functions, namely BH91, CB05, SHEBA07, are introduced in this paper to improve the original Babin_V25 model, and the performances of these modified models are verified based on the hydrometeorological observations from tower platforms, which are finally compared with the original Babin_V25 model and Local_HYQ92 model. Results show that introducing nonlinear similarity functions can significantly improve the model-derived M profile; especially, the newly developed SHEBA07 functions manage to reduce the predicted root mean square (rms) differences of M and M slope (for both 0–5 m and 5–40 m) by 64.5%, 16.6%, and 60.4%, respectively in stable conditions. Unfortunately, this improved method reacts little on the evaporation duct height; in contrast, Local_HYQ92 model is capable of reducing the predicted rms differences of M, M slope (for both 0–5 m and 5–40 m), and evaporation duct height by 76.7%, 40.2%, 83.7%, and 58.0% respectively. Finally, a new recommendation is made to apply Local_HYQ92 and Babin_SHEBA07 in very stable conditions considering that M slope is more important than evaporation duct height and absolute M value in uniquely determining electromagnetic propagation effects.     

指数曲线与双曲线拟合在软基沉降预测中的对比分析

简要介绍路基沉降预测方法。根据厦深客运专线福建段第2标段D1K62＋780的沉降观测数据对该断面进行指数曲线和双曲线拟合,将实测数据与拟合数据对比分析,得出指数曲线在沉降预测中相对于双曲线更加准确的结论。此外,指数曲线和双曲线拟合法相对于其他的沉降预测方法都要简单,便于工程技术人员的运用。     

山东省某电厂粉煤灰综合利用研究

山东省某电厂粉煤灰年排放量约100万t,但年利用率仅为12%。该电厂为解决粉煤灰的排放和堆存,选择征购233.33hm2（3500亩）土地露天堆存,不但占用了大量珍惜土地造成严重环境污染,同时也浪费了大部分的可利用资源。开展粉煤灰的综合利用,是消除危害,使其资源化的有效途径。本文根据该电厂粉煤灰含碳质较高、可浮性好的物化特征,采用一次浮选试验,脱碳率达到92.42%,精煤产品含碳66.51%,可直接作为燃料煤使用。经试验,采用浮选和重选工艺使其有用成分得以分离、富集、提纯,其产品实现了粉煤灰资源化,基本解决了粉煤灰利用率低、存放占用空间和环境污染问题。     

“云雀”残涡影响下豫西南一次大暴雨过程特征分析

受第1812号台风"云雀"残余环流影响,2018年8月5日凌晨到上午,河南南阳、平顶山、洛阳交界一带出现了3 h雨量超过180.0 mm、小时雨量达到69.4 mm的极端强降水,常用的全球模式和中尺度模式均未能给出暴雨提示。利用常规气象观测资料,风云2G、风云4A卫星资料,南阳站雷达和NCEP再分析资料,对此次大暴雨过程进行对流初生和中尺度特征分析,探讨这种弱环流背景下产生的局地大暴雨的物理过程和触发维持机制。结果表明:1)这次大暴雨过程是"云雀"台风残余环流沿副高边缘西移过程中,在伏牛山、大方山的喇叭口地形强迫下形成边界层中尺度辐合线,触发了强对流。2)降水过程的时间和强度与边界层形势演变对应较好,业务中需加强对边界层的关注。3)强降水出现在中尺度云团后部的TBB梯度大值区,位于喇叭口地形的南缘,不断有中尺度对流云团生成。4)大暴雨是以暖云为主的强降水过程,出流较弱,具有低质心、高效率的特点。强降水开始时,对流发展高度不高,与雷达相比,FY4A卫星没有提前发现这次过程的初生对流。