近2000a温度变化及全球变暖不确定性

近年来有关温室气体,特别是CO2浓度上升导致的全球气候变暖将引起灾难性后果的理论,已成为全球关注和讨论的重点.本研究通过分析和总结器测资料和最近2000 a来温度序列,得出如下观点和结论：1）全球变暖是客观存在的,但是全球升温的幅度存在不确定性;2）人类活动和自然因素共同影响着气候变暖,仅从自然因素方面考虑未来存在降温的可能,因此未来温度的变化趋势很难预测;3）过去2000 a来冷暖变化频繁交替,最近100 a来的升温速率是否是过去2000 a中最大的时期存在不确定性.因此,在得出明确结论之前,需要进一步加大研究力度,明确这些不确定性.     

Use of total precipitable water classification of a priori error and quality control in atmospheric temperature and water vapor sounding retrieval

This study investigates the use of dynamic a priori error information according to atmospheric moistness and the use of quality controls in temperature and water vapor profile retrievals from hyperspectral infrared (IR) sounders. Temperature and water vapor profiles are retrieved from Atmospheric InfraRed Sounder (AIRS) radiance measurements by applying a physical iterative method using regression retrieval as the first guess. Based on the dependency of first-guess errors on the degree of atmospheric moistness, the a priori first-guess errors classified by total precipitable water (TPW) are applied in the AIRS physical retrieval procedure. Compared to the retrieval results from a fixed a priori error, boundary layer moisture retrievals appear to be improved via TPW classification of a priori first-guess errors. Six quality control (QC) tests, which check non-converged or bad retrievals, large residuals, high terrain and desert areas, and large temperature and moisture deviations from the first guess regression retrieval, are also applied in the AIRS physical retrievals. Significantly large errors are found for the retrievals rejected by these six QCs, and the retrieval errors are substantially reduced via QC over land, which suggest the usefulness and high impact of the QCs, especially over land. In conclusion, the use of dynamic a priori error information according to atmospheric moistness, and the use of appropriate QCs dealing with the geographical information and the deviation from the first-guess as well as the conventional inverse performance are suggested to improve temperature and moisture retrievals and their applications.     

藏北羌塘戈木错北部新生代钾质火山岩40Ar/39Ar定年

1∶25万玛依岗日幅区域地质调查期间,在藏北戈木错北部发现了一套新生代钾质火山岩。对保存较好的3处火山岩的样品进行40Ar/39Ar年代学研究,获得了30.6Ma±0.4Ma、30.0Ma±0.2Ma和29.8Ma±0.3Ma三个坪年龄,代表该地区火山岩的喷溢时代。戈木错北部火山岩的地球化学特征与钾质火山岩的类似,它与鱼鳞山、走构由茶错、多格错仁等地区的新生代火山岩共同构成了羌塘地区钾质—超钾质火山岩带,它们的形成与印度大陆同亚洲大陆的碰撞和青藏高原的隆升密不可分。     

滇西澜沧江构造带及邻区几何学、运动学和构造年代学分析

滇西澜沧江构造带自北向南沿碧螺雪山和崇山连续延伸; 按照构造几何学特点和运动学特征我们把该构造带分为3段：北段、中段和南段; 本文对各段的构造、组构、运动学及构造年代学进行了翔实研究,得到以下认识：构造带呈双变质岩带,核部为强变形高级变质岩带,两侧为强变形低级变质岩带,部分剖面几何形态似“花状”构造; 宏观和微观组构特征均指示构造带北段和中?南段存在明显的运动学差异,北段为右旋走滑剪切,中、南段为左旋走滑剪切; 同构造浅色花岗质糜棱岩中分选出白云母(北段)和黑云母(中段),进行单颗粒矿物的激光熔化40Ar?39Ar定年,结果显示,糜棱岩化造成了花岗质岩石同位素时钟的重置和部分重置; 表面年龄指示了该构造带中新世的构造变形事件; 其中,北段右旋韧性剪切作用年龄为17.8～13.4 Ma或更早,至少持续到13.4 Ma,构造带中段记录了17.9～13.1 Ma的左行韧性剪切事件; 构造变形时代表现出同时代和同期次特点。综合分析认为,位于印度与欧亚大陆斜向汇聚带东缘的澜沧江构造带,是调节印支块体陆内变形的重要变形区域,为典型的新生代剪压应变区; 与区内哀牢山-红河构造带新生代左旋走滑相对应; 剪压应变和应变分解过程中,构造带东-西向减薄作用通过韧性物质垂向挤出和沿剪切方向的挤出平衡,垂向挤出导致地壳增厚和高应变体的抬升,形成现今的地貌高位,统一的陡立面理和亚水平拉伸线理是韧性物质沿剪切方向挤出的流变学响应; 构造带南段和北段运动学差异是澜沧江构造带新生代左旋剪压应变分解的必然产物和运动学要求。     

过去1 000 a大气中主要温室气体冰芯记录研究概述

对南北两极和中低纬度山地冰芯中开展的温室气体的相关研究进行了回顾.结果显示:在1000aBP到工业革命阶段,大气中CO2,CH4和N2O等温室气体的浓度及气体稳定同位素受各种自然来源影响显著,平均含量较低,浓度波动也较小;工业革命之后,随着人类工农业等活动对环境的影响的加剧,大气中3种温室气体的含量呈现出剧烈的上升趋势.2007年IPCC第四次评估报告显示,目前CO2、CH4和N2O气体浓度的全球大气平均含量分别达到379mL·m-3、1774μL·m-3和319μL·m-3.对影响工业革命前南极、格陵兰及青藏高原冰芯中温室气体的含量的因素总结发现,由于受不同的温度、杂质含量等条件的影响,温室气体含量区域差异较大.1800A.D.以前,格陵兰冰芯中CO2的含量较南极冰芯高出9mL·m-3,青藏高原达索普冰芯CH4平均含量较南极和格陵兰冰盖高出15%～20%,格陵兰冰芯中的N2O含量也明显高于南极冰芯.工业革命以后,冰芯中3种气体浓度表现出强烈的上升趋势,并均达到1000A.D.以来的最高值.     

内蒙古大青山逆冲推覆体系中生代逆冲构造活动的40Ar-39Ar定年

内蒙古大青山呼和浩特段北侧发育3条走向北东东、指向北西的逆冲断层,并与被其分割的3个逆冲席体及一个原地系构成大青山逆冲推覆体系。逆冲断层上盘底部发育较深层次的糜棱岩,下盘顶部多发育低温的千糜岩。本研究在构造地质调查基础上,结合宏-微观岩石矿物学分析,采用⁴⁰Ar-³⁹Ar定年对该逆冲体系的活动时间进行约束。逆冲断层带内3个千糜岩绢云母⁴⁰Ar-³⁹Ar年龄范围为120~119Ma,另一样品给出了120Ma的概率统计峰值年龄。千糜岩为低温同变形变质产物,细粒绢云母为同变形新生矿物,其⁴⁰Ar-³⁹Ar年龄可代表变形年龄。侵位在断层内弱变形的花岗闪长岩为同构造晚期侵位,角闪石⁴⁰Ar-³⁹Ar年龄限定其冷却时间下限为121Ma,概率统计峰值年龄为119Ma。逆冲断层上盘底部发育较高温的糜棱岩,而低温千糜岩的形成时间应属于变形后期。因此,120Ma至119Ma期间,大青山逆冲推覆体系的逆冲作用应已是处于变形晚期。     

强La Niña背景下的东亚夏季风异常与1989年和1999年中国夏季降水的对比分析

选取两个强La Niña年 (1989年和1999年), 对比分析了强La Niña背景下的东亚夏季风异常和中国夏季降水分布。结果表明, 受南极海冰分布异常的影响, 这两年6～7月间南极涛动呈现不同的位相, 进而改变了南方涛动的位相。1989年, 南极涛动为正时, 南方涛动为正, 马斯克林高压 (简称马高) 偏强, 澳大利亚高压 (简称澳高) 偏弱。与1989年相反, 1999年南极涛动和南方涛动均为负位相, 马高偏弱, 澳高偏强, 这与一般La Niña年的情况正好相反。与马高和澳高强度变化相对应, 西太平洋副热带高压在1989年偏西、 1999年偏东, 并影响到6～7月间中国降水的分布。8月副高北抬后, 南半球环流变化的影响减弱, 东亚夏季风环流主要受热带环流和中高纬度环流的影响。1989年8月, 受中高纬度冷平流的影响, 副高偏弱, 长江流域降水偏多。1999年8月, 由于热带西风异常偏强, 副高偏强, 长江以南降水偏多。本文的研究结果表明, 即使在两个相似的强La Niña事件影响下, 由于其他因子对La Niña信号的调制作用, 中国夏季降水仍呈现不同的分布, 1989年为中间型, 而1999年为南方型, 这与一般La Niña年雨带偏北正好相反。最后, 对中国夏季降水的季度预测提出了一些建议。     

桐柏杂岩的中生代隆升机制及其与南阳盆地沉降的耦合关系

桐柏山位于我国的中央造山带东部,走向北西—南东,南北跨越鄂豫两省,向西北倾没于南阳盆地之下,向南东过渡到大别山。山体由一套变质杂岩组成,南北两侧为含榴辉岩的高压变质地体,其构造就位过程一直为广大地质学家所关注。我们通过野外地质考察发现,该山体在地貌上呈北陡南缓的格局,表明它在演化的晚期经历过一次向南的掀斜运动。殷店和桐柏韧性剪切带构成山体的南北边界。前者倾向南,呈右行剪切,后者倾向北,呈左行剪切。殷店断裂中的糜棱岩产状很稳定,一直延伸到桐柏山主峰——太白顶(1 140 m)。其下部为桐柏杂岩体,后者的产状虽然复杂,但其中的拉伸线理的产状却稳定,走向北西—南东,向北西倾伏。按此产状追索,它们也应倾没于南阳盆地之下。通过构造恢复,可以推断在掀斜运动发生之前,殷店和桐柏韧性断裂应连为一体,构成一个向北西倾伏的低角度正断层,本文称之为太白顶拆离断层。基于对桐柏杂岩的运动学和显微构造学研究,可以推断桐柏杂岩原来位于东秦岭之下,是中下地壳的组成部分,由于中生代华北和扬子两板块的碰撞和持续的陆内汇聚作用而造成南东侧向挤出,它们作为异地地体从原地地体—超高压变质岩之下隆升到地表,太白顶拆离构造的功能与藏南拆离系一样,构成桐柏杂岩隆升顶部的滑脱面。~(40)Ar/~(39)Ar年代学研究结果表明,桐柏山侧向挤出隆升造山事件发生在晚白垩纪早期(102～85 Ma)。南阳盆地形成于桐柏山的西侧,是一个东断西超的半地堑盆地,其沉积作用始于早白垩世,大规模沉陷发生在晚白垩世,这与桐柏山的隆升是同时的,反映出沉积和构造隆升是耦合的。     

新疆库鲁克塔格地区晚泥盆世火山岩40Ar/39Ar年代学及其地质意义

泥盆纪火山岩在辛格尔断裂以北广泛分布,且以中酸性火山岩为主。笔者在库鲁克塔格地区辛格尔断裂南侧识别出泥盆纪英安岩,⁴⁰Ar/³⁹Ar坪年龄为374.7±5.9Ma,属晚泥盆世。该火山岩样品为钙碱性系列,岩石富铝,富轻稀土(∑LREE/∑HREE=9.43),K、Rb、Sr、Ba、Th等不相容大离子亲石元素相对富集。Eu具弱负异常,Nb、Ti亏损。火山岩形成于活动大陆边缘,可能经历了大陆壳物质的混染。库鲁克塔格火山岩从时代及岩性上与辛格尔断裂北侧泥盆纪火山岩对应,说明泥盆纪火山岩不仅分布于辛格尔断裂以北地区,也见于辛格尔断裂南部。     

西秦岭勉略带陆内构造变形研究

秦岭造山带勉略缝合带是古特提斯洋盆向北俯冲形成的华北与华南最后拼接带。这个主缝合带俯冲-碰撞过程中以由北向南的一系列韧性逆冲推覆构造为特征,形成由前泥盆系、泥盆-石炭系和蛇绿混杂岩等不同构造岩片叠置的复杂构造带,碰撞时代从245Ma一直延续到230Ma左右。最近,作者对勉略缝合带内发育的韧性和脆性左行走滑剪切变形进行了研究,结果表明这些顺造山带的左行韧性走滑剪切变形带的变形时代为223±2Ma,与碰撞后花岗岩所确定的碰撞后构造环境的起始时间(225Ma)一致,显示这些韧性走滑剪切变形带是勉略带陆内变形初期变形产物。亦即华北、扬子大陆碰撞之后很快就转入陆内变形阶段,并且是以顺造山带的侧向走滑位移为主要变形方式。勉略带内顺造山带的脆性左行走滑断层的发育,表明这种顺造山带的侧向位移过程从深部到地壳浅层是一致的。因此,大陆碰撞在直接碰撞之后很快转变为顺造山带的侧向走滑位移为主的陆内变形,这种位移可能表现为两个大陆碰撞后的相对走滑,或是碰撞带中强烈变形部分顺造山带的侧向挤出,从而消减了正向碰撞所造成的地壳缩短和增厚。