脆弱生态带典型区域几种锦鸡儿属优势灌木的光合特征

小叶锦鸡儿在原产地科尔沁沙地光合速率可达12.21μmol·m^-2·s^-1,引种至腾格里沙漠后降低了11.63倍,光合日变化曲线由"凹谷"型变为"单峰"型;毛乌素沙地中间锦鸡儿的光合速率在引种前为4.5μmol·m^-2·s^-1,引种后降低了3倍,光合日变化曲线由"双峰"型变为"单峰"型;在相同的环境条件下,柠条和中间锦鸡儿光合等特性相似,以小叶锦鸡儿光合速率最低,引种前后降幅最大,说明其对引种地的适应性不及中间锦鸡儿。     

黄海浒苔漂移输运和生长消亡过程的数值模拟与预测应用

本文在构建黄海浒苔漂移输运模型的基础上耦合了生长消亡过程的生态模块,利用CFSR(Climate Forecast System Reanalysis)再分析数据、国家海洋环境预报中心全球业务化海洋学预报系统(Chinese Global operational Oceanography Forecasting System,CGOFS)黄东海再分析数据和CFS(Climate Forecast System products)预报数据,结合国家卫星海洋应用中心黄海绿潮遥感资料,选取浒苔灾害在时空动态演变过程方面存在明显差异的2016年和2019年,开展了黄海浒苔漂移输运和生长消亡过程的数值模拟,进行敏感实验和年度预测检验。结果表明,该模型可以有效刻画2016年黄海浒苔发展趋势的显著特征,对浒苔的漂移路径、影响范围和相对生物量变化特征的数值模拟结果与监测实况较为吻合。在2019年的年度预测应用上,针对浒苔漂移输运路径的方向、影响海域的时间、生物量较往年的变化等方面,模拟效果也都比较理想,体现出该模型在实际业务化预报应用中的可靠性和有效性。     

华北克拉通非均匀破坏的动力学原因:来自地震学和地球动力学的约束

关于华北克拉通破坏的原因和机制,学术界目前普遍接受的观点是由古太平洋板块俯冲及其触发的地幔流动、熔/流体的强烈交代改造导致,但其具体的动力学作用过程还不明确,是现阶段克拉通破坏研究的主要内容.文章总结了华北克拉通地区密集地震台阵探测获得的深部结构图像和地球动力学数值模拟实验结果,获得以下认识:华北克拉通下方地幔转换带的纵、横波速度及速度比扰动的小尺度空间变化特征是太平洋板块存在非均匀脱水的证据;俯冲板块引发了地幔转换带的湿上升流,导致克拉通下方上地幔熔/流体的非均匀分布,在地震波速度上表现为小尺度异常分布特征;密集地震台阵探测揭示上地幔速度结构和变形的非均匀特性,是华北克拉通岩石圈变形的应变集中效应和非均匀分布熔/流体破坏岩石圈的综合作用结果.如果大洋板块俯冲非均匀脱水、熔/流体非均匀分布在早白垩世就已经发生,那么它与华北克拉通岩石圈地幔之间的相互作用可以是华北克拉通非均匀破坏的动力学机制.这个推测对于进一步协调和解释华北克拉通地区多学科观测证据具有重要意义.     

华北克拉通地区有限频体波层析成像——克拉通破坏的空间非均匀性

基于国家固定台网389个台站和10条流动地震台阵的832个宽频地震仪的记录,拾取了纵波在3个频段(0.02~0.1、0.1~0.8和0.8~2.0Hz)、来自310个地震事件的65628个初至,以及横波在2个频段(0.02~0.1和0.1~0.8Hz)、来自793个地震的47050个初至.在前人和本团队2012年工作的基础上,增加华北克拉通西部数据的覆盖,考虑地壳校正中入射角的影响,采用有限频多频段联合反演方法,得到华北克拉通上地幔精细的三维纵、横波速度模型.新的模型提供了一些新的观测信息和动力学认识:(1)地幔转换带内的高速异常体表现出非均一的形态特征,表明俯冲的太平洋板片内部可能发生了翘曲变形、断裂,部分物质穿过了660km间断面;(2)华北克拉通东部的上地幔表现出非均匀的小尺度横向速度结构特征,位于南缘和北缘燕山地区的高速异常体可能是残留的克拉通岩石圈,反映了克拉通破坏的空间非均匀性;(3)苏鲁造山带下方延伸到~300km的高速异常体构造上似乎受控于郯庐断裂,北侧与烟台-青岛-五莲断裂吻合,可能是北西向俯冲碰撞的扬子克拉通的残留;(4)华北克拉通中部的低速异常体存在南北空间差异,北部的低速异常体呈NW-SE走向,向下延伸到地幔转换带,南部的低速异常体则向下延伸到约200~300km深度;(5)环绕华北克拉通四周的显生宙造山带、内部古元古代的中央造山带和郯庐断裂下方是明显的低速异常,低速异常不仅表现出横向上的构造相关性,在60~250km深度内也表现出垂向上的连贯性.这个特征暗示岩石圈内固有的构造薄弱带(例如,碰撞造山缝合带和郯庐断裂)在克拉通破坏中的重要作用;(6)本文认为华北克拉通东部破坏表现出的空间非均匀性是太平洋板片俯冲诱导的空间非均匀分布的湿上升流和克拉通岩石圈内固有的构造薄弱带两个因素共同作用的结果.     

床面粗糙度和底床渗透率对泥-水界面物质交换特性的影响

泥-水界面物质交换过程对自然水体中污染物的迁移转化起重要作用,粗糙底床界面物质交换过程涉及到床面粗糙度和底床渗透率的影响。通过实验室环形水槽实验测量得到水力粗糙砂质底床条件下界面物质交换通量的定量数据和变化特征,采用参数化方法分析有效扩散系数与其主要影响参数之间的依赖关系。实验结果表明,在实验参数变化范围内,受上覆水平均流速、床面粗糙度和底床渗透率的共同作用,有效扩散系数从水力光滑区、过渡粗糙区至完全粗糙区呈现较为明显的分段变化特征,采用渗透率雷诺数可将有效扩散系数与其主要影响参数的依赖关系进行较为一致的描述。基于双参数(粗糙雷诺数和渗透率雷诺数)分析,确定了不同流动区域的相应阈值以合理表征床面粗糙度和底床渗透率对界面物质交换特性的综合影响。     

对2021年华南夏季降水预测成败的分析

基于国内外动力模式和诊断分析，分析了2021年华南夏季降水预测的成功和不足。结果表明：(1)2021年夏季西太平洋副热带高压偏大偏强，水汽输送较弱；西太平洋和南海生成的台风较少，登陆及影响华南的台风偏弱。综合影响导致2021年夏季华南降水偏少25%以上。(2)2021年华南夏季降水实况与2021年3和4月两次预测存在较大差异，主要表现为动力模式对副高脊线和西伸脊点位置以及东亚大槽的预报与实况存在较大差异；物理因子诊断分析预测中大部分信号指示2021年华南夏季降水偏多的可能性较大，与实况相差较大。     

2022年2月广东降水异常偏多特征及成因分析

为了分析广东省2022年2月降水异常的成因，基于1951—2022年广东省86个国家气象站逐日降水资料、1991—2022年NCEP/NCAR再分析资料和中国气候系统监测指数集数据，采用相关分析、合成分析等方法研究了2022年2月广东降水异常偏多的原因。结果表明：2月广东降水异常偏多2.7倍，为20世纪90年代以来最多；18—22日出现罕见冬季暴雨过程，20日全省平均日雨量打破2月历史极值。厄尔尼诺和拉尼娜事件对次年广东2月降水的影响基本反相，厄尔尼诺(拉尼娜)次年，菲律宾上空为反气旋性(气旋性)环流异常，其西北侧的西南风(东北风)将海洋(陆地)湿(干)空气输送至广东上空，使广东大部降水偏多(少)。在拉尼娜次年时，若2月青藏高原高度场异常偏低，有利于高原南侧的印缅槽偏强，则广东省2月降水偏多；若2月青藏高原高度场略偏低，则广东省2月降水以偏少为主。2022年2月广东降水异常偏多，与典型拉尼娜次年的影响不同，但同期青藏高原高度场异常偏低，说明拉尼娜背景并不是导致该次广东降水异常偏多的原因，青藏高原高度场异常偏低则是导致广东2022年2月降水异常偏多的主要原因。     

新西兰弧后塔拉纳基地区地幔楔各向异性

太平洋板块沿希库兰吉海沟俯冲至新西兰北岛下方300km左右,向南与新西兰南岛发生碰撞,导致北岛发生顺时针旋转。该区域为研究俯冲带地幔楔变形,理解俯冲过程中地幔物质运动及其动力学过程的理想场所。本研究利用近震(深度范围在70～150km) S波分裂计算获得了北岛弧后塔拉纳基地区的地幔楔各向异性特征,结果显示快波方向和延迟时间在空间上存在一定的变化。深度在120km之上的地震对应的快波优势方向为NE—SW,近似平行于海沟走向,反映了地幔楔中平行于海沟方向的地幔流动引起的橄榄岩晶格优势排列;而120km之下地震主要集中在塔拉纳基地区北部,快波方向为NNE—SSW向,且延迟时间随深度增大而增加。由于太平洋板块俯冲到100～150km处的俯冲角度急剧变陡至近似直立,引起深部地幔楔强烈变形。因此,推测弧后北部深度>120km地震的NNE—SSW快波方向可能是受到地幔楔中平行于海沟走向的地幔流动,以及俯冲角度变陡而使深部地幔楔强烈变形的共同作用的结果。弧后北部地幔楔深部的拉张作用更为强烈,是造成各向异性在空间上变化的主要原因。