CMIP6海洋模式比较计划（OMIP）概况与评述

海洋模式比较计划（OMIP）是第六次国际耦合模式比较计划（CMIP6）中的一个支撑子计划。OMIP致力于CMIP6中模式系统偏差来源及其影响这样一个重要科学问题。同时,OMIP也将在区域海平面变化和近期气候（未来10~30 a）或者年代际气候预测的相关科学问题上有重要贡献,这些问题被世界气候研究计划（WCRP）列为气候科学领域巨大挑战的科学问题。OMIP采用统一的大气外强迫数据集和通量计算方案,进行全球海洋-海冰耦合试验、示踪物试验以及生物地球化学循环试验。同时,OMIP提供了一套针对海洋变量的详细的诊断框架,这个框架既可以评估和改进模式模拟,也可以用于理解海洋-海冰过程在整个气候系统中的作用。     

热带海洋盐度障碍层多尺度变异机理及其对海气相互作用的影响研究进展

在上层海洋,受盐度的影响,温度均匀层和密度均匀层并不一定重合,出现温跃层顶界深度明显大于密度跃层顶界深度的现象,即产生盐度障碍层.重力稳定度较高的障碍层对上层海洋热量的垂直交换具有“热障”作用,使混合层和温跃层无法进行有效的热量交换,导致局地海洋上混合层偏暖,从而影响局地海气相互作用乃至全球气候变化.得益于全球海洋观测计划的实施,近20年来科学家已逐渐认识到盐度在海洋环流和气候变化中的重要性,因此盐度障碍层在上层海洋热量收支中的作用等科学问题已成为物理海洋学的前沿研究热点.以障碍层多尺度变异为中心,围绕影响和调控障碍层变异的关键海洋过程,以及障碍层通过海气相互作用影响天气、气候尺度变异的过程和机理等关键科学问题,综述了近几十年来有关热带障碍层的研究进展.重点总结了以下3个方面的进展:全球不同热带海域障碍层的空间结构和多尺度变异特征;海洋动力过程和大气热力过程在障碍层变异中的作用及其机理;障碍层与天气、气候事件及海洋生物相互作用的关键过程和机理.强调了障碍层变异的海洋—大气耦合过程及其气候效应,最后提出了尚需解决的关键科学问题.     

大气变率对北极地区近期海冰变化趋势影响数值模拟研究

为研究近期21年(1989—2009年)北极地区海冰变化原因,本文利用欧洲中期天气预报中心ERA-Interim数据集资料和美国麻省理工学院MITgcm全球海冰-海洋耦合模式开展了不同大气强迫条件下海冰变化的数值模拟研究.研究工作中共设计了6个数值试验,除1个试验全部采用1989—2009年每日4个时次的大气强迫场外,其余5个试验各有一种大气强迫(地表气温、地表大气比湿、向下短波辐射通量、向下长波辐射通量和地表风)采用1989年月平均结果.分析了各模拟试验结果中3月和9月北极地区海冰面积的年际变化特征及最小二乘拟合意义下的线性变化趋势,并以ERA-Interim结果为参照标准对各模拟试验结果进行了对比和检验,以说明不同大气强迫量变率对海冰变化的作用.结果表明:地表气温变率和向下长波辐射通量变率是造成海冰面积减少的主要原因;向下短波辐射通量变率对海冰面积变化影响几乎可以忽略;地表大气比湿变率对海冰面积线性变化趋势影响较小,但对海冰面积年际变化特征有调制作用;地表风变率对海冰季节变化、海冰面积线性变化趋势及年际变化特征均有明显影响,说明提高大气风应力精度是改善海冰数值模拟结果的重要手段.     

江油国家地质公园地质遗迹景观资源特征及评价

江油国家地质公园特色突出,地质遗迹景观品质高、互补性强,配套性好,具有极高的科研、观赏和旅游开发价值。本文在资料收集和实地考察的基础上,总结了江油国家地质公园地质遗迹景观资源的特征,划分了地质遗迹景观的类型,并对地质公园内主要的地质遗迹景观进行了定性和定量评价。该地质公园地质遗迹景观主要有岩溶洞穴、岩溶漏斗、泥盆纪标准地层剖面和古生物化石,以及山岳、峡谷地貌等,其中属国家级地质遗迹景观的有11处,省级地质遗迹景观的有12处。      

利用内切圆内插等高线的算法

等高线内插在地图自动综合、地图数字化、三维地形重建等过程中都具有重要意义。许多等高线内插算法在等高线急剧变化以及闭合等高线处存在问题。在分析已有等高线内插算法优缺点的基础上,提出了一种等高线内插算法。该算法以等高线上的节点为圆心,建立与相邻等高线之间的内切圆来探测相邻等高线之间的空间关系,并获取等高线间的辅助线,进而内插出等高线,一方面弥补了已有等高线内插方法中的问题,另一方面有效提高了等高线内插的速度和质量。通过与其他内插算法之间的实验对比分析,验证了本方法的科学性和先进性。     

FGOALS高分辨率气候模式系统模式研制与应用综述

当今气候系统模式发展的重要趋势之一,是通过提高模式的空间分辨率,改进对气候系统中多尺度相互作用过程和极端事件的模拟能力。过去5年里,中国科学院大气物理研究所发展并完善了25 km分辨率大气环流分量模式FAMIL2.2、1/10°分辨率海洋环流分量模式LICOM3.0,并以此为基础建立了高分辨率气候系统模式FGOALS-f3-H。利用上述高分辨率模式,开展了大量的数值模拟试验和预报/预测研究,其中包括国际耦合模式比较计划第六阶段（CMIP6）的高分辨率模式比较子计划（HighResMIP）,建立了海洋环流预测系统（LFS）等。初步评估分析表明,相对于低分辨率模式,高分辨率模式对气候平均态和气候变率的模拟能力均有明显改进。其中高分辨率大气环流模式可以更好地模拟台风、极端降水事件,高分辨率海洋模式可以更好地模拟海洋中尺度涡旋和西边界流,而高分辨率耦合模式则可以更好重现中尺度海气相互作用过程、热带不稳定波动（TIW）等事件。     

冀东高家店金矿床成因:来自金及载金黄铁矿化学成分、流体包裹体和氢氧硫同位素的证据

高家店金矿床位于华北克拉通北缘冀东矿集区中部,为典型的蚀变岩型金矿床,少部分为石英脉型,赋存于高家店岩体的花岗岩和闪长岩内,受断裂构造控制。为了探讨高家店金矿床的成因,文章对其开展了详细的矿床地质特征、金及载金黄铁矿化学成分、流体包裹体和氢氧硫同位素研究。结果表明,高家店金矿床热液成矿期包括4个阶段,其中Ⅱ和Ⅲ阶段为金的主要成矿阶段。黄铁矿是金的主要载体矿物,金矿物为自然金和银金矿,以独立的金矿物的形式赋存于黄铁矿中。主成矿阶段黄铁矿Fe和S含量及Fe/S元素比值揭示金矿床具有岩浆热液型的特征。主成矿阶段流体包裹体类型以富液相的两相H₂O溶液包裹体为主,其次为含CO₂三相包裹体,属中温、中低盐度流体。不同成矿阶段的流体δ¹⁸O_H2O值为1.82‰~5.60‰,δD值为-83.3‰~-55.3‰,指示流体主要来自岩浆水,并有少量大气降水混入。主成矿阶段黄铁矿δ³⁴S值为2.40‰~5.61‰,显示地幔硫或岩浆硫特征,揭示成矿物质硫主要来自于深部岩浆。综合研究认为,高家店岩体的多期次岩浆侵入活动为金成矿提供了充足的热源及成矿流体,因而高家店金矿床成因类型为岩浆热液型。     

运用CSEOF方法分析南海表面温度季节与年际变化

本文基于粗分辨率卫星数据和中尺度分辨率ROMS模型数据,通过一种较新的循环平稳经验正交函数(CSEOF)方法,分析南海表面温度的季节变化与年际变化,其中南海表面温度的第一模态和第二模态分别代表南海温度的季节变化信号和随ENSO变化的信号。卫星与模型的第一模态的空间分布较为一致,南海北部相对南部具有更强的季节变化,第一模态时间序列主成分与Nino3指数具有一定相关性,但相关系数小于30%。卫星与模型第二模态时间序列主成分与Nino3相关性较高,均大于50%,落后Nino3指数7个月。通过对比模型与卫星结果发现,中尺度过程的引入仅使第二模态空间分布更为复杂,而对第一模态的季节变化及与ENSO信号的相关性并没有显著影响。赤道太平洋温度异常通过大气环流无延迟的影响南海的云层覆盖和蒸发,进而影响南海表面的短波辐射和潜热通量,混合层中垂向混合和夹带过程可能是阻碍南海表面温度过快响应净热通量改变的原因。     

黑潮入侵优化对南海北部中尺度涡旋模拟的影响

基于高分辨率海洋环流模式，通过比较吕宋海峡处地形优化后的黑潮入侵形态和强度不同的试验，我们研究了黑潮入侵优化后对南海中尺度涡模拟的影响。我们发现黑潮入侵的减弱导致了涡旋活动的减弱，这使得模式结果与观测结果更为相近。在这种情况下，模式模拟的吕宋海峡西部及北部陆坡区域的涡动动能明显减弱。模式涡动动能的减弱与模式反气旋式涡数量的减少和气旋式涡强度的减弱有关。涡动动能收支的分析进一步表明，黑潮入侵的优化将通过改变水平速度切变和温跃层斜率来改变涡动动能，而这两个参数分别与正压和斜压不稳定性有关。前者在模式涡动动能减弱中起着更为重要的作用，而黑潮入侵导致的涡动动能的水平输送对吕宋海峡西部区域的能量收支同样起着重要的作用。