关于复合型极端事件的新认识和启示

近年来,极端天气气候事件频繁发生,且常常表现为多种事件交织形成的复合型极端事件。为了更好地认识复合型极端事件,IPCC AR6基于现有的新证据评估了复合型极端事件的最新研究成果,并取得一些新认识：扩展了有关复合型极端事件的定义,重点围绕高温干旱复合型极端事件、复合洪水和野火,评估了复合型极端事件的变化特征,探讨了复合型极端事件多因子之间的依赖性,对人类活动的影响进行了归因分析并给出了未来可能的变化。这些评估结果丰富了对复合型极端事件的基本认识。但根据现有的评估可以发现,目前在复合型极端事件发生发展机理认识方面还存在不足;同时,未来仍需进一步完善跨学科跨部门跨区域研究,加强对复合型极端事件形成机理、预估及其对生态系统,经济社会影响风险的评估,提高对区域气候变化的适应能力。     

中国北方烧变岩的分布、特征及研究意义*

中国北方烧变岩分布广泛,见于以昆仑山—秦岭—大别山为界的中国北方地区多个沉积盆地边缘,但地质学家对其研究较为薄弱。野外调查显示中国北方烧变岩主要以4种方式分布: (1)大面积连片分布,(2)沿山脉走向的线状分布,(3)沿河流下切河谷分布,(4)为第四系黄土覆盖。烧变岩主要为侏罗系、石炭—二叠系煤层自燃所致。各类型的烧变岩在中国烧变岩区不同程度发育,具瓷化结构、白化结构、烧熔结构、残余构造、气孔构造、微柱状节理、角砾状构造、垮塌构造、裂缝充填等结构和构造。其颜色以砖红色、赭红色、棕色、钢灰色最为典型,岩石中发育鳞石英、方石英、堇青石、铁堇青石、莫来石等典型高温矿物。中新世以来,中国西部、北部地区构造活动强烈,干旱气候加剧,烧变岩也主要形成于这一时期,但煤层自燃与构造运动、环境变化、古野火事件的耦合关系还鲜有提及,其所蕴含的各种地质信息值得在今后的研究中予以关注。     

多模型耦合下的植被冠层可燃物含水率遥感反演

植被冠层可燃物含水率FMC(Fuel Moisture Content)是评估野火风险及估算火灾蔓延速率的重要指标。以中国西部6个典型研究区为例,基于辐射传输模型,利用Landsat 5 TM及Landsat 8 OLI遥感数据,开展草原、森林冠层FMC定量反演研究。为克服基于物理模型的病态反演问题、FMC自身的弱敏感性问题及西南森林多具复杂的双层冠层结构问题,研究中考虑了模型参数之间的相关特征,使用多波段遥感数据及耦合辐射传输模型等方法。反演结果显示,总体植被冠层FMC反演精度R~2为0.64,RMSE为44.86%,其中草地冠层FMC的反演精度(R~2=0.64,RMSE=47.57%)略低于森林冠层FMC的反演精度(R~2=0.71,RMSE=30.82%)。为进一步论证该反演结果对野火风险评估的有效性,研究中选取并分析了2011年3月2日于云南大理白族自治州剑川县金华镇金和村森林火灾爆发前、爆发时及灾后该区域植被冠层FMC的变化特征。结果显示,火灾爆发时该地区植被冠层FMC明显低于火灾发生前后(约一月时间)植被冠层FMC,证明了本文FMC反演结果对野火风险评估的有效性。     

渭河流域全新世环境变化与野火活动记录

渭河流域位于我国半干旱—半湿润季风环境敏感地带,保存其黄土-土壤地层的木炭屑提供了全新世以来的野火历史和气候变化的记录。通过对甘肃合水马家塬(MJY)和陕西扶风蒋阳村(JYC)全新世黄土-土壤剖面的磁化率、TOC、木炭屑研究分析表明:末次冰期11500aBP之前,渭河流域气候干旱,自然野火频繁发生,荒漠草原植被从内蒙古南部扩展到渭河流域;全新世早期(11500～8500aBP)野火发生频率大大降低;全新世适宜期(8500～3100aBP)气候温暖湿润的森林草原或混交森林景观环境下野火发生几率明显下降,但不同地点人类活动引发的火灾存在区域差异。全新世晚期近3100a以来,气候向干旱化发展,加之人类土地利用活动加剧,生物量燃烧的规模大范围增加,人为引发火灾比自然发生火灾更为普遍,从而导致土地资源退化,造成渭河流域北部旱作农业衰退和游牧部落的入侵。1500aBP以后,野火发生频率大大降低,可能由于渭河流域南部荒地已开垦殆尽,农田人工景观已基本建立,北部半农半牧经济也已确立,不再进行大规模放火烧荒,因而木炭屑浓度大幅度减少。     

陇东黄土高原北部全新世野火历史的木炭屑记录

全新世黄土-古土壤剖面保存的木炭屑记录了野火和自然景观演变的过程,本研究通过野外考察采样和磁化率、TOC、木炭屑的实验分析探索陇东黄土高原北部地区全新世野火的历史。研究结果表明:11500aB.P.之前末次冰期,气候干旱,在半荒漠草原植被条件下,自然野火频繁发生;全新世早期（11500～8500aB.P.）野火发生频率大大降低;8500～3100aB.P.为全新世气候适宜期,气候相对比较湿润,生物风化成壤作用强烈,呈现森林草原景观,野火发生几率明显下降,但在古土壤形成早期,木炭屑峰值反映有野火频繁发生,这可能是新石器时代早期老官台文化（8000～7000aB.P.）时期人类用火及其放火烧荒开垦农田等活动的结果;全新世晚期气候向干旱化发展,具有游牧性质的寺洼文化（3250～2650aB.P.）出现在陇东北部黄土高原地区,有一定野火活动。1500aB.P.以后,木炭屑浓度大幅度减少,反映野火很少发生,可能由于本地区半农半牧土地利用方式已经确立,人工-自然复合生态景观形成。     

柴达木盆地北缘中侏罗统石门沟组煤中多环芳烃分布特征及其地质意义

多环芳烃(PAHs)是古环境、古野火以及古气候的重要地质记录,本文通过气相色谱质谱法(GC- MS)研究了柴达木盆地北缘中侏罗统石门沟组煤中多环芳烃分布特征,检测出一系列二环至七环芳烃化合物,包括高等植物衍生多环芳烃(卡达烯、6- 异丙基- 1- 异己基- 2- 甲基萘、惹烯、西蒙内利烯以及二氢惹烯)和燃烧衍生多环芳烃(荧蒽、芘、苯并\[a\]蒽、、苯并荧蒽、苯并\[e\]芘、苯并\[a\]芘、茚并\[cd\]芘、苯并\[ghi\]苝和晕苯)等。这些多环芳烃的检出表明石门沟组煤沉积于具有显著陆源高等植物输入的微咸水湖沼环境,成熟度较低(平均随机反射率为056%)。石门沟组煤中高等植物衍生多环芳烃以极高的惹烯含量为特征,且存在较高丰度的西蒙内利烯和二氢惹烯,卡达烯丰度极低,反映出成煤期陆地植被类型以松柏类植物的针叶林为主,气候温暖湿润。同时,煤中丰富的燃烧衍生多环芳烃证实了柴达木盆地北缘中侏罗世存在广泛的陆地古野火,较高的大气氧气浓度(256%)可能是该时期野火频发的一个重要诱因。本次研究为柴达木盆地中侏罗世古野火事件的研究提供了重要的分子化石证据,也是对中侏罗世古环境和古气候研究的有益补充。     

鄂尔多斯盆地侏罗纪煤中古野火事件及其对古气候的影响

[研究目的]野火是陆地生态系统的一个重要组成部分,燃烧产生的温室气体会对气候环境产生影响.对地史时期古野火的研究可以获得野火对生态系统的潜在长期影响.[研究方法]采集了鄂尔多斯盆地侏罗纪延安组5个主采煤层的56个样品,并对其进行了宏观煤岩观察、煤岩显微组分定量、惰质组反射率测定、微观形貌观察.[研究结果]结果显示在煤层...     

野火蔓延灾害风险评估研究进展

野火灾害对区域生态系统和全球气候系统造成了严重影响,野火灾害风险评估和火蔓延研究对防火、灭火具有重要意义.本文对国内外可燃物模型、可燃物类型图的制作方法,野火蔓延模型、蔓延的计算机模拟技术和火灾风险评估的最新研究状况和发展趋势进行了综述,并提出对野火灾害风险评价的理论框架.综述分析表明:①基于遥感信息和地面调查数据,建立较完善的可燃物模型,为全球或区域火灾风险评估、火蔓延研究提供有效数据信息成为必然趋势;②利用地球空间信息技术,计算机技术和数学方法解决火灾模拟海量数据问题.实现火行为的实时、动态模拟仿真的监测系统和网络信息发布系统:③结合可燃物模型,蔓延模型评价火灾区域的脆弱性和致灾因子,利用"灾害风险评估"的理论和方法对野火灾害风险进行综合评估.④我国应建立集成化、实用化、多维化、标准化的野火蔓延的模型体系、决策支持系统和国家火险等级系统,为我国野火火灾的预测与防御提供科学依据.     

蒙古东部野火时空格局及其影响因素

基于MCD64A1过火迹地产品、土地覆盖、植被指数和气候等数据,采用空间统计分析和相关分析方法研究了2001—2017年蒙古东部野火时空动态及其影响因素。结果表明：（1）4—6月是野火发生最主要的时段,10月野火灾害也较严重,特别集中于年内第107—127、145—189、279—301日3个时段;2001—2017年,蒙古东部野火过火面积年际间波动较大,2003、2007、2011、2012、2015年是野火发生的高峰年。（2）从野火发生的空间格局看,野火灾害主要发生在东方、肯特、苏赫巴托尔、色楞格、中央省;草原火是蒙古东部主要的过火类型。（3）过火面积主要受降水、温度和植被状况影响;3月过火面积主要与3个月累积的干旱状况有关,而6、7月过火面积主要与当月温度相关,9月过火面积主要受当月降水量影响;在季节尺度上,春季过火面积还与前一年秋季植被状况显著相关,冬季过火面积与当季地表温度呈显著正相关。（4）大气环流与蒙古东部的野火发生、蔓延密切相关,4月过火面积主要受3个月累积北极涛动影响,7月过火面积主要受3个月累积太平洋十年涛动影响,9月过火面积主要受火前北大西洋涛动影响,而11月过火面积主要受3个月累积南方涛动和太平洋十年涛动影响。年尺度上的过火面积主要受北大西洋涛动显著影响。