西北太平洋海区年际至十年际海面变化尺度耦合与波动转型

利用多通道奇异谱分析(MSSA)等多尺度分析方法,对西北太平洋海区14个站位验潮序列的年际到十年际尺度海面波动的时空特征进行探讨.结果表明:2.5a周期和4.5a周期在振幅与相位上表现出与ENSO指数波动的尺度耦合,并存在显著的由低纬向高纬的振幅、能量递减的纬向传递特征.4.5a周期和8a周期与PDO变化同样表现出一定的尺度耦合波动,高纬各站位海面波动也表现出一定的自东向西的径向传递.在空间维上,PDO作用下的传播型波动的响应范围明显小于ENSO事件,反映了二者驱动机制的差异.该海区约在1973年和1998年左右发生过两次明显的海面波动转型,并与太平洋年代际涛动(PDO)存在一定关联.     

神农架石笋记录的近200年东亚季风变化及其ENSO响应

通过湖北省神农架永兴洞石笋(编号:YX92)230Th年龄和纹层计数年代学研究,建立了1788AD-1956AD时段年际分辨率石笋氧同位素序列。该序列δ18O值变化范围为-9.70‰~-7.87‰,最大振幅约达1.83‰,呈现显著的年代际尺度振荡旋回特征。功率谱分析结果揭示存在显著的60~70年准周期信号。该记录与同区域和尚洞石笋δ18O曲线具有很好的重现性,说明其可能受控于共同的气候因子,指示了东亚夏季风大尺度环流特征。将石笋重建的东亚夏季风指标与全印度夏季降水量指示的印度夏季风指数对比,结果显示两者在年代际旋回特征上具有很好的相似性,但是呈反相位关系。进一步与ENSO指数对比,发现东亚夏季风年代际尺度变化与ENSO存在密切联系,表现为东亚夏季风增强,对应于ENSO暖期,反之亦然。因此,东亚季风与印度季风在年代际尺度上的反相位关系可能源于两者对ENSO机制的不同响应。     

西北干旱区阿克苏河径流对气候波动的多尺度响应

基于阿克苏河流域1960~2010年的气象、水文观测数据,利用集合经验模态分解（EEMD）方法,对研究期内阿克苏河径流时间序列进行多尺度的分析,并探讨其在不同时间尺度上的振荡模态结构特征及其对气候因子的多尺度响应。结果表明：① 近50年来,阿克苏河年径流整体上呈现出显著的非线性增加趋势,且其变化在年际尺度上表现出准3 a和准6~7 a的周期性波动,在年代际尺度上表现出准13 a和准25 a的周期性变化;② 各周期分量的方差贡献率表明,年际振荡在径流长期变化中占据主导地位,年代际尺度在径流变化过程中也起着重要作用。重构的径流年际变化能够较为详细地描述原始径流序列在研究时期内的波动趋势,重构的径流年代际变化则有效揭示了阿克苏河径流在不同年代丰、枯水期交替出现的状态。③ 在年际尺度上径流与气温、降水和潜在蒸发都表现为不显著的正相关关系,而在年代际尺度上,径流量与气温和降水均表现为显著的正相关关系,与潜在蒸发表现为显著的负相关关系,且在年代际尺度上相关性和显著性明显强于年际尺度,表明年代际尺度更适于评价径流对气候波动的响应。结果表明EEMD是一种甄别非线性趋势和尺度循环的有效方法。     

长江流域径流量变化过程及其对ENSO和PDO的响应

根据宜昌站、汉口站和大通站的径流量数据,运用M-K检验和小波分析等方法,对1900年以来长江流域径流量的趋势和周期变化进行分析,探究径流量变化对厄尔尼诺?南方涛动（ENSO）和太平洋年代际振荡（PDO）的响应。结果表明：1900 年以来长江流域径流量呈显著的减少趋势,并具有2~8 a的年际周期变化和14~17 a的年代际周期变化。流域径流量与ENSO具有相同的2~8 a周期变化,在El Ni?o发生期,径流量较低,在La Ni?a发生期,径流量较高。14~17 a的周期变化与PDO相关,在暖位相期径流量偏少,在冷位相期径流量偏多。PDO影响着ENSO和径流量之间的相关性,在暖位相期,El Ni?o对径流量的影响增强,在冷位相期,La Ni?a对径流量的影响增强。因此,在分析和预测流域径流量长时间尺度上的变化时要综合考虑ENSO和PDO的影响。     

黄河流域降水格局及影响因素北大核心CSCD

黄河流域位于干旱、半干旱与半湿润过渡地带,是中国重要的经济地带和生态屏障,研究流域降水时空格局及其对多驱动因素的响应具有重要意义。本文分析了近70年降水的时空格局规律、多尺度特征以及降水对不同气象要素与环流因子的响应。结果表明:黄河流域降水量呈下降趋势,降水变率为-0.88 mm/10a,而上游地区呈增加趋势。流域降水存在显著的年周期尺度;年际周期尺度为主导模态,集合经验模态分解(EEMD)的累积方差贡献率为94.85%。偏小波相干性(PWC)分析表明蒸散量为降水多尺度特征的主导气象因素,气象因素主要调制降水的季节性与年周期,环流因子主导降水的年际和年代际周期;不同类型因素的耦合可以增强对降水在所有周期尺度的解释能力。     

清代云南雨季早晚序列的重建与夏季风变迁

根据以档案为主的历史文献资料逐年进行考订,复原了云南1711~1911年间的雨季早晚序列,并利用多种资料进行了检验。分析表明,云南雨季开始期年际和年代际的波动都较剧烈,还存在年代际尺度以上的长时间尺度波动。雨季开始期从18世纪初逐步转向偏早,19世纪又转向偏迟,到20世纪又偏早,这在一定程度上反映了夏季风的长期变迁。云南雨季开始期存在明显的准3年和11.3年周期,准3年周期可能和El Nino事件的准3年周期有关,11.3年周期明显和太阳活动的11年周期有关。同时发现,El Nino事件对云南雨季的开始期有重要的影响,在El Nino年云南雨季开始期主要为偏迟或正常,但这种影响存在明显减弱的时期,可能意味着ENSO事件对亚洲夏季风的影响存在某种震荡。     

1766年以来黄河上中游汛期径流量变化的同步性

依据清代陕县万锦滩志桩水位记录和阿尼玛卿山祁连圆柏树轮,分别重建器测资料之前的三门峡和唐乃亥黄河汛期径流量,得到1766~2000年河源与中游年际分辨率的汛期径流量序列。中游与河源段流量都存在着具有明显阶段性的4~6 a周期和50 a周期,前一周期在1820年代前后与1960年代前后一致,而后一周期则基本贯穿两流量序列的置信区间之内。交叉小波分析显示,两者在年代际尺度上相关性最好,而在年际尺度上,则有非常明显的中游变化滞后于河源3~5 a的现象。年代际规模上黄河上中游的枯流首先是自然变化的结果。     

江苏沿海海面的多尺度波动过程和趋势预测

以江苏沿海处于长江三角洲持续徐缓沉降区的3个验潮站为研究对象,综合运用EMD方法和SSA方法进行海面波动的过程和趋势分析。通过迭加EMD提取的长期趋势和长周期组分获得修正的长期趋势,利用SSA对剩余组分进行分解,获得各站位小尺度的海面波动周期序列,各站位间均能较好的对比。在此基础上,针对修正的长期趋势分量,建立未来海面变化趋势的预测模型,对各站位未来百年相对海面变化的上升值进行预测和对比。     

基于EEMD方法的全新世亚洲季风石笋氧碳同位素对比研究

采用集合经验模态分解方法(EEMD),对贵州省董哥洞全新世石笋δ~(18)O、δ~(13)C记录进行多尺度分解,分别获得8、9个本征模分量。在254 a以下尺度上,石笋δ~(13)C和δ~(18)O的本征模分量基本一致,其中254 a和116 a两个周期都类似于大气Δ~(14)C表征的太阳活动周期,表明植被生产力和低纬水汽都受控于太阳活动。同一周期对应的δ~(13)C振幅几乎是δ~(18)O的2倍,说明洞穴地点的土壤生产率放大了太阳活动的初始信号。526 a周期对石笋δ~(13)C贡献最大(~20%),与北大西洋深层水体550 a周期一致,可能的机制是北半球高纬气候通过西风带影响了东亚大陆的环境变化。石笋δ~(13)C的趋势分量变化平稳,明显不同于δ~(18)O的趋势分量,表明洞穴地点的土壤生产率并不直接响应于轨道尺度的太阳辐射变化。     

低纬高原地区降水量资源年际变化的特征时间尺度及其时空演变

应用三维数据的时间小波变换方法,分析研究了低纬高原地区降水量资源在年际变化上的特征时间尺度及其时空演变。结论为：低纬度高原地区降水量资源在年际变化上的特征时间尺度分别约为2a、7a和15a。2a、78和158特征时间尺度的较大振幅能量活动区,分别主要位于滇西北到滇东南、滇东北到滇西南和滇中一带。与2a特征时间尺度相对应的较大振幅能量活动中心纬度的降水量,表现出了明显的东西向波动的时间演变特征,而与78和158特征时间尺度相对应的较大振幅能量活动中心纬度的降水量,则表现出了在东西向较为稳定少变的时间演变特征。与2a特征时间尺度相对应的较大振幅能量活动中心经度的降水量,也表现出了明显的南北向波动的时间演变特征,而与7a和15a特征时间尺度相对应的较大振幅能量活动中心经度的降水量,则表现出了一种明显向南移动的时间演变趋势。     

1986―2008年广东沿海海平面变化趋势

根据1993-2008年TOPEX和Jason-1观测的南海海面高度资料和1986-2008年广东省沿海验潮站潮位资料,分析南海绝对海平面及广东沿海相对海平面变化趋势,结果显示:近16年南海(绝对)海平面平均上升率为4.5 mm/a,近23年广东沿海相对海平面上升率为2～3 mm/a,较南海绝对海平面上升率低1～2 mm/a:月平均海平面及年平均海平面变化均存在极强的同步性,在年平均海平面变化中,验潮站的最高值一致出现于2001年.预估未来30年南海海平面比常年升高9～17 cm.海平面上升将加剧珠江口感潮河段的咸潮灾害.     

基于验潮数据的西北太平洋区域海面变化预测

区域海面变化研究受到验潮站数据时段不一致、空间分布不均匀及影响要素复杂性和不确定性等因素制约。本文基于西北太平洋海域22 个站位的验潮数据,应用RegEM及MTM方法探讨其多尺度波动过程的时空差异,基于空间邻近性及有序聚类方法,将区域海面变化划分为5个区段(渤海-黄海北部沿岸、黄-东海中国沿岸、东海海域日本沿岸、东海南部沿岸以及南海西北部沿岸),进而利用MGF方法对各站位进行中长期的统计预测,并结合主成分方法进行区域综合。结果显示各区2001-2030 年的海面变化平均速率分别为：1.23~1.27 mm/a,3.30~3.34 mm/a,2.72~2.76 mm/a,1.43~1.47 mm/a和1.13~1.15 mm/a,而区域海面上升速率为2.01~2.11 mm/a。     

基于SSA和MGF的海面变化长期预测及对比

海面变化预测受到建模思路、方法选择、数据长度及数据质量等因素的影响,导致了海面变化预测的不确定性。本文以国内6个验潮站自20世纪50年代以来的月平均潮位序列为基础,采用奇异谱分析(SSA)与均值生成函数(MGF)模型相结合的方案,以各站位最初20余年数据为基础建立预测模型,以后续年份的实测数据进行了多方案对比验证及检验。预测试验显示MGF模型具有较高的预测精度,并表现出较好的长期预测的稳定性特点。以SSA去噪序列为基础,应用MGF模型预测了各站位至2050年的月尺度海面值,年均值计算结果表明至2050年海面波动上升的幅度不超过20cm,海面变化速率同样表现出阶段性和波动性。与前人相关研究成果对比表明,本文所采用的SSA与MGF相结合的预测结果具有可比性,在方法原理和验证结果上看具有较好的长期预测潜力。     

近百年广东沿海海平面变化趋势

为预估本世纪末广东海平面的可能上升量,从探讨近百年来广东海平面上升率的阶段性变化入手,通过对广东沿海验潮站潮位观测资料的统计分析,得出广东沿海海平面近86年(1925-2010年)、近40年(1970-2010年)和近20年(1993-2010年)的上升率分别为2.1 mm/a、2.5 mm/a和3.2 mm/a,存在加速上升的趋势,并与全球大体呈准同步变化.20世纪90年代以来,广东沿海海平面上升和热带西太平洋的海平面出现突变上升有密切关系.     

1960―2013 年华南沿海海洋站SST 变化及其影响因子

根据 1960―2013 年华南沿海 7 个海洋站的实测海表温度（SST）及全球平均表面温度、太平洋年代际涛动（PDO）、ENSO、南海高压、华南沿海近海面风速等资料,采用线性回归、Yamamoto 突变检验、小波分析、相关分析等方法,研究了近 54 a 华南沿海 SST 时空变化及其影响因子,结果表明：1）近 54 a 华南沿海的年平均 SST呈准同步变化和显著增暖趋势,其气候倾向率为 0.08~0.17℃/10 a,平均为 0.12℃/10 a,以冬季增暖最为显著;2）SST 变化在 1997/1998 年出现突变现象;3）SST 变化有多时空尺度的变化特征,其中最显著的变化周期是 2~4 a的年际变化;4）SST 变化深受 ENSO 事件的影响,约滞后于 MEI 指数 2~4 个月;5）影响 SST 变化趋势的主要因子有全球气候变暖、PDO、南海高压、华南沿海近海面层风速等。     

香港地区晚第四纪环境的几个问题

香港的“潜在”植物区系及顶极植被与爪哇及印度相似。香港的红树林组成逊于海南但胜于闽南。Ｑ３＾２海相层中有现今仅见于海南的陆均松和海松。Ｑ４海相层中有红茄冬、角果木、榄李，而现今仅见榄李。中全新世香港有海滩岩发育。上述现象表明香港属于热带北部，历史上热带性比今更强。香港及邻近海域１１个剖面揭示Ｑ３＾１以来有３个海相层，经历３次重大的海陆变迁。据验潮记录，近三四十年海平面上升率为１．６４±０．２５ｍｍ     

莱州湾东岸陆海相互作用与海岸缓冲区

提出了海岸缓冲区的概念。结合莱州湾东岸晚更新世以来陆海相互作用历史与近期变化,将海岸缓冲区分为古潟湖地貌限制型、开放型和人工海岸型3种基本类型,在横向上划分出3个缓冲带,对海岸缓冲区的结构与功能及缓冲区范围进行了研究。本研究对防范海岸带地质灾害、减轻灾害损失与海岸带资源与环境的可持续发展将起到积极的作用。     

1979—2013年南大洋海冰变化特征及与典型气候变化因子的相关性分析

全球气候变化导致的南大洋海冰变化已引起广泛关注,基于近35年来该区域海冰覆盖范围的时空变化规律,运用Pearson相关和聚类分析等方法,探讨多元厄尔尼诺指数（MEI）、海洋尼诺指数（ONI）以及臭氧空洞面积气候变化因素与海冰覆盖范围的关系。南大洋海冰呈1.1%（±0.6%）小幅度增长,近5年印度洋海域海冰增长最快。1—6月别林斯高晋/阿蒙森海域、6—9月和11月威德尔海域海冰的多年变化趋势均为负增长。在南大洋5大片区中海冰与气候变化因子的关系不同,其中ONI影响别林斯高晋/阿蒙森、威德尔、印度洋、罗斯海海域;MEI主要影响印度洋和罗斯海海域;臭氧空洞主要影响罗斯海和威德尔海域。海冰变化对气候变化的响应存在不同程度的滞后性。     

《地理科学》征稿简则

Tidal gauge records are collected from three tidal stations in Lingdingyang Estuary. Fourier transform and inverse fourier transform are used to eliminate the components that periods are less than 4a from monthly mean time series. The secular trends of sea level are determined by means of linear regression of low-passed time series. The empirical orthogonal function (EOF) is used to analyse the spatial and temperal characteristics of sea level change in Lingdingyang Estuary. The average rate of sea level change in Lingdingyang Estuary, which is estimated by the time series of the main mode, is 0.89 mm/a.     

珠江口伶仃洋海平面变化趋势研究

根据珠江口伶仃洋三灶,赤湾,香港三个站的验潮记录,应用傅氏变换方法对月均潮序列先做离散傅氏变换,并将周期小于４ａ的波动幅设为零,再进行反傅氏变换,以消除小于４ａ的周期波动对确定海平面变化趋势的影响,最后由低通序列一元线性回归分析确定穆江口各站的海平面变化趋势。