GRACE估算陆地水储量季节和年际变化

利用最新公布的GRACE GFZ RL04数据,分析了2003年1月～2007年12月全球27条流域和陆地水储量的季节性和年际变化.结果表明,相近流域季节性变化相位接近.2003年1月～2007年12月陆地水储量季节性变化为1572.4 km3,其中变化最大流域为亚马逊河,其次分别为鄂毕河、尼罗河和尼日尔河等流域.5年来 GRACE陆地水储量的年际变化为-75.4±40.3 km3/a,其中亚马逊河、勒拿河和马更些河等流域的年际变化呈现正增长,而刚果河、密西西比河、恒河、育空河和雅鲁藏布江等流域则相反.GRACE与GLDAS数据均表明2006年后陆地水储量年际变化存在明显增加.     

青藏高原热状况和海温异常对亚洲季风季节转换年际变化的影响

本文根据季节转换前后副高脊面附近经向温度梯度变号的本质,利用相关分析和合成分析等方法研究了季节转换年际变化与外部影响因子的联系. 结果表明,冬春季青藏高原热状况和ENSO（El Nio/Southern Oscillation,厄尔尼诺/南方涛动）是决定亚洲季风区季节转换年际变化的主要因素. 当冬、春季海温呈现El Nio异常时,Walker环流减弱,于是西太平洋暖池区对流活动受到抑制,而赤道东太平洋对流活动加强则强迫赤道印度洋地区产生绝热下沉运动,使得印度洋地区大气偏暖,结果增大了南北向温度梯度,季节转换往往偏晚. 反之,季节转换偏早. 初春高原上空对流层中高层的气温异常对于判断季节转换迟早有很好的指示意义.     

热带季节雨林碳通量年变化特征及影响因子初探

为深入分析西双版纳热带季节雨林碳通量年变化特征及其与各种因子的关系,通过西双版纳主要自然生态系统(热带季节雨林)2003～2004年林冠-大气间和近地层的碳通量以及不同覆盖状况下的地表碳通量(土壤呼吸)的长期观测,并结合植物光合作用、叶面积指数、凋落物和凋落物分解速率以及温度、辐射等常规气象的测定,对热带季节雨林碳通量的年变化特征及其影响因子进行了综合的分析与研究.结果表明热带季节雨林的碳通量表现出和其它热带雨林不同的特征,在干季(11～4月)的林冠-大气间碳通量为负值,森林生态系统呈现碳汇效应;而在雨季(5～10月)表现出较弱的碳源效应;森林生态系统碳通量具有明显的日变化特征,在白天呈现碳汇效应,而夜间为碳源效应,并且干季昼间碳通量较大;雨季较小;夜间则呈现相反趋势.林冠植物在昼间具有较强的光合作用,对昼间林冠-大气间碳通量有较大的贡献;林冠和植物林内低矮植物的光合速率均与林冠-大气间碳通量有显著的相关关系,而林内低矮植物的光合速率与林内近地层碳通量仅在于热季存在显著的相关关系.林内不同覆盖状态的地表碳通量具有明显的季节变化;林冠-大气间碳通量与地表碳通量同样具有较好的相关性,地表碳通量是导致热带季节雨林生态系统碳通量呈现特殊分布的主要因子;另外,林冠-大气间碳通量与凋落物量、凋落物分解速率、降水量、土壤含水率和土壤温度均表现出较好的相关性.初步的统计表明,西双版纳热带季节雨林林冠-大气间碳通量在不同季节呈现不同的汇/源效应,在总体上表现为一个较弱的碳汇.     

长白山阔叶红松林CO_2通量季节和年际变化特征及控制机制

老龄林碳代谢的长期测定对于预测其在未来气候条件下的碳收支状态,减小陆地生态系统碳收支的不确定性十分重要．本研究使用连续两个生长季节(2003和2004年)的涡度相关CO2净交换通量测定和常规气象资料分析平均林龄200年的长白山阔叶红松林生态系统(128°28′E, 42°24′N,中国吉林省)FNEE及其主要成分FGPP与Re的季节和年际变化特征及环境和生物因子对其的影响．通量数据进行了平面坐标旋转,储存项和μ*修正．叶面积指数和温度分别控制着该生态系统FGPP和Re的季节动态和年际差别．水汽压亏缺和气温在更小尺度上调节生长季节的生态系统光合生产,根部水分条件显著影响生态系统冬季维持性的碳代谢过程．2003年1月至2004年12月该生态系统累计截获碳-449 g C·m-2,其中2003和2004年分别为-278和-171 g C·m-2．这两年FGPP和Re分别为-1332,-1294 g C·m-2和1054,1124 g C·m-2．这显示老龄森林可以成为强的碳汇．受环境因子调控,长白山阔叶红松林生态系统的碳代谢表现出显著的季节和年际差异．冬季该生态系统存在弱的光合作用,但总体上向大气释放CO2．春秋季节碳代谢非常活跃,但生态系统吸收和释放几乎相同数量的碳,对全年碳截获贡献并不显著．夏季碳代谢对该生态系统全年碳收支意义重大．90 d的夏季分别贡献全年66．9,68．9％的FGPP和60．4,62．1％的Re．     

长白山阔叶红松林CO2通量季节和年际变化特征及控制机制

老龄林碳代谢的长期测定对于预测其在未来气候条件下的碳收支状态,减小陆地生态系统碳收支的不确定性十分重要.本研究使用连续两个生长季节(2003和2004年)的涡度相关CO2净交换通量测定和常规气象资料分析平均林龄200年的长白山阔叶红松林生态系统(128°28'E,42°24'N,中国吉林省)FNEE及其主要成分FGPP与Re的季节和年际变化特征及环境和生物因子对其的影响.通量数据进行了平面坐标旋转,储存项和u*修正.叶面积指数和温度分别控制着该生态系统FGPP和Re的季节动态和年际差别.水汽压亏缺和气温在更小尺度上调节生长季节的生态系统光合生产,根部水分条件显著影响生态系统冬季维持性的碳代谢过程.2003年1月至2004年12月该生态系统累计截获碳-449 g C·m-2,其中2003和2004年分别为-278和-171 g C·m-2.这两年FGpP和Re分别为-1332,-1294 g C·m-2和1054,1124 g C·m-2.这显示老龄森林可以成为强的碳汇.受环境因子调控,长白山阔叶红松林生态系统的碳代谢表现出显著的季节和年际差异.冬季该生态系统存在弱的光合作用,但总体上向大气释放CO2.春秋季节碳代谢非常活跃,但生态系统吸收和释放几乎相同数量的碳,对全年碳截获贡献并不显著.夏季碳代谢对该生态系统全年碳收支意义重大.90 d的夏季分别贡献全年66.9,68.9%的FGpP和60.4,62.1%的Re.     

南海大亚湾珊瑚1977～1998年核试验14C年际变化

通过南海大亚湾珊瑚1977～1998年22个年层样品14C浓度的测定和研究, 估算出气海交换速率和扩散层厚度, 它们分别为17mol@m-2@a-1和32 μm. 珊瑚△14C年际变化主要受控于海洋因素. 在ENSO年, 南海沿岸上升流加强, 珊瑚△14C出现低值. 珊瑚△14C对于太阳辐射能量变化没有明显响应, 20多年来, 在热带能量驱动下, 尽管存在气-海相互作用和上升流活动的年间变化, 但南海总的状况和海洋热结构仍然稳定.     

Hadley环流的年际和年代际变化特征及其与热带海温的关系

利用NCEP/NCAR再分析风场资料和NOAA海表温度(SST)资料,分析了冬、夏季Hadley环流的变化特征及其与热带海温在年际、年代际尺度上的关系. 结果表明,冬季北半球Hadley环流强度具有明显的年际和年代际变化,同时还呈现出明显的增强趋势. 伴随着Hadley环流的加强,环流中心位置南移,高度上升;夏季南半球Hadley环流变化主要表现为强、弱、强的年代际振动,没有明显的线性趋势. 研究还显示冬季Hadley环流与Nino3区SST正相关,这种相关性具有年代际变化特征. 年际尺度上,冬季北半球Hadley环流与Nino3区SST正相关;夏季南半球Hadley环流与Nino3区SST负相关,即当赤道中东太平洋SST异常偏暖(冷)时,冬、夏季Hadley环流变强(弱).     

超大城市热岛效应的季节变化特征及其年际差异

本文以超大城市上海为例,分析了近50年四季城郊温差的总体变化趋势,同时利用城市化进程中4个年份(1987、1990、1997和2004年)9个气象站的气温数据,重点研究了上海地区热岛效应的季节变化特征及年际差异.结果表明,近50年来上海城郊温差逐年显著增长,年平均热岛天数频率为86.0%,年平均热岛强度为1.17 ℃,秋季热岛频率和强度高于其他季节,累积热岛强度也最大.不同时刻热岛的特征表明,夜间热岛(2∶00,20∶00时刻)累积强度在四季都较大,在春、夏季14∶00时刻热岛累积强度较大,而在秋、冬季8∶00时刻热岛累积强度较大.进一步分析表明,热岛效应的四季差异主要在于较强热岛和强热岛出现频率的差异;秋季大气最稳定的F类型比例较高可能是热岛效应更加显著的原因之一.四个年份对比分析表明,1997年之前的三个年份,热岛效应的四季差异比较显著.之后,随着年代的推移,四季累积热岛强度逐渐趋于均化,并且夏季低强度热岛有向中强热岛和强热岛转化的趋势,一定程度上反映了夏季人为热的贡献.     

长白山阔叶红松林CO2通量季节和年际变化特征及控制机制

老龄林碳代谢的长期测定对于预测其在未来气候条件下的碳收支状态,减小陆地生态系统碳收支的不确定性十分重要．本研究使用连续两个生长季节(2003和2004年)的涡度相关CO₂净交换通量测定和常规气象资料分析平均林龄200年的长白山阔叶红松林生态系统(128°28′E, 42°24′N,中国吉林省)F_NEE及其主要成分F_GPP与R_e的季节和年际变化特征及环境和生物因子对其的影响．通量数据进行了平面坐标旋转,储存项和μ*修正．叶面积指数和温度分别控制着该生态系统F_GPP和R_e的季节动态和年际差别．水汽压亏缺和气温在更小尺度上调节生长季节的生态系统光合生产,根部水分条件显著影响生态系统冬季维持性的碳代谢过程．2003年1月至2004年12月该生态系统累计截获碳-449 g C·m^-2,其中2003和2004年分别为-278和-171 g C·m^-2．这两年F_GPP和R_e分别为-1332,-1294 g C·m^-2和1054,1124 g C·m^-2．这显示老龄森林可以成为强的碳汇．受环境因子调控,长白山阔叶红松林生态系统的碳代谢表现出显著的季节和年际差异．冬季该生态系统存在弱的光合作用,但总体上向大气释放CO₂．春秋季...     

南海大亚湾珊瑚1977~1998年核试验14C年际变化

通过南海大亚湾珊瑚1977~1998年22个年层样品¹⁴C浓度的测定和研究, 估算出气海交换速率和扩散层厚度, 它们分别为17mol·m^-2·a^-1和32 mm. 珊瑚Δ¹⁴C年际变化主要受控于海洋因素. 在ENSO年, 南海沿岸上升流加强, 珊瑚Δ¹⁴C出现低值. 珊瑚Δ¹⁴C对于太阳辐射能量变化没有明显响应, 20多年来, 在热带能量驱动下, 尽管存在气-海相互作用和上升流活动的年间变化, 但南海总的状况和海洋热结构仍然稳定.     

Levels of endocrine disrupting compounds in South China Sea

The occurrence of estrogens in the aquatic environment has become a major concern worldwide because of their strong endocrine disrupting potency. In this study, concentrations of four estrogenic compounds, estrone (E1), 17β-estradiol (E2), 17α-ethynylestradiol (EE2), estriol (E3) were determined with liquid chromatography-tandem mass spectrometry analyses in surface water from South China Sea, and distributions and potential risks of their estrogenic activity were assessed. The estrogenic compounds E1, E2 and E3 were detected in most of the samples, with their concentrations up to 11.16, 3.71 and 21.63 ng L⁻¹. However, EE2 was only detected in 3 samples. Causality analysis, EEQ values from chemical analysis identified E2 as the main responsible compounds. Based on the EEQ values in the surface water, high estrogenic risks were in the coastal water, and low estrogenic risks in the open sea.     

华南及南海北部地区瑞利面波层析成像

基于华南及周边地区106个宽频带地震台站多年记录的MS≥5.0中浅源地震事件, 开展瑞利面波层析成像和速度结构特征研究, 获得了华南大陆及南海北部地区10~100 s瑞利波群速度分布图像和典型剖面下方地壳上地幔速度结构, 为理解该地区构造演化和深部过程提供约束.考虑到实际地震射线的覆盖情况以及华南地区主要构造的主体展布特征, 本文同时采用传统的规则网格剖分和平行主要构造走向的非规则网格剖分方法, 分别进行分格频散反演, 开展了不同参数化方案对反演结果影响的对比分析研究.基于瑞利面波层析成像结果, 进行了典型剖面横波速度结构反演, 重建了华南地区由内陆至南海海域主要构造单元的壳幔横波速度结构.研究结果表明, 扬子和华夏块体地壳上地幔结构特征差异显著, 扬子块体地壳和岩石圈厚度均大于华夏地块, 且扬子块体上地幔顶部速度较华夏块体低, 岩石圈厚度在雪峰山造山带下方发生过渡和转换;南海北部陆缘和南海海盆上地幔速度较高且形态相对完整, 表现为非火山型大陆边缘和已停止扩张海盆的壳幔结构特征.     

南海地震与海啸

地震海啸的形成要具备3个条件:一是有深海盆地,可以容纳巨量海水;二是海底地形隆起与拗陷反差强烈;三是存在倾滑型活断层,可发生6级以上倾滑型的地震。查南海及其周边地形地貌,北西南三面都有宽阔的大陆架,中部又是平坦的深海平原,都不具备发生地震海啸的条件,惟独东侧马尼拉海沟才具备产生地震海啸的条件。南海地壳属于大洋型地壳与大陆型地壳之间的过度类型。其断裂构造非常发育,不同地段具有明显差异。北部为拉张型,南部为挤压型,西部为剪切型,东部为俯冲型,中部是扩张型。按断裂展布方向可分为NE向、NW向、EW向、SN向4组;按断裂切割深度,可分为岩石圈断裂、地壳断裂、基底断裂和盖层断裂。这些断裂多数为活动断裂,而东缘俯冲型断裂又是发震断裂。从地震分布、震源机制解分析,南海北、西、南以及中部都不具备引发地震海啸的条件,只有台南—菲律宾地震带东西两侧的贝尼奥夫带发生的倾滑型或具倾滑分量的走滑型6级以上地震,才有可能引发海啸,并可能对南海及我国东南沿海诸省以及港澳地区产生影响。     

华南近海台风突然增强的初秋季节锁相

使用美国台风联合中心(JTWC)的最佳路径资料对近50年(1961—2010年)海南岛至台湾岛之间的华南近海台风路径和强度做统计分析,得到台风增强的季节锁相时段.经过大气变量的物理分解,海陆分布热力强迫的季节风场揭示出:盛夏时节,东亚副热带季风槽位于沿江江南,华南近海盛行西南季风;中秋时节,东亚副热带季风槽南退到南海中部,对华南近海台风的增强没有影响;在夏末秋初的转换季节,东亚副热带季风槽正好位于华南近海,有些台风进入华南近海季风槽中就有可能增强,形成所谓的季节锁相.     

Comparisons of picophytoplankton abundance, size, and fluorescence between summer and winter in northern South China Sea

The abundance, size, and fluorescence of picophytoplankton cells were investigated during the summer (July-August of 2009) and winter (January of 2010) extending from near-shore coastal waters to oligotrophic open waters in northern South China Sea, under the influence of contrasting seasonal monsoons. We found that the median abundance of Prochlorococcus averaged over top 150 m decreased nearly 10 times in the winter compared to the summer in the whole survey area, while median abundance of Synechococcus and picoeukaryotes increased 2.6 and 2.4 folds, respectively. Vertical abundance profiles of picoeukaryotes usually formed a subsurface maximum during the summer with the depth of maximal abundances tracking the depth of nutricline, whereas their vertical distributions were more uniform during the winter. Size and cellular fluorescence of Prochlorococcus and Synechococcus usually increased with depth in the summer, while the size of picoeukaryotes was smallest at the depth of maximal abundances. Size, cellular fluorescence, and chlorophyll-to-carbon ratio of Prochlorococcus and Synechococcus in surface waters were generally higher in the winter than in the summer and onshore than offshore, probably resulting from different temperature, nutrient, and light environments as well as different ecotype compositions. Prochlorococcus cells were most abundant in warm and oligotrophic environments, while the abundance of Synechococcus and picoeukaryotes was the highest in waters with intermediate chlorophyll and nutrient concentrations. The distributional patterns of picophytoplankton groups are consistent with their specific physiology documented in previous studies and can be possibly predicted by environmental physical and chemical variables.     

南黄海南部与东海北部之间的深部构造

针对南黄海南部与东海之间的深部构造，根据前一段地球物理研究的结果，与有关文献进行对比探讨，发现其差异．在重力和三维地震层析成像结果基础上，探讨分析了该海域的深部构造，给出分布在南黄海南部与东海北部之间的苏浙-济州岛构造带的分布位置、形态特征，并讨论了该构造带的性质、与周边构造体系和构造演化的关系．并指出这一构造由于朝鲜半岛西缘断裂带的存在而并未延伸进入朝鲜半岛．     

南海油气资源潜力及勘探现状

南海的油气资源极为丰富,享有“第二个波斯湾”的美誉.南海地貌类型多样,地形复杂,其战略位置极为重要,是东亚及相邻各国必经之路.资源之争,使得周边各国使出浑身解数,发展海洋经济与技术,1981年至2002年,越南就从南沙海域的油田中开采了1亿吨石油、15亿多立方米的天然气,获利250亿美元,南海石油已成为越南国民经济的第一大支柱产业.近半世纪中国南海油气勘探工作取得巨大的成就,发现了26个新生代盆地,取得了南海海域的基本石油地质成果,为南海的勘探开发奠定了基础.南海具有巨大的勘探空间及技术发展空间,每一次的技术进步,都会带来南海油气勘探的质的飞跃.     

菲律宾海板块与南海协同构造演化探讨

菲律宾海板块(Philippine Sea Plate,PSP)与南海(South China Sea,SCS)处于欧亚板块、太平洋板块和澳大利亚板块的交汇区域,其构造演化对东南亚、西太平洋乃至全球板块构造重建具有重要意义.虽然PSP和SCS的构造演化模型已经分别建立,但二者之间的协同演化关系还不明确.本文综述了PSP和SCS的古地磁数据、海底磁异常条带资料,并结合地震层析成像以及其他地质结果的约束,对二者的演化关系进行了探讨.PSP四国盆地与SCS在渐新世开始时,受控于统一的地球动力学系统,两者具有地质意义上的亲缘性.早中新世,澳大利亚板块与东南亚地块碰撞,致使PSP发生旋转,四国盆地开始与SCS发生分离,并逐渐向北运动和顺时针旋转,直至演化至现今位置.本文最后提出了这种协同构造演化模式有待解决的问题以及未来的研究展望.

     

Pleistocene radiolarian biostratigraphy in the South China Sea*

Based on a quantitative radiolarian analysis, 5 radiolarian zones (NR1-NR5) have been defined at Core. 17957-2 from the South China Sea, considering radiolarian zonations from low latitudes. The absolute age assignment of the radiolarian zones and the ranges of the six marker species is based on the direct correlation with the paleomagnetic and isotopic record, respectively. A comparison of the radiolarian stratigraphic data obtained from Core 17957-2 from the South China Sea with those from the equatorial Pacific and the tropical Indian Ocean shows a close similarity to the ages defined in the equatorial Pacific. The obtained biostratigraphic data provide an excellent tool for further dating of Pleistocene sediments in the China Sea. Project supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant No. 49291100) and by the German Federal Ministry for Education, Science, Research and Technology (BMBF) as part of a GermadChinese scientific cooperation program. This is Alfred Wegener Contribution No. 1473.     

南海北部地震危险性分析

在建立了比较可靠的南海北部地震目录以后,采用编制中国地震动参数区划图（2001）的方法,重新划分了南海北部海域的潜在震源区和调整了相关的地球物理参数,最终计算了南海北部海域50年超越概率10％的地震动峰值加速度。南海北部的地震动峰值加速度可分成东部高值区和西部低值区。东区的地震动峰值加速度在0．160g以上,西区大部分海域的地震动峰值加速度小于0．114g,并且与它们北侧的陆区大致相似。