西北太平洋热带气旋和台风活动若干气候问题的研究

热带气旋和台风是严重的突发性自然灾害之一。近20年来,对热带气旋和台风活动的气候学研究成为台风领域的一个重要研究方向,并取得了显著的研究进展。通过对西北太平洋热带气旋和台风活动的季节、年际和年代际时间尺度变化的研究回顾,揭示了造成热带气旋和台风活动不同时间尺度变化的主要影响机制,其中包括低频振荡、季风槽和西传赤道波动、ENSO和QBO现象等,这些系统主要通过改变西北太平洋上空的环流,而影响到西北太平洋热带气旋活动以及登陆我国台风的不同时间尺度变化。还在西北太平洋海域热带气旋和台风活动的气候学研究进展和作者最新的研究成果的基础上,展望了该领域的研究前景,并提出当前此研究领域中一些亟需研究的科学问题,主要包括了季风槽区能量交换、不同海域动力过程、赤道波动演变,以及热带气旋的季节和更长时间尺度的预测。     

台风活动对中国沿海地区极端降水的影响

基于1961—2020年格点化数据集逐日降水资料及中国气象局台风最佳路径数据集,计算台风降水对中国沿海地区极端降水事件的贡献率;利用混合和单一元统计极值分布模型量化台风对降水极值概率分布的影响,探究其量化结果的影响因素,并通过典型流域进行流域尺度的应用验证。结果表明：从台风降水的贡献来看,台风降水主要影响中国沿海及部分临近沿海的内陆地区的高重现期极端降水事件;在量化台风影响方面,利用考虑台风降水分布的混合元统计极值分布模型可提高研究区大部分地区降水极值概率的估计,并且沿海地区台风降水的影响大于内陆地区,北方沿海地区的影响大于南方各分区;台风极端降水贡献率、台风与非台风降水差异是台风影响中国沿海地区降水极值概率分布的重要因素。     

中国气候雪线空间分布特征

气候雪线的空间分布规律既受高度地带性和纬度地带性限制,也受区域性气候的控制。雪线空间格局变化实质上是水热条件变化的反映。本文主要依据我国106个气象站的气象资料,从年均温、年降水量和固态降水率之间的相关函数计算出气候雪线高程,进而探讨中国大陆气候雪线的空间分布特征。      

气候变暖背景下阿勒泰地区寒潮活动变化特征

利用阿勒泰地区7个气象台站1961-2012年逐日气温资料,采用线性趋势法、Morlet小波分析和相关分析方法分析了阿勒泰地区寒潮频次的气候变化特征和大气环流指数特征.结果表明:阿勒泰地区寒潮次数接近于强寒潮次数的2倍,阿勒泰地区寒潮和强寒潮的月际分布均为单峰型,11月-翌年2月是寒潮集中发生期,9月和5月寒潮很少.近52 a来阿勒泰地区寒潮和强寒潮次数均表现为减少的趋势,且寒潮次数的减少速率较快;寒潮和强寒潮活动偏强年和偏弱年有较好的一致性,只是强寒潮频数偏强、偏弱的年份较少.寒潮和强寒潮距平指数序列存在多时间尺度结构,并存在着明显的年代际尺度的周期性变化.相关分析表明大气环流特征量与阿勒泰地区寒潮日数具有较好的对应关系.     

中国热带MIS 3气候特征探讨

本文根据30多个古气候分析实例,探讨中国热带MIS3气候波动的相位特征、变幅特征和周期特征.MIS3为回暖期,曾出现早、晚2个暖期,晚期比早期更暖.MIS3的气候与现今的气候相比较,东部热带以热湿为主,年均温比今高1°～2℃或2°～2.5℃,年降水量比今多700mm或400～500mm;西部热带以凉湿为主,年均温与今相似或约低1.5℃,年降水量比今多700mm左右.MIS3期间出现2个冷-暖-冷的旋回,平均周期为17.5ka,这与岁差周期大体相符.中国热带MIS3的气候波动不仅有万年尺度的地球轨道周期,也有千年尺度的周期,后者与太阳辐射总量本身的变化有关.     

淮河流域旱涝急转气候特征研究

利用标准化旱涝指数和灾情资料挑选出了1960～2009年淮河流域各水资源二级分区的旱涝急转事件,在此基础上分析了旱涝急转事件的时空分布、水位特征和大气环流特征,结果表明,淮河流域在这50年中共有13年出现了旱涝急转,约4年一遇,其频次和降水强度的大值区都位于流域上游和南部;与长江中下游地区相比,淮河流域的旱涝急转事件更频繁、平均强度更大。旱涝急转具有先减少后增加的年代际演变特征,就年内分布来看,主要集中在6月下旬～7月上旬;干流各水文控制站的水位对旱涝急转的响应具有一定差异,其中王家坝站水位涨幅最大,对强降水的响应时间最短。从环流成因来看,三种典型的大气环流形势可以引发旱涝急转。     

中国东部小冰期气候特征与环境变迁

中国小冰期气候与环境变迁是在全球气候环境异常影响下发生的。从11世纪开始至18世纪结束,先后出现过四次寒冷期,即1170—1200年、1480—1530年、1650—1720年及1820一1890年,鼎盛期在17世纪中叶,周期为180年左右.但在寒冷的小冰期中也有过温暖时期;而且干—冷,暖—湿相联。天气异常、环境恶化是小冰期的主要特征,引起这种变化的主要原因是火山灰日伞效应。如果不是火山灰日伞效应的影响,未来CO_2 等温室气体将使气温出现明显上升.     

登陆我国台风的时空分布特征及其影响

利用1949~2013年共65年台风资料,统计分析登陆我国台风的气候特征。结果表明,登陆个数与生成个数有良好正相关;登陆个数年际变化明显,年最多登陆个数是最少登陆个数的4倍。登陆台风源地相对集中于南海北部和菲律宾以东两个区域;登陆时间主要集中于7~9月,登陆地点主要集中在广东、台湾、福建、海南、浙江5省。从登陆强度看,最多的为强热带风暴,次之为台风,强台风以上量级占12%;二次登陆强度普遍较首次登陆时弱,风力小2~3级。总体上登陆强度越大,登陆后在陆上的维持时间也越长,其中盛夏季节维持时间最长。21世纪以来登陆台风呈现个数多、强度大、灾损重的趋势,登陆时间的极端性和集中程度更趋明显。     

中国不同区域MIS-3时期气候特征研究进展

在对比分析前人对MIS-3阶段气候环境特征的研究基础上, 通过冰芯、石笋氧同位素与磁化率等各种代用指标, 对中国不同区域在MIS-3时期的气候环境特征及其原因进行了探讨. 结果表明: 中国不同区域MIS-3阶段的气候环境特征在大背景较为一致的条件下也存在一定的区域性差异. 青藏高原在MIS-3阶段的早期(MIS-3c)和晚期(MIS-3a)较其它区域来说可能温度要高, 降水量更为充沛, 中期(MIS-3b)气候曾经一度变冷变干, 存在着千年尺度的气候转换;东亚季风区主要以暖湿气候为主, 西南季风区则以凉湿为主, 而温湿的气候环境可能是MIS-3时期西北地区主要气候特征. 区域对比研究还发现, Heinrich事件与D-O循环在中国不同地区同样着存在不少记录.     

祁连山及周边地区降雪气候特征研究

利用祁连山区及其周边地区(90°～104° E, 32°～42° N)1960-2004年55个站点冬季逐日降水资料, 重点分析了祁连山区(94°～104° E, 36°～39° N)不同降雪强度的时空分布特征, 暴雪的天气影响系统及地形作用. 结果表明: 祁连山区降雪量与中雪日数关系最密切, 祁连山东北侧降雪日数最多. 祁连山不同区域分布中西部雪日最少, 中部强度最弱;小雪中部最多, 中雪中南部较多较强, 大到暴雪北侧最多、南侧最强. 降雪夜间明显较多, 小到中雪强度夜间较强;年变化在西部持续增多, 中部70年代最少, 北侧90年代最少;但西中北部均21世纪最多, 南侧70年代最多, 之后持续减少. 降雪日数有3～4 a、 5～7 a和12～14 a的年际变化周期. 暴雪出现的主要天气环流形势为北方横槽南压型和新疆冷温槽发展东移型, 分别占38.1%和52.4%. 暴雪均出现在山脉冬季风的迎风坡和峡谷地带.     

中国黄土高原西部马兰黄土记录的MIS3气候特征与全球气候记录的对比研究

对黄土高原西部临夏塬堡剖面的研究表明:56.1～25.0kaB.P.相当于末次冰期大间冰阶或深海氧同位素第3阶段可划分为56.1～42.2kaB.P.强温湿、39.3～33.1kaB.P.弱温湿、31～25kaB.P.中等温湿的3个温湿期和42.2～39.3kaB.P.,33.1～31.0kaB.P.的两个干冷期,且没有记录前人认为的所谓“高温大降水事件”。全球不同区域同期气候记录的对比分析证明:“高温大降水事件”只是局部气候演变的产物,其影响范围是有限的,将末次冰期晚期40～30kaB.P.全部升格为间冰期的说法有待商榷。在深海氧同位素第3阶段成因机制的探讨中,究竟是太阳辐射量的变化诱导北半球冰量的变化,从而诱发末次冰期这一温湿时期的产生,还是在较大程度上受太阳辐射量的变化更直接一些,尚需做更多的工作。     

隋唐时期气候冷暖特征与气候波动

本文依据物候、动物分布、孢粉、雪线和海平面等相关资料,对隋唐时期气候冷暖特征进行了深入研究,重新肯定了竺可桢关于中国近5000年来气候变迁研究的基本结论,并对隋唐温暖期的起讫时代作了修正。在此基础上,对这一时期气候波动状况也作了相应探讨。结果表明,隋唐时期气候冷暖特征是以温暖为主,如与现代气候相比较,则当时年平均温度高1℃左右,气候带的纬度北移1°左右。包括南北朝晚期、五代、北宋中前期在内的隋唐温暖期(550～1050年)存在由温暖－寒冷－温暖的气候波动,其中的寒冷期持续时间约为150年左右(800～950年),第1个温暖期(550－800年)和第2个温暖期(950－1050年)则分别为250年和100年左右。这一现象反映了在持续时间约500年的隋唐温暖期中有渐趋寒冷的趋势,而这正与中国近5000年来气候总体上由暖转寒的趋势相吻合。     

辽吉古元古代活动带的双成矿带地质特征

辽吉活动带是华北陆块最具代表性的古元古代造山/活动带,不仅发育巨量的古元古代陆壳沉积物质和岩浆活动,而且经历了十分复杂的构造演化过程,以及多期岩浆-变质事件的叠加改造。辽吉活动带的形成和构造演化时期,也是该区的一次重要成矿期,以矿种多、规模大、层状或层控为主而发育大型-超大型矿床为特点,其中菱镁矿、滑石、硼、铅锌、钴、金和铀等矿产具有重要的经济价值。辽吉活动带由出露厚度达万米的古元古代辽河群、集安群、老岭群和不同阶段、不同类型的岩浆岩所组成。其主体发育两套变质岩石:一套为变质碎屑岩-碳酸盐岩组合,以变质相相对较低为特征,出露地层为北辽河群和老岭群,形成于靠近龙岗陆块的被动大陆边缘浅海盆地环境;另一套是由变质火山-沉积岩系和辽吉花岗岩共同组成的地质构造单元,变质相相对较高,地层分布在南辽河群和集安群,形成于远离大陆边缘俯冲体系下的弧岩浆构造环境。此外,形成于与被动大陆边缘构造环境相关的成矿带内分布着菱镁矿床、滑石矿床、铜钴矿床和铀矿床等,形成于活动大陆边缘弧岩浆构造坏境内的成矿带主要分布硼、铅锌和金等矿床。研究表明,海城菱镁矿、后仙峪硼矿、翁泉沟硼矿、范家堡子滑石矿、大横路铜钴矿和猫岭金...     

上新世海道变化对中国气候的影响

气候记录显示晚新生代全球气候在上新世3~4Ma发生明显变化, 这一转变与海道变化触发的全球变冷密切相关。对于这一时期, 以往数值模拟研究较多关注热带海道(中美海道和印尼海道), 而白令海峡打开的气候效应往往被忽略。本文利用挪威地球系统模式, 模拟了白令海峡打开和热带海道关闭／收缩对中国气候的影响。白令海峡和热带海道的变化, 都可以引起全球大部分地区的气候响应; 但白令海峡打开的气候影响主要集中在中高纬地区, 对热带气候的影响并不显著; 而热带海道的变化可以引起全球大范围地区的温度降低, 导致热带太平洋表面温度升高, 使得热带太平洋东西之间的温度梯度加强, 热带太平洋厄尔尼诺-南方涛动年代际变率加强。对于上新世中国区域气候而言, 热带海道的变化比白令海峡打开的作用更加重要, 热带海道关闭/收缩可以引起我国东北和西南地区的气候响应, 而白令海峡打开对我国气候的影响几乎可以忽略。     

末次冰盛期气候反馈特征研究

末次冰盛期（Last Glacial Maximum,简称LGM）被认为是较适合用来估算气候系统响应对辐射强迫变化的古气候区间之一。理解LGM时期气候反馈过程有助于进一步限定气候敏感度的范围。本研究利用辐射核方法和参加第三次古气候模式比较计划（Paleoclimate Modelling Intercomparison Project Phase Ⅲ,简称PMIP3）的8个耦合模式资料,对比研究了LGM时期与abrupt4xCO₂（4CO₂）情景下的气候反馈特征。结果表明：全球平均而言,不同情景下温度反馈、水汽反馈和反照率反馈的强度存在显著差异,然而这一关系并不存在于云反馈过程中,这可能与情景间/模式间云反馈的不确定性相联系;在不同情景下,不同反馈过程强度也存在明显空间差异。温度反馈过程的差异主要来源于LGM时期大陆冰盖强迫引起的温度变化的高度空间不均一性和海陆分布改变引起的热带对流活动的变化;水汽反馈变化可能与海陆分布变化引起的沃克环流变化以及全球降温相联系;大陆冰盖和海冰存在是导致LGM时期地表反照率反馈增加的主要原因;而云反馈的差异可能与低云云量和模式间不确定性有关。LGM时期单独强迫数值试验将有助于进一步厘清不同气候状态下气候反馈过程差异的原因。

     

气候影响下膨胀土工程性质的原位响应特征试验研究

以广西膨胀土为研究对象,考虑气象因素的影响,通过现场试验对膨胀土的胀缩变形、变形模量与渗透特性进行了原位跟踪测试。结果表明,较小的降雨量就可以使表层土体的含水率和膨胀状态达到极限。对降雨过程而言,自然状态下膨胀土雨水入渗的影响深度是有限的;膨胀土变形模量随含水率的增加以幂函数的形式逐渐降低;当含水率较低、裂隙较发育时,土体的渗透性会大大提高,而植被的存在也会较大幅度地改善土体渗透性,为深入认识膨胀土边坡的灾变机制提供了依据。     

甘肃黄土高原土壤水分气候特征

利用甘肃黄土高原42个气象站1961—2000年3～7月降水量和11个农业气象观测站逐年3～11月上旬的土壤重量含水率资料，分析了甘肃黄土高原土壤水分的地域和时间分布特征。结果表明：①甘肃黄土高原土壤水分从西南向东北减少，中部有一条从北向南的干舌，干旱中心在陇中北部，受六盘山的影响较大；②甘肃黄土高原分为7个气候区：陇中、陇东土壤严重缺水区，陇中、陇东土壤季节性缺水区，土壤水分适宜区，土壤水分湿润区和甘南高原土壤水分湿润区；③陇中北部和陇东北部土壤严重缺水区浅层土壤严重缺水主要出现在春季和春末夏初，深层土壤也常年处于缺水状态。季节土壤缺水区浅层主要缺水在5、6月份，深层土壤水分陇东高于陇中，适宜区和湿润区无明显土壤缺水时段。     

天山乌鲁木齐河谷气候特征

新疆处于欧亚大陆内部,高山环绕,海洋影响较难到达,是世界上少有的典型的大陆性气候。但是,横亘在新疆中部的天山山脉却是一片湿润的山地。它的特殊的地理位置,使得它的气候特征具有与众不同的意义。 乌鲁木齐河谷位于新疆天山中部,乌鲁木齐市在这一河谷出口处,河谷大致呈东北     

台风暴雨条件下滑坡变形特征物理试验研究

研究台风暴雨条件下滑坡变形规律对东南沿海地区滑坡的预测预报有重要意义。文章以浙江省文成县中林村滑坡为例,根据相似理论合理选择相似材料,建立了室内滑坡地质力学模型,以物理模型试验再现其演化过程,归纳总结台风暴雨条件下滑坡的变形破坏特征。研究结果表明:台风暴雨渗流特征与滑坡失稳密切相关,含水量突变位置为滑裂面,192 mm/d为中林村滑坡的临界降雨量,降雨的持续时间与强度与滑坡稳定性呈负相关。     

中国活动构造研究

本文综述了最近五年来中国活动构造的进展,经过1:50000活动构造地质填图和综合研究,获得了各构造区活动构造的基本特征,其中包括几何学、滑动速率、古地震和大震重复间隔、同震位移等各项定量参数。根据这些定量参数,评价活动构造地震的危险性,同时,还简要地讨论了大陆内部现代构造活动的动力学问题。