全球变化与中国自然灾害趋势研究

全球变化与自然灾害研究均是当今地球科学研究的热点问题。中国是世界上受自然灾害危害最严重的国家之一,每年因各种自然灾害造成的直接经济损失达数百至上千亿元,以全球变暖为特征的全球变化将导致大气与海洋环流、陆—海、陆—气与海—气相互作用变化,进而影响各种自...     

小冰期以来中国季风温水川对全球变暖的响应

中国的季风温冰川主要分布在青藏高原东南部,冰川覆盖面积为１３２０３ｋｍ＾２,占我国冰川总面积的２２．２％。由于这类冰川的特性,对气候变暖极为敏感,自小冰期最盛时（１７世纪）以来,温冰川区平均升温０．８℃,冰川面积减小相当现代面积的３０％,为３９２１．２ｋｍ＾２,预估中国季风温冰川区２１００年的升温值２．１℃,届时冰川面积将减少７５％,达９９００ｋｍ＾２左右,考虑到降水增加趋势等因素,实际冰川退缩比     

全球小冰期的气候变化

根据全球小冰期气候信息的不同代用指标的结果分析,全球小冰期冷、暖气候变化趋势具有一致性.其中,太阳活动是影响全球小冰期气候变化的主要因素,强火山爆发及厄尔尼诺事件则是其强化因素,这些因素通过海-气作用这一复杂机制对全球气候产生深远影响.     

全球气候变化及其影响

全球气候变化及其对社会与自然系统产生的影响已日益受到全世界各国政府与广大民众的关注。与天气和气候有关的灾害给人类生命财产造成的损失日益增大,社会与生态系统似乎变得日趋脆弱。人们关心刚刚过去的20世纪的天气与气候发生了什么变化,更希望了解未来的21世纪,人类居住的地球会出现什么样的气候情景。根据一些国家和地区的观测记录、研究成果以及科学家们对气候变化的评估与预测展望,对全球气候变化问题进行概括。首先阐明20世纪地区性气候变化的事实;并根据政府间气候变化委员会(IPCC)科学技术报告中关于20世纪全球气候变化进行的总结性评估以及对21世纪全球气候变化的预测,作为阐述过去与未来全球气候变化的主要依据。同时,还介绍了一些科学家对IPCC关于全球气候变化的结论所持的不同观点或质疑。还就气候变化对社会与自然系统可能产生的影响略作论述。     

工业革命以来南海珊瑚钙化生长对海洋升温的响应

珊瑚礁不仅滋养着近1/3的海洋生物, 同时也贡献了近一半的浅海碳酸盐沉积, 在海洋碳循环中扮演重要角色。然而, 在"CO2问题"的影响下, 珊瑚钙化受到来自海洋升温和酸化的双重胁迫, 致使珊瑚礁生态系统遭受到严重的扰动。我国南海由北至南分布有大量的珊瑚礁, 在近几十年来活珊瑚覆盖率和生物多样性都呈现退化的趋势, 但尚不清楚珊瑚钙化是否也同样受到气候变化的干扰而处于退化状态。本研究汇集了目前已报道的南海滨珊瑚钙化生长的重建记录, 分别对海南岛、西沙和南沙典型珊瑚礁区的滨珊瑚钙化生长演变特征进行了对比分析, 探讨了工业革命以来南海珊瑚钙化对海水温度变化的响应情况。研究结果表明, 南海近岸和离岸的滨珊瑚骨骼密度均呈现长期下降的趋势; 而骨骼生长速率呈现多年代际的波动变化, 近50年以来仅在西沙显示出下降趋势, 这使得珊瑚综合的钙化速率在西沙和南沙均出现明显退化。进一步分析表明, 海水温度对南海滨珊瑚钙化生长有显著影响, 并且不同海域的背景温度决定着珊瑚骨骼生长对海表温度变化的响应情况。具体来说, 西沙和南沙的滨珊瑚骨骼密度受温度影响显著, 随着海温升高而逐渐降低, 而骨骼生长速率和钙化速率对温度变化并无明显响应。与前两者不同, 海南东部滨珊瑚的骨骼密度与温度变化关系并不显著, 而其骨骼生长速率和钙化速率受升温影响而有升高的趋势。这些差异可能反映了海南岛较低的冬季温度限制了珊瑚骨骼的钙化生长, 因此升温对珊瑚生长有促进作用; 而西沙和南沙海域的冬季温度均保持在适宜珊瑚生长的温度范围, 且夏季温度较高, 因此温度的升高可能限制了珊瑚钙化生长。     

预估全球升温1.5℃与2.0℃下淮河流域极端降雨的变化特征

淮河流域暴雨洪水灾害严重,科学预估未来全球升温1.5℃和2.0℃下淮河流域极端降雨的变化特征对流域防洪减灾及应对气候变化具有重要意义。基于最新的第六次国际耦合模式比较计划(CMIP6)中22个全球气候模式数据,利用改进的可靠性集合方案与概率比法,采用6个极端降雨指标预估了全球升温1.5℃和2.0℃下淮河流域未来极端降雨的时空变化与风险变化特征。结果表明：改进可靠性集合方案对淮河流域极端降雨的模拟性能要优于单一气候模式与算术平均集合方案;全球升温达到1.5℃与2.0℃阈值的平均时间段分别约为2017—2046年和2026—2055年;全球升温2.0℃下极端降雨指标增幅约为升温1.5℃下的1.4～2.6倍,其中流域北部地区为极端降雨增幅大值区;2种升温条件下极端降雨发生风险呈增加趋势,且额外增暖0.5℃将导致淮河流域极端降雨风险更高,如100 a重现期的极端降雨在升温1.5℃和2.0℃下将分别变为32年一遇和22年一遇,未来淮河流域极端降雨将会更加频繁。     

试论全球气候变化与沙漠化的关系

本文通过全球气候变化对沙漠化的影响和沙漠化对沙区气候的反馈作用两方面,论述在气候变暖条件下,全球气候变化与沙漠化的关系,例如我国东部沙区降水增多,沙漠化逆转,西部沙区降水减少,沙漠化发展等原因。     

过去全球变化研究中若干问题的反思

过去全球变化是ＩＧＢＰ计划的核心计划之一，科学家对过去会球变化的研究已经取得了许多意义的成果和积累了丰富的资料，对全球变化中的气候突变的必然性和偶然性，全球变化的确定性和不确定性及简单性和复杂性作一些反思，以求引起学术争鸣。     

科学大洋钻探与全球气候变化研究

文章简要地回顾了科学大洋钻探的发展历程。深海钻探计划（ＤＳＤＰ）革命性地改变了地球科学家们对地球动力作用的认识。ＤＳＤＰ的后继者，即大洋钻探计划（ＯＤＰ）正在全球各大洋收集有关这些作用在几万至几十万年时间尺度上变化的高分辨率记录，并已在与全球气候有关的下述领域取得了重要进展：地质历史时期气候变化的幅度、速度及原因，按轨道调谐的新生代（１０Ｍａ前以来）地质年代表，高纬度地区冰盖形成及演化历史，造山运动与长期气候变化之间的相互关系，气体水合物与全球气候变化的相互制约关系。ＤＳＤＰ和ＯＤＰ的成就使地球科学家们相信，在全球年轻的大洋底实施钻探以取得连续的沉积记录和录井记录，是研究过去全球气候的长期、短期变化的有效而重要的手段，并将给未来全球变化的研究带来启示     

基于遗传算法的隧道围岩变形稳定可靠性分析

由于隧道的开挖,隧道围岩的初始应力状态将发生变化,围岩发生卸荷变形,并可能导致隧道的失稳。为了研究隧道开挖后围岩变形的可靠性,建立了隧道围岩变形可靠度指标计算模型,并用遗传算法进行求解。应用本文方法对一高速公路隧道围岩变形的可靠性进行分析。从结果可以看出,围岩的潜在破坏区域出现在拱顶和两侧拱肩区域,从这些区域的可靠度指标和破坏概率值可以看出,该隧道毛洞的拱顶下沉和拱肩收敛可靠度都满足不了规范的要求,要及时进行支护。     

全球气候变化与地质灾害响应分析

对全球气候变化对地质灾害的响应关系,尤其是对滑坡和泥石流灾害的响应关系进行了综述。工业化革命以来,特别是近几十年来全球气候发生着重要的变化,全球几乎所有地区都经历着升温过程。全球气候变化对极端天气事件(极端降雨、气温升高、强风和洪水灾害)的影响尤为强烈,并且增加了地质灾害的发生风险。其中,水循环和气温的变化是影响地质灾害发生的直接因素。气温上升会导致大气层含水量升高、冰川冻土退化、海平面上升、蒸发作用增强;水循环变化会导致降雨频率、降水周期、降水强度的改变。日益增加的极端天气与同岩土体相互作用,导致了不同类型地质灾害的发生,严重威胁着人类的生活起居。     

青藏高原与东西两侧大陆的气温差异

主要对我国昆仑山-秦岭以南的东西部气温的差异问题进行简要讨论。比较气象台站实测气温和换算至海面后的温度,明显反映西部、中部和东部3个地貌阶块的海面气温自西向东逐级降低。我国西部高原地区全年温度较东部丘陵平原区相对偏高,主要原因在于青藏高原和南亚次大陆主要为西南季风所控制,致使气温相对偏高,而东部深受东南季风和来自高纬冬季风的影响,气温相对偏低。因而,全球变化和区域性季风气候是导致东西部气温差异的主导原因,而不能笼统地归之为高原增温效应和东部"冷槽"影响所致。      

基于改进的遗传算法边坡稳定性分析方法及其应用

在遗传算法和瑞典条分法的基础上,提出了对边坡临界滑裂面的搜索方法及其最小安全系数的求解方法.文中利用安全系数的倒数作为目标函数,可行域根据实际边坡的尺寸和经验给出,而且在计算过程中根据目标函数值进行调节,逐步缩小搜索空间,使搜索效率提高.算法中利用了十进制遗传算法的改进操作优体克隆操作和子体优生操作,提高了搜索的速度和精度.     

近百年全球温度变化中的ENSO分量

首先利用Nin~o C区海温、Nin~o 3区海温及两个不同的SOI序列,建立了1867年春到1998年春期间的ENSO指数序列。近百年来ENSO对热带、热带外地区年际尺度的温度变化有显著影响,热带地区温度变化滞后ENSO约1个季,热带外地区滞后约2～3个季。ENSO能解释同期全球年平均温度方差的14%～16%左右;如果考虑ENSO对温度影响的滞后特征,则能解释的部分提高到20.6%。ENSO对温度的影响主要是在年际时间尺度上,对近百年来全球温度变化的长期趋势和年代际变率贡献不大。     

全球气候变化——新生代构造隆升的结果

构成地球的各大圈层是相互联系、相互影响的，因此其中一个圈层发生变化必将影响其他圈层的特征和状态。新生代时，岩石圈中出现了物质的重新分配与调整，产生了地史上最为显著的构造隆升。同时，地球其他圈层中也出现了明显的变化；大气圈中有大气环流的改变，大气CO2质量分数的变化；水圈中出现降雨分布的改变、两极冰盖的出现；生物圈表现为植物群落分布的迁移；这些变化的同时出现暗示地表的隆升对其他圈层，特别是大气圈产生了重要的影响。基于此种推断，以Ruddiman等为代表的科学家提出了构造隆升－气候假设。这一假设对解释新生代以来气候变化以及隆升与气候之间的相互影响提供了较为合理的答案。但是，由于许多尚未解决的问题，特别是缺少对新生代以来地壳主要隆升区（特别是青藏高原）构造演化史的清楚认识，关于新生代气候变化的真正原因还缺乏定论。更多的工作还有待于地质学家、气象学家、生物学家、海洋学家等来共同完成。     

中国高分辨气候记录与全球变化

2001年第一届全国高分辨率气候记录会议提出,用3～5年时间,建立几个较长的可靠的高分辨气候记录。文章介绍了经过几年的努力工作已经获得的数个千年及更长的记录,这些记录数据多已在世界数据中心向科学家公开并很快为科学界引用,从而结束了国际高分辨气候记录数据库极少中国千年气候重建数据的历史;通过对比最近2000年来中国的高分辨气候记录和北半球其他高分辨记录,发现数个世纪的缓慢变冷紧随世纪尺度快速变暖的气候变化模式至少在半球范围是准千年重现的,这一结果指出,我们应该从更长时间跨度的气候旋回自然背景来诊断20世纪的快速变暖     

新生代构造抬升对地表化学风化和全球气候变化的影响

全球新生代构造抬升 ,特别是南亚喜马拉雅青藏高原和南美安底斯山脉和Altiplano高原在新生代的抬升对地表化学风化和全球气候变化产生了重要影响。它对地表化学风化的影响主要表现为引起造山带地区化学风化能力的提高 ;而它对全球气候变化的影响则主要表现在两个方面 ,一是直接的物理影响 ,即通过对大气和海洋循环的影响来对大气变化产生作用 ;一是通过对地表硅酸盐岩石的化学风化造成大气CO2 变化和全球温度的改变 ,从而对气候变化产生间接的生物化学效应。目前看来 ,新生代构造抬升造成的大气CO2 浓度减少是造成全球新生代气候变冷的重要原因。这已得到了近 10年来计算机大气环流模型 (GCMs)数值模拟和野外实验研究的支持 ,但在关于地表化学风化的主要控制因素 ,以及海洋Sr同位素是否可作为反映地表化学风化速率变化的替代性标志和气候变化反馈机制等方面 ,还需要作进一步研究。     

沙漠化:从圈层耦合到全球变化

从沙漠化概念提出伊始 ,沙漠化成因机理的研究就一直成为学术界关注的焦点。沙漠化过程究竟有多少是由自然因素所致 ,多少是由人类活动所为 ,诸因素与沙漠化之间有何内在关系 ,沙尘天气发生发展过程及其诱因等 ,当属地球系统科学应解决的难题。文章从全球变化的角度 ,将沙漠系统视作一种类生命的非线性动力系统 ,指出沙漠化源于地球表层系统各圈层之间复杂的相关与耦合作用 :气候变化是控制沙漠进退的首要因素 ;陆表水持续亏损则是导致干旱、半干旱地区沙漠化发展的直接原因 ;岩石圈构造运动塑造了不同的地形地貌单元 ,奠定了沙漠分布的地理格局 ;人类的不当活动和气候变化引起的生物生产力的衰退及土地覆盖的破坏 ,造成了现代沙漠化的快速扩张。