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.     

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。     

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。     

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。     

西太平洋暖池扩张对华北平原气候变化的影响——华北平原4万年以来升温事件的新证据

河北省黄骅市关家堡孔（ＨＧ１）,孔深４１．３ｍ,地层连续、化石丰富、分辨率高,其所含微体化石,清楚地揭示了华北平原４万年以来两次大的突发性升温事件,据研究这两次升温事件在时序上与全球性的升温事件是同步的：第一次由冷变暖起始于４００００ａＢ．Ｐ．（沧州海进期）;第二次为１００００ａＢ．Ｐ．（天津海进期）。第一次升温事件（沧州海进期）华北平原的年平均温度比今高７℃左右;比其以前的降温事件期（沧州海进与白洋淀海进之间的海退期）至少高１３℃,如此大幅度的升温事件可能是受西太平洋赤道暖池扩张影响的结果。第一次升温事件期间存在着一个短暂的变冷事件。第二次升温事件期（天津海进期）,其年平均温度比今高２～３℃。     

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。      

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     

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。     

应对全球变化的中国地质灾害综合减灾战略研究

为了探索极端气候事件引发重大地质灾害的综合减灾防灾战略,提高主动减灾防灾的科技能力与管理水平,积极应对全球变化条件下中国地质灾害防治面临的挑战,本文在“全球灾变事件与重大地质灾害减灾战略研究会”与会专家汇报和讨论的基础上,结合近年来国内重大地质灾害事件,从新构造与地震活动,气候变化,人口与城镇化进程三个方面开展分析,试图探讨我国2010年重大地质灾害多发,群发的原因,并对我国地质灾害今后面临的总体形势做出宏观研判.综合分析认为:①近年来全球构造运动和地震活动进入一个新的相对活跃期,我国处于欧亚地震带和环太平洋地震带的交汇区,是现今构造地震活动强烈响应区,尤其是印度板块的强烈活动,使青藏高原周缘地区的地震活动频繁,断裂活动增强,内外动力耦合作用下的地质灾害频发是总体趋势;②全球气候变化引起的极端气候异常条件使地质灾害的成灾模式趋于多样化和复杂化,由于中国大陆是全球最大大陆性气候和海洋性气候交汇地带,也是地貌高差气候变化最大的地区,特别是2010年长时间干旱,汛期集中的高强度、长持时的降雨、局部强暴雨导致大规模滑坡泥石流灾害,尤其是在青藏高原周缘等内动力作用强烈地区,导致地质灾害频发;③人口增长、城镇化进程及工程经济活动是地质灾害发生不可忽视的重要因素,城镇化建设和工程经济活动规模大,且逐步向生态地质环境相对脆弱的地区转移,城镇人口密度快速增加,特别是山区城镇自主防灾减灾意识薄弱,直接导致地质灾害伤亡和损失程度加重.为了应对全球变化条件下的中国地质灾害形势,提高我国地质灾害防灾科技能力与管理水平,从我国地质灾害防灾减灾的现状分析入手,充分借鉴国际自然灾害综合减灾与风险管理的成功经验与策略,从推进中国地质灾害风险管理的角度提出了7点综合减灾建议,以期起到抛砖引玉的作用,推动政府管理部门、专业技术人员参与地质灾害综合减灾的广泛交流与讨论,促进防灾减灾科技与策略在实践中应用,为应对全球变化的中国地质灾害综合减灾集思广益.     

硅酸盐风化与全球碳循环研究回顾及新进展

硅酸盐风化是大气CO2的一个主要汇,直接影响到全球碳循环进而影响全球气候.自Walker等(1981)进行的开创工作以来,有关“硅酸盐风化-碳循环-气候变化”方面的研究大量涌现.从计算机模型到河流水化学研究,从流域面积超过百万平方公里的大河到数十数百平方公里的单岩性小河流,取得了很多重要的进展.从全球尺度上看,硅酸盐风化每年所消耗的大气CO2量为0.138～0.169 Gt,相比现在大气碳库中碳的含量(约800 Gt),乍看似乎是微不足道的,然而硅酸盐风化消耗CO2并将其作为碳酸盐矿物埋藏在海洋,它的存留时间超过了百万年.因此,在地质时间尺度上,硅酸盐风化是调节全球碳循环的一个重要机制.对小流域进行的研究发现,热带地区流经玄武岩/蛇绿岩的小流域有着最高的硅酸盐风化和大气CO2消耗速率,热带区域火山岩化学风化消耗的大气CO2占全球硅酸盐风化所消耗量的10％,而流域面积不到1％.     

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     

220ka BP来萨拉乌苏河流域地质剖面地球化学特征及其对全球气候变化的响应

萨拉乌苏河流域位于我国北方沙漠/黄土过渡带和生态脆弱带,它对全球气候变化反映非常敏感,是研究全球气候变化响应的理想区域.对该区域滴哨沟湾剖面地球化学元素氧化物及其比值变化进行了分析,结果表明:约220 ka BP以来我国北方气候变化极不稳定,存在着不同时间尺度的频繁变化,这种不稳定性无论是在冰期还是间冰期都有很好的反映.其中倒数第二次间冰期存在3次气候波动;倒数第二次冰期存在7个气候旋回;末次间冰期存在7个气候旋回;末次冰期存在9个气候旋回.这些气候变化与深海氧同位素、极地冰芯反映的全球变化具有良好的对应关系,反映了该区气候变化与全球变化的高度一致性.     

不同尺度条件下的土壤侵蚀实验监测及模型研究

土壤侵蚀的实验和监测是获取水土流失资料的重要手段,土壤侵蚀模型研究是水土保持规划、管理的重要内容。本文对点、小区、田间和坡面、流域及区域尺度条件下的土壤侵蚀的实验和监测研究进行了综述,分析了当前国际上实验研究和监测研究的侧重点及其不足;并对当前国际上土壤侵蚀模型的总体发展趋势进行了评述,特别分析了这些模型在全球气候变化背景下的作用;最后对当前土壤侵蚀、试验及检测研究作出展望。     

气候变化对地表水资源的影响

总结了气候变化对水文水资源影响方面的研究方法, 分析了气候变化条件下水文水资源变化的研究现状和存在问题.并以山西省和黄河源区为研究对象, 以分布式水文模型为工具、GCMs输出的气候情景为输入条件, 针对不同的下垫面特征建立不同的分布式水文模型, 分别采用气候情景趋势分析结果和直接利用GCMs输出结果两类方法确定气候变化的数据源, 对研究区域未来的地表径流过程和地表水资源可能的变化趋势进行了研究.从气候情景的预测结果来看, 未来50年山西省的气温和降水都呈增加趋势, 但由于各自对水资源带来的影响不同, 将使山西省水资源呈现先增加后减少的趋势; 且由于冬季气温和降水的增幅比夏季大, 使得未来山西省的水资源年内分布有略微平缓的趋势.对黄河源区而言, 虽然未来100年内的降水和气温都呈增加趋势, 但由于降水增长引起的地表水资源的增加不足以抵消气温升高带来的影响, 因此将导致径流量不断降低的总体趋势, 并使径流年内分布略趋平缓, 而年际分布将越来越不均匀, 旱涝威胁日趋严峻.