基于10ka尺度的区域非偶极子磁场变化的研究

我们利用千年时间尺度的全球地磁模式CLAS10K.1b和CALS3K.4计算和分析了公元前10000年(10000 BC)至公元1900年(1900AD)中国大陆非偶极子(ND)磁场的时空变化,还考察了ND场和ND场Z分量的功率谱.以地磁ND场垂直分量Z为例,结果显示10000 BC—1900 AD期间,ND场有三个主要的变化期.10000 BC—2500 BC期间,正值区几乎占据了整个大陆;在2500 BC—1500 AD期间,正值区域变成负值区域.1500 AD—1900 AD,负向区域变为正值区域.东亚地区ND场的磁异常最早出现在1682 AD,其极值强度在研究期间总共增加了18128.73 nT,自1682年以来,极值位置一直向东南移动.ND场Z分量的平均年变率也可分为3个阶段,随时间共增加了56.45 nT/a.球谐阶数截断至N=3时东亚ND场磁异常区已基本形成,N>5时磁异常极值位置基本固定在44°N和103°E,强度随阶数增加而不断增强.功率谱表明,ND场的功率变化主要受Z分量功率的影响.     

达索普冰芯记录的过去2 ka来大气中甲烷浓度的变化

通过对达索普冰芯气泡中包裹气体的提取分析,恢复了过去近2ka来大气中CH     

晚更新世季风-沙漠系统千年尺度的不规则变化及其机制问题

会宁李家塬晚更新世黄土高分辨率的磁化率、粒度分析结果初步表明:北半球高纬地区的Dansgaard-OeschSer(D-O)旋回在中国黄土中亦有记录,意味着在格陵兰冰芯中发现的气候不稳定性同时存在于中、低纬度地区.黄土的颗粒变化进一步表明:中、低纬地区的不稳定性是叠加在全球冰量总体变化之上的,这点与格陵兰冰芯记录不同。     

磁暴数据的多尺度分析

磁暴可能对电网、油气管线等技术系统的安全运行造成影响,分析磁暴的时频特征对研究技术系统的影响有重要意义.本研究采用多尺度小波变换,分析广东肇庆地磁台的磁暴地磁数据,将磁暴地磁分量数据分解为高频和低频,研究了磁暴地磁分量的时域特征,得到了一些有价值的结论.     

江苏固城湖15ka来的环境变迁与古季风关系探讨

固城湖沉积的多环境指标高分辨率分析揭示了15ka以来古气候古环境演变的过程,固城湖的形成、扩张和收缩与季风环流的变化及其引起的季风降雨关系密切,后者明显受轨道驱动的控制。其中11.3～11.0KaBP突变的降温,可能与新仙女木事件相当,截断了太阳辐射增强导致的季风气候旋回。通过与相邻南北区域的对比,季风极锋位置存在两次北推和两次南迁的过程。     

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.     

青藏高原中部0.2 ka来的环境变化

根据青藏高原那曲地区错鄂CE-1孔137Cs和210Pb测试结果, 建立了该孔年代序列. 根据沉积物岩性、碳酸盐含量、介形虫壳体Sr/Ca和Mg/Ca比值、碳酸盐同位素分析, 推测青藏高原中部近0.2 ka来环境变化经历了两大阶段, 即: 前0.1 ka, 气候干 旱, 沉积环境为沼泽环境; 后0.1 ka, 气温上升, 湿度增大, 为湖泊环境. 0.1 ka来的湿度变化存在0.02 ka的周期, 其中, 1920～1940和1960～1980年前后, 为两个较为湿润的时期, 1980年以来该地区变干.     

东亚季风边缘带上的植被变化

早期的工作在全球和区域尺度上对气候与植被之间的关系进行了研究,表现在区域上存在差异. 本文集中于东亚季风边缘带上植被变化与季风季节与年际变化的关系分析,分季风区、非季风区和季风边缘区等3个区域做比较分析,结果得出季风边缘区域的植被生长对气候变化的响应较为敏感.     

东亚季风95~56 ka BP期间D/O事件年代的精确

据中国湖北神农架山宝洞内两根石笋的 23个U/Th年龄和532个δ ¹⁸O测试数据, 建立了末次冰期95~56 ka BP时段平均分辨率为80 a的石笋δ ¹⁸时间序列. 该记录可与南京葫芦洞δ ¹⁸O记录作良好拼接, 从而完整地揭示95 ka BP以来东亚夏季风环流千年尺度气候变化特征, 其变化趋势与65°N太阳辐射曲线类似. 与格陵兰冰芯δ ¹⁸O记录的Dansgaard/Oeschger (D/O)1-22事件对比表明, 东亚夏季风千年尺度气候振荡与高北纬地区海-气快速重组存在遥相关效应. 石笋记录对D/O 事件的精确标定有可能进一步校正格陵兰冰芯时标. 研究时段石笋记录的D/O事件与格陵兰North GRIP和GISP2冰芯时标存在不同程度的差别, 其中D/O19-20两个事件的年龄偏差远超出铀系定年误差(±0.6ka). D/O19-20晚于North GRIP时标1~2 ka, 而早于GISP2时标3~4 ka. 与南半球巴西石笋δ ¹⁸O记录对比表明, 南北半球降水的D/O事件存在反相位关系, 支持千年尺度海-气耦合的跷跷板(“See-saw”)模式.     

地震前兆多尺度综合分析研究与汶川大地震前后趋势变化

经过多年的不断探索,一般认为各类地震前兆观测资料都是以不同的方式监测与地震孕育、发生过程中有某种关联的信息,通过研究该类信息,有助于认识地震发生的机理。通过大量研究表明,地震异常信息有可能分布于数字观测资料的不同频带中,既可能存在于高频段,也可能存在于低频段,还可能兼而有之。     

抚仙湖沉积物多指标记录的过去5000年湖泊环境变化

我国西南地区湖泊众多,利用湖泊沉积物已开展了大量全新世植被、降水、温度和水位等的重建工作.然而,代用指标的季节性差异和气候演变的区域差异使得不同代用指标和地区重建的古气候结果存在较大差异,需要更多可靠记录来相互佐证和构建我国西南地区气候变化的详细图景.本文以云南抚仙湖FXH-6钻孔沉积物为研究对象,对正构烷烃和色度指标作了分析,在厘清其来源及环境指示意义的基础上,重建过去近5000年抚仙湖有机质的来源和湖泊水位的变化,探讨了湖泊环境变化与区域气候变化的关系.结果表明,抚仙湖沉积物中正构烷烃n-C₂₃和n-C₃₁可有效指示内源沉水植物和外源陆生植物.近5000年抚仙湖湖泊环境经历了3个阶段:在5000—2300 cal a BP阶段,沉水植物广泛分布,湖泊水位处于高位;在2300—2000 cal a BP阶段,抚仙湖沉积环境快速变化,内源沉水植物生物量锐减,水位快速下降;2000 cal a BP至今,沉水植物生物量持续减少,湖泊水位保持低水位;同时,人类活动也影响了该阶段(2000 cal a BP至今)陆源植物的输入.本研究重建的抚仙湖持续降低的水位变化和湖泊生产力趋势与过去5000年西南地区的年平均温逐渐降低、年平均降水量逐渐减小的总体趋势相对应,表明区域气候变化是湖泊沉积环境变化的主要驱动力.     

近百年来自然和人为因素对亚洲季风降水影响的时间序列分析研究

近百年来,全球地表平均温度呈持续上升的趋势,是人为和自然因素共同作用的结果;而对同时期人类活动在亚洲季风降水变化中所起的作用仍有不同看法.本文基于贵州董歌洞和甘肃万象洞近2000年来的石笋氧同位素(δ18O)记录,用奇异谱方法研究近百年来全球增温和CO2浓度增高背景下石笋δ18O的变化特征,探讨人类活动对东亚和南亚季风降水的可能影响.结果显示,上述两地近百年来的石笋δ18O变化趋势基本可以通过1900AD前自然序列的延伸得到重现.如果目前关于石笋δ18O记录反映季风降水量的解释正确的话,我们的分析结果则说明,虽然近100年来人类活动对温度有明显作用,但似乎没有对东亚和南亚季风降水变化趋势产生显著影响,使之大致保持了原有的自然趋势.这说明,过去全球温度变化对季风的影响是亟待解决的问题.     

青藏高原东南缘多尺度重力场变化特征及孕震机理分析

文中基于青藏高原东南缘2013—2016年的流动重力观测资料,获得了鲁甸和景谷地震前后不同时间尺度下区域重力场的动态演化趋势和异常特征,利用小波多尺度分解分析重力场变化与构造运动、物质密度变迁和强震孕育的关系和规律,对青藏高原东南缘深部物质变化、动力学过程及地震孕育机理进行了探讨。结果表明:1)鲁甸、景谷震前震源区重力场变化呈现与断裂构造走向一致的剧烈正、负异常过渡带和梯度带特征,显示了孕震期间震源区强烈的地壳运动和深部物质变化过程; 2) 2013年9月—2014年4月重力场变化的小波多尺度分解结果显示,青藏高原东南缘地壳、上地幔不同深度和尺度的重力场变化与地震分布及活动断裂带位置相关性显著,表明研究区地震孕育与断裂运动以及地壳、上地幔内物质密度分布变化关系密切,可能受地壳、上地幔物质运移的复杂深部动力学过程影响; 3)基于青藏高原东南缘地壳、上地幔物质运移的动力学过程,对强震多发生在重力场变化的正、负异常过渡带和梯度带附近的特征进行了初步的解释。文中的研究结果对地球构造运动、地震机理研究具有一定的参考价值。     

乌鲁木齐10号泉流量变化的多尺度小波分析与异常识别

结合10号泉开始观测以来的震例，利用基于小波分析的多尺度分析原理对乌鲁木齐10泉流量的日均值观测序列进行了分析，总结了10号泉流量多尺度分析结果的映震特征。10号泉流量的地震前兆异常绝大多数是高值异常且具有较好的重复性，即一般都是在高值异常结束后几个月之内发生地震，个别情况下地震会发生在高值异常持续时段内。初步可以认定，利用基于小波变换的多尺度分析原理将流量数据分解成若干频段后，能够较好地识别和提取流量原始测值中不易分辨的震前异常。     

中国近海海平面季节尺度变化的时频分析

用连续小波变换方法，对中国近海验潮站资料(20～30a)和Topex/Poseidon卫星测高海平面变化资料(1992年10月～1998年9月)进行分析，给出了南海、黄海和东海海平面变化在季节尺度上的时频特征. 结果表明，黄海和东海的海平面变化较相似，存在显著的周年和准双月的振荡信号；南海具有较明显的周年信号和较弱的半年周期信号；浅海区和深海区的海平面季节尺度变化在周期性与强度上存在明显差异.     

孟加拉湾和东经90°海岭260 ka以来的古海洋学记录与印度季风的影响

通过相轮分析, 讨论了北印度洋孟加拉深海扇扇区和东经90°海岭岭区的沉积记录部分环境指标间可能存在的相互联系. 60 kaBP以来短周期的快速变化在扇区得到充分反映, 其中, 古生产力的变化与夏季季风的兴衰并非呈简单的线性关系. 与西北印度洋的替代性指标意义相反, 上升流种Globigerina bulloides 的相对富集在研究区不是印度夏季季风增强反是其减弱的信号的相对富集在研究区不是印度夏季季风增强反是其减弱的信号. 岭区记录在更长的时间范围内显示了与扇区记录基本对应的气候演化特征. 还初步讨论了发生于165 kaBP前后的重大海洋生态环境恶化事件, 认为其很可能亦是印度季风活动的产物.     

地球自转十年尺度变化的分析和预测

本文用窄带滤波器处理了1800年以来的日长变化（△LOD）的年均值序列,得到在十年尺度上的各频率分量的时变过程.结果表明,仅61年、43年和32年三个分量是较稳定的周期变化,比过去所报告的数量少得多.在此基础上,对未来50年中的△LOD的变化趋势作出预测,认为从70年代初开始的十年尺度上的自转加速过程,可能将持续到本世纪90年代前期,而后将进入一个减速期.     

地球自转十年尺度变化的分析和预测

本文用窄带滤波器处理了1800年以来的日长变化（△LOD）的年均值序列,得到在十年尺度上的各频率分量的时变过程.结果表明,仅61年、43年和32年三个分量是较稳定的周期变化,比过去所报告的数量少得多.在此基础上,对未来50年中的△LOD的变化趋势作出预测,认为从70年代初开始的十年尺度上的自转加速过程,可能将持续到本世纪90年代前期,而后将进入一个减速期.     

大地电磁的多尺度反演

对于迭代方式的参数化反演方法,如何使反演结果稳定地收敛到整体极小仍是目前大地电磁（MT）反演中急需解决的问题．本文利用小波变换理论中的多尺度分析方法将大地电磁反问题分解为依赖于尺度变量的反问题序列,然后按尺度从大到小的次序依次求解,求解过程中前一个尺度反问题的解作为下一个尺度反问题的初始模型,直到来出对应于尺度为0的原反问题的解为止．该方法称为多尺度反演方法．数值试验和实际资料的反演结果表明,该方法可有效改善传统广义逆反演方法易陷入局部极小的弊端．     

大地电磁的多尺度反演

对于迭代方式的参数化反演方法,如何使反演结果稳定地收敛到整体极小仍是目前大地电磁（MT）反演中急需解决的问题．本文利用小波变换理论中的多尺度分析方法将大地电磁反问题分解为依赖于尺度变量的反问题序列,然后按尺度从大到小的次序依次求解,求解过程中前一个尺度反问题的解作为下一个尺度反问题的初始模型,直到来出对应于尺度为0的原反问题的解为止．该方法称为多尺度反演方法．数值试验和实际资料的反演结果表明,该方法可有效改善传统广义逆反演方法易陷入局部极小的弊端．