中国利用树轮资料重建干湿变化研究进展

树木年轮资料定年准确、分辨率高、连续性强,已成为研究过去全球变化的重要信息来源之一。中国树轮与干湿变化研究,样点分布广泛,研究树种较多,重建尺度较长。基于树轮宽度、密度和同位素等各种代用指标,在分析树木径向生长对干湿变化响应、重建历史时期干湿变化等方面取得很大进展。一般来说,在干旱半干旱区的低海拔区域,水分条件,尤其是春季、秋季和年湿润状况,是树木径向生长的重要影响因素。森林上限、相对冷湿区域以及亚热带气候区,树木生长与降水的相关性偏弱。在时间尺度上,基于树轮重建的长于1000年甚至超过2000年的干湿变化序列已有多条,主要分布在青藏高原地区。目前最长年表已达4500年,最长降水序列为3500年。本文通过对部分树轮成果的简要概括,以期为树轮采样和干湿变化重建提供借鉴与帮助。     

近10 a青藏高原干湿状况及其与植被变化的关系研究

植被是陆地生态系统中最重要、同时也是气候变化最敏感的组分,而高原植被系统行为往往比其他地区能更早、更明显地预兆全球变化。探讨青藏高原区域干湿状况及其与植被变化的关系有助于更好地认识和理解陆地生态系统对气候变化的响应和适应机理,对高原生态安全屏障计划的实施以及全球生态建设有重要意义。基于地面气象台站观测数据和MODIS EVI数据集,2001-2010年生长季干湿状况和植被覆盖的时空变化格局,对青藏高原干湿状况与植被覆盖变化的关系进行了分析与探讨。结果表明：（1）高原整体上呈现由东南向西北渐干的趋势,干旱及半干旱区占高原总面积的67%。10 a间高原有25%的区域在逐渐变干,且南北差异明显;（2）高原生长季EVI的空间格局与干湿格局相近,且东西部界线分明。10 a间高原植被活动由东南向西北整体上呈现“退化-增强-变化不大”的规律;（3）区域干湿程度对EVI空间格局差异有显著影响,特别是在占高原面积44%的半干旱区,两者相关性最大。人为干扰对高原EVI变化的作用不明显,但EVI与干湿程度相关性相对偏小的区域人为干扰程度往往较大;（4）从高原96个气象站点生长季[EVI]对干燥度指数变化的敏感性来看,敏感程度较大的气象站点主要集中在高原东北部、高原中部及雅鲁藏布江中上游区域,60%以上的气象站点随着干旱程度的加深植被呈退化趋势。     

末次盛冰期以来青藏高原东北部共和盆地冬夏季风演化记录

对青藏高原东北部共和盆地冬其剖面的化学元素与粒度分析表明,末次盛冰期以来区域冬夏季风总体上呈现此消彼长的关系,气候出现多次冷干-暖湿旋回。15.82 ka BP之前冬季风最强,夏季风最弱,为末次盛冰期时的冷干气候,但21 ka BP之前气候可能寒冷偏湿。15.82~9.5 ka BP夏季风明显增强,冬季风衰弱,气候明显转暖,其中老仙女木时期（14.7~13.7 a BP）和新仙女木时期（12.1~9.5 ka BP）气候相对冷干,而B-A时期（13.7~12.1 ka BP）气候相对暖湿。全新世以来冬夏季风出现多次波动,9.5~7.0 ka BP夏季风相对较强,气候相对暖湿;7.0~5.1 ka BP冬夏季风强弱交替频繁,气候出现冷干-暖湿旋回;5.1~2.7 ka BP夏季风总体较强,气候温暖湿润;2.7 ka BP 之后冬季风明显增强,气候趋于冷干。此外,区域冬夏季风演变过程与极地冰芯记录的冷暖事件大体一致,可以认为共和盆地气候变化是全球气候变化的区域响应。     

湖北省近500年区域干湿序列重建及其比较分析

在历史旱涝记载资料可靠性检验的基础上,重建了湖北省3个区域近500年来的干湿气候变化序列,并比较分析了各区域干湿气候变化的趋势特征、准周期性及跃变现象。结果表明:在3个区域中,鄂东区1570~1770、1890~1950年两个时段偏湿,1470~1520、1790~1830年则偏干;鄂北区偏湿时期主要在1470~1530、1710~1750、1850~1910年三个时段,1470~1530、1770~1830年则偏干;鄂西南区有1550~1610、1650~1710、1830~1890、1930~1990年4个主要偏湿时期,而无明显的偏干时段。运用功率谱和小波分析对3个干湿序列研究后发现,3个区域干湿变化具有多个气象周期,区域间周期类型差异显著,但50~70年左右的周期在3个区域上均表现突出;采用滑动t检验方法辨识干湿气候跃变现象,在"世纪尺度"和 30年尺度上检测到各区域干湿变化存在多个跃变事件,且同一跃变事件对不同区域向干(或向湿)影响的趋势相同。     

夏季风影响过渡区陆面蒸散发对夏季风活跃度的响应北大核心CSCD

在东亚夏季风影响过渡区,陆面蒸散发(Evapotranspiration,ET)时空变化对夏季风活动响应规律的研究对理解陆地水热循环过程至关重要。本研究利用夏季风过渡区及邻近区域14个陆面观测站点的蒸散发观测数据评估了6种常用蒸散发全球产品的适用性,并对它们在过渡区的年际变化进行了比较。评估表明,JRA-55(Japanese 55-Year Reanalysis)可以较好模拟站点尺度的蒸散发,而且能够合理刻画过渡区平均蒸散发的长期年际变化,因此将JRA-55作为蒸散发参考数据集。在理解过渡区蒸散发时空变化的基础上,考察了陆面蒸散发对夏季风活动的响应特征。为识别东亚夏季风在影响过渡区的活跃度和活动规律,引入夏季风持续时间,该指数较常用的夏季风强度指标能更合理地反映过渡区夏季降水和夏季风活动的年际变化特征。本研究发现陆面蒸散发在年际时间尺度上与夏季风持续时间的散点呈现近似对数/幂函数曲线。在弱夏季风年,蒸散发年际变化对夏季风持续时间更为敏感。对蒸散发和夏季风持续时间进行集合经验模态分解,结果显示出夏季风活动在3年、年代际和长期趋势上显著影响蒸散发。未来气候情景下,东亚夏季风系统的活跃度很可能将增强,这会加速陆面蒸散发等水循环过程,同时对流域水资源和生态系统的稳定性将会产生重大影响。     

510年来中国东中部地区气候干湿变化研究

选择上海、武汉、天津和西安为典型区，以1470-1979年逐年干湿等级序列为基本数据源，应用墨西哥帽小波变换方法，对中国东中部地区近510a来不同时间尺度下的气候干湿变化与气候突变特征进行分析，并探讨气候干湿变化的动因。结果显示：19世纪以前气候干湿变化表现出较明显的东西差异；小冰期事件、18世纪气候温和期等非局地性事件在较大区域都有反应，但各地的具体响应程度、方式和时间均有差异；在20世纪气候变暖的大背景下，各地气候均向偏干旱方向演变。百年以上尺度气候干湿变化的原因主要是太阳辐射及其引起的大气环流变化，百年以下尺度的变化则与季风系统短尺度波动、区内各个大气环流系统的相互作用、局地下垫面差异和人类活动等复杂因素的影响有关。     

长江中下游夏季降水变化与亚洲夏季风系统的关系

以长江中下游流域实测降水数据和亚洲季风指数为基础,采用Mann-Kendall检验、线性相关和偏相关分析、小波分析等方法,揭示长江中下游夏季降水的时空变化特征及其与亚洲季风系统之间的相互关系和影响差异。结果表明,近50 a来长江中下游夏季降水量呈显著的增加趋势,其与亚洲主要夏季风指数之间均呈负的线性相关关系,且显著性影响范围东亚夏季风大于南海夏季风大于南亚夏季风。不同亚洲夏季风子系统间存在复杂的相互作用关系,尤其是东亚夏季风和南海夏季风之间的相互作用对长江中下游夏季降水产生了重要影响。长江中下游夏季降水量与亚洲主要夏季风指数存在2~4 a时间尺度上的显著相关性,且以反位相关系为主。此外,长江中下游夏季降水量与东亚夏季风的相干性最为突出,在小于8 a的时间尺度上,两者之间的相关性在近50 a来呈现减弱的趋势,特别是自20世纪80年代中后期以来。     

江汉平原12.76 cal. ka B.P.以来环境干湿变化的高分辨率研究

选择位于江汉平原的JZ-2010湖相沉积剖面为研究对象,利用AMS14C测年建立江汉平原12.76 cal.ka B.P.以来环境演变的时间序列。对湖相沉积物中元素Rb和Sr的差异分布、Rb/Sr值、Ti元素含量以及磁化率等多项环境代用指标的综合分析表明:江汉平原12.76 cal.ka B.P.以来环境干湿变化经历了晚冰期由偏干转向偏湿波动、全新世开始湿度增强、全新世中期偏湿到湿润再至干湿波动,全新世晚期至现代偏湿到偏干的过程。磁化率波动与江汉平原新石器时代各文化类型出现或转型相关。江汉平原环境干湿变化体现东亚季风环流影响,驱动机制主要是北半球夏季太阳辐射变化;还受到东北、北、西三面环山而东南面向夏季风倾斜开放的地势影响。     

“中国陆地表层干湿状况及时空分异”研究进展

近年来,在地域分异和全球变化的研究过程中,对陆地表层干湿状况给予了特别的关注。中国科学院院士郑度承担的国家自然科学基金重点项目“中国生态地理区域系统及其在全球环境变化研究中的应用”和中科院地理资源所吴绍洪研究员承担的国家自然科学基金项目“陆地表层格局研究中的自然与人文综合”,联合中国科学院植物研究所、北京大学的科研人员协同研究。其中总目标之一是:解决合理表征中国陆地表层干湿状况的指标、主要干湿因子的变化趋势、干湿状况变化的区域差异和季节差异等关键问题,合理配置和利用水资源,研究未来气候变化趋势,探索土地利用/土地覆被变化,土地沙漠化和沙尘暴等环境变化的驱动机制,为防止生态脆弱带自然环境的进一步     

区域中的水分状况分析

水分状况在很大程度上影响着区域内农业生态系统的生产力.本文以干湿线为基础分析了水分状况在区域中的动态变化.应用干湿线可以确定农作物的最佳生长区域、水分不足区不同作物生长期所需补充的田间灌溉用水量.并可作为区域农田用水灌溉的决策依据.     

近百年来全球不同冷、暖期温度分布及环流特征

本文用全球格点气温、海面温度、海平面气压等资料分析了本世纪以来四个不同冷暖时段（１９０６－１９１５，１９３６－１９４５，１９６６－１９７５及１９７９－１９８８年）的温度场和地面气压场。着重讨论了不同冷、暖期之间温度距平场的分布特点、区域和季节差异以及海、陆变化的不同步性等。在温度的纬向谐波分析中发现冬季暖期，中、高纬度超长波活动盛行，表明１０年尺度冷、暖的环流机制与天气尺度是一致的。     

Winter and summer monsoonal evolution in Gonghe Basin, northeastern Qinghai-Tibetan Plateau since the Last Glacial Maximum

Geochemical and grain size analysis on the DQ (Dongqi) profile from Gonghe Basin, northeastern Qinghai-Tibetan Plateau, indicates that regional climate has experienced several cold-dry and warm-wet cycles since the last glacial maximum (LGM). The cold and dry climate dominated the region before 15.82 cal. ka B.P. due to stronger winter monsoon and weaker summer monsoon, but the climate was relatively cold and wetter prior to 21 cal. ka B.P.. In 15.82–9.5 cal. ka B.P., summer monsoon strength increased and winter monsoon tended to be weaker, implying an obvious warm climate. Specifically, the relatively cold and dry condition appeared in 14.7–13.7 cal. ka B.P. and 12.1–9.5 cal. ka B.P., respectively, while relatively warm and wet in 13.7–12.1 cal. ka B.P.. The winter and summer monsoonal strength presents frequent fluctuations in the Holocene and relatively warm and wet conditions emerged in 9.5–7.0 cal. ka B.P. due to stronger summer monsoon. From 7.0 to 5.1 cal. ka B.P., the cycle of cold-dry and warm-wet climate corresponds to frequent fluctuations of winter and summer monsoons. The climate becomes warm and wet in 5.1–2.7 cal. ka B.P., accompanying increased summer monsoon, but it tends to be cold and dry since 2.7 cal. ka B.P. due to enhanced winter monsoonal strength. In addition, the evolution of regional winter and summer monsoons is coincident with warm and cold records from the polar ice core. In other words, climatic change in the Gonghe Basin can be considered as a regional response to global climate change.     

亚洲季风与中国干湿、农牧气候界线之关系

基于中国553个气象站点1958~2000年日降水量资料、北方295个气象站点同期(20(cm)蒸发皿资料,界定出半干旱区和农牧交错区各自的范围。利用东亚夏季风强度指数(1951~1995年)与印度夏季降水量(1951~1998年)资料, 分析了半干旱区和农牧交错区东南-西北界10年际空间变化与亚洲夏季风的关系。近50年中国干湿、农牧气候界线的动态变化是影响中国的季风环流强弱作用在空间上的实物表现, 季风环流的强弱变化控制着气候界线空间摆动的范围与方向, 其年代际变化是中国干湿、农牧气候界线呈现出年代际变化特征的根源。分析显示, 在现代情况下, 农牧气候界线位置的空间摆动主要反映人类生产活动强度的强弱差异, 人为因素起主导作用。     

2.5 Ma以来柴达木盆地的气候干湿变化特征及其原因

长期以来，一直认为柴达木盆地第四纪气候在波动中向干旱方向发展。原因是青藏高原的隆升阻挡了来自印度洋、孟加拉湾的水汽。然而，来自柴达木盆地新的证据表明，柴达木盆地第四纪气候演变的总体趋势是冰期越来越干燥，间冰期干燥程度却存在减弱的趋势。并且这种变化是呈阶段性的。最明显的阶段划分应在0.8-0.6Ma前后。这种现象可以用青藏高原的隆升做出比较合理的解释：青藏高原的隆升，不仅通过增强冬季亚洲高压（西伯利亚高压）使冬季风增强，使东亚季风区冰期气候更加干燥寒冷，而且还可以通过增强夏季亚洲低压（印度低压），使夏季风增强、间冰期气候更加温暖湿润，从而使得中国季风区冰期－间冰期的气候变差增大。可是，柴达木盆地位于青藏高原北缘，我国西北内陆区受夏季风影响较弱，间冰期或者湿润期湿润程度的增大如何与高原隆升和季风系统的调整相联系，还有待于进一步的研究。     

Last glacial climate variations on the tropical Leizhou Peninsula,South China

Two cores were recovered from raised peat bogs on the tropical northern Leizhou Peninsula, south China. Multiple sediment variables including organic matter (OM) content, the stable carbon isotope signature of OM, low-frequency magnetic susceptibility and degree of humification, indicate that the regional paleoclimate played an important role in determining the nature of peat that accumulated. Based on comparison with other climate proxies, the bulk peat δ¹³C record was interpreted as an indicator of variation in the East Asian (EA) summer monsoon, and to a lesser extent, the Indian summer monsoon, during the last glacial period between ~49 and 10 cal ka BP. More negative bulk δ¹³C values reflect wetter and warmer conditions, and thus a strong EA summer monsoon. More positive values indicate drier and cooler conditions. A warm and wet period occurred between ~46 and 28 cal ka BP, implying a strengthening of the EA summer monsoon. A climate shift occurred at ~22 cal ka BP and the driest and coldest period appeared between ~19 and 16 cal ka BP, suggesting weakening of the EA summer monsoon. After ~12 cal ka BP, climate shifted towards wetter and warmer conditions again. It has been suggested that variations in orbitally induced solar insolation played a role in the last glacial climate of the study region. Several millennial—scale arid and cold phases characterized by C4 plants, or by more positive δ¹³C values during periods when C3 plants dominated, show agreement with the Greenland GISP2 ice core and the Chinese stalagmite records. Interactions between high northern latitude cold air advection and summer moisture transported across the tropical ocean, and the migration of the mean position of the Intertropical Convergence Zone (ITCZ) would have favored these millennial–scale phases. Additionally, changes in heat transport to the North Atlantic would also have influenced climate in the region.     

夏季风活动与长江流域的旱涝

本文指出夏季风活动与我国主要雨区位置有对应的配合。中国大部分降水集中在夏季风时期对某一年来讲,虽然年或季的雨量可以接近正常,但这并不意味着全国降水都接近正常,有些地方多雨,有些地方少雨,甚至还有些地方遭受旱涝灾害。其次,作者对长江流域旱涝的高低空环流特征作了概括,发现夏季风活动与西太平洋副高及其脊的东、西移动有密切联系。特别是副热带环流及青藏高压和西太平洋副高之间的相互作用对长江流域旱涝起到重要作用。最后探讨季风形成的基本因子及其对夏季风活动的可能影响。     

查格勒布鲁剖面—晚更新世以来东亚季风进退的地层记录

本文着重分析了查格勒布鲁剖面沉积物的粒度特征和孢粉组合特征，结合（１４）Ｃ测年、古冰缘现象和沉积物化学元素的ＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３分子比值变化规律指出，晚更新世以来巴丹吉林沙漠南缘地区的气候条件随全球冰期气候的波动亦经历了由晚更新世早期的相对温湿阶段、晚更新世晚期尤其是末次盛冰期的干冷阶段向全新世温暖期的演化过程。东亚夏季风尾阎在晚更新世早期到达甚至越过本区影响到拐子湖一带，晚更新世晚期本区受冬季风的控制，全新世以来东亚夏季风尾闾又向本区推进，并于全新世大暖期对本区造成明显影响。     

基于石笋记录的云贵高原古气候变化研究进展

重建古气候、古环境已成为当今全球变化研究的热点.石笋作为岩溶洞穴次生化学沉积物的典型代表,是古气候研究的重要载体.基于近年来已报道的贵州荔波、茂兰、都匀凯口及云南寻甸、宣威、宁蒗等地11个洞穴30余根石笋的氧同位素数据的综合分析,认识云贵高原163 kaBP以来的古气候变化情况.结果表明,163kaBP以来,青藏高原隆升对全球气候格局的改变及季风系统的形成起到重大影响,在此大背景下,云贵高原气候演变体现了全球一致性,也呈现出其自身规律：（1）倒数第2次冰期的冰盛期（163.3～ 129.28 kaBP）,气候严寒干冷,期间伴随温凉向冷干的转变;（2）末次间冰期（129.28～78.92 kaBP）,气候温暖湿润,但期间冷暖波动变化幅度很大;（3）末次冰期（78.92～11.2 kaBP）,气候极不稳定,冷暖波动很大,总体呈现降雨由多变少,气温由高变低的变化趋势;（4）全新世（11.2 kaBP至今）,气候温暖,雨量充沛,气候呈现变暖—高温—稍变冷—恢复的变化趋势.云贵高原作为一个特殊区域,即东亚季风与印度季风的过渡带,对研究中国甚至于全球季风系统的演变发展有着重要意义.通过多指标多手段,提高研究区研究精度,拟建古气候变化曲线,应对全球变暖的区域性实证研究及未来气候模拟预测将是今后努力的方向.     

气候变暖的适应行为与黑龙江省夏季低温冷害的变化

与气候变暖相联系的极端天气、气候事件及其影响的研究正日益受到重视,极端事件与气候变化直接相关,而极端事件的影响还与人类的适应行为密切相关。本文以农业对温度变化最敏感的黑龙江省为例,分析了变暖对夏季低温冷害事件的影响。结果显示,变暖后夏季出现低温冷害临界气温的概率减小;但由于人们追求更高经济效益的适应行为,在变暖的情况下种植更适应较暖气候条件的农作物,低温冷害的发生的频率和强度并不一定随变暖而减少,但作物单产期望值还是会增加。