三峡气候的基本特征和成因的初步研究

使用１９５９年２、４、７月长江三峡的气候考察资料,揭示了三峡河谷主要气候要素（温度、湿度、风）的时空变化的基本规律,分析了高度、地形、水体等因子对三峡气候形成的作用及其在不同季节的表现。     

东业小冰期气候形成中太阳辐射和火山灰作用的敏感性试验

利用最新的太阳辐射变化资料和山灰记录通过气候模式的模拟试验来探讨小冰期气候的形成因子，并揭示其动力学机制，模拟结果较好地反映了在太阳辐射和火山灰作用下典型小冰不亚地区的温度和降水变化，主要结论是：在小冰期典型强迫条件下，欧亚大陆年平均温度普遍降低，且具有明显的区域差异，高纬度降温幅度大于低纬度，冬季降温幅度大于夏季，我国长江流域以北的广大地区的降温幅度在0．2－0．4℃之间，不同季风区对火山灰和太阳辐射变化具有不同的响应，东南季风控制的地区（如我国的华东、华南地区）降水明显减少，年平均减少幅度在0．5－1．5mm/d之间，西风和西南季风控制的广大地区降水几乎持平或略增，最大年均增幅小于0．5mm/d，这与历史证据和自然记录资料是一致的。     

中国21kaBP气候模拟的初步试验

本文使用含有陆面过程的９层大气环流谱模式（ＡＧＣＭ＋ＳＳｉＢ）,在地球轨道参数和下垫面边界条件驱动下,对２１ｋａＢＰ的气候进行模拟试验。结果表明,２１ｋａＢＰ时中国东部干旱,西部和青藏高原湿润,全国普遍降温。该模拟结果基本捕捉了由古湖泊资料和孢粉资料重建的气候特征。对模式输出的大气环流场和降水场的分析揭示出,２１ｋａＢＰ东亚夏季风环流明显减弱,而青高原夏季风环流增强;冬季风环流较现在略有增强。该模     

青藏高原热力作用对北半球气候影响的研究

总结了近年来关于青藏高原热力作用的气候特征及其对北半球区域气候影响的研究成果,主要包括：青藏高原热力作用不仅对亚洲季风和降水变率有着重要影响,而且还通过激发类似于亚洲．太平洋涛动的大尺度遥相关,影响着北美和欧洲以及南印度洋的大气环流和气候．青藏高原气候不是被动的受热带太平洋海温影响,它也可以通过北太平洋大气环流调制着太平洋热带和中纬度海．气相互作用．春、夏季青藏高原加热异常通过影响北太平洋副热带高压、哈德莱（Hadley）环流和赤道辐合带（ITCZ）,调制着热带ENSO发展,因此研究从青藏高原气候异常来预测ENSO发展的方法是必要的．这体现了北半球海．陆．气相互作用的本质．由于过去的研究更多地集中在青藏高原对亚洲季风区气候的影响方面,因而加强研究青藏高原在北半球乃至全球气候变化中的作用十分必要．     

青藏高原东部兴措湖近0.2 ka来的气候定量复原

根据青藏高原东部兴措湖沉积物总有机碳和有机碳同位素, 以及腹足类Gyraulus sibirica壳体同位素和微量元素的分析, 并与器测资料对比, 分别建立了壳体氧同位素与夏半年气温、壳体Sr/Ca比与夏半年降水量间的函数关系. 在此基础上, 对研究区近0.2 ka来的气温和降水变化进行了定量恢复. 结果表明(1) 壳体Sr/Ca比与夏半年的降水量呈负相关, 相关系数0.86; (2) 壳体d 18O与夏半年滑动平均气温为正相关, 相关系数0.89; (3) 近0.2 ka来夏半年气温和降水的变化明显存在有3个阶段, 其中19世纪中后期降水量比现代高约220 mm, 夏半年气温比现今低约2°C; 而20世纪最大降温时段降水量比现今低约60 mm, 夏半年气温比现代低约3°C; (4) 近0.05 ka来, 研究区的气候呈现明显的暖干化趋势.     

构造和气候共同控制下的藏南热隆盆地中更新世以来的演化

热隆盆地是亚东－谷露裂谷系南部, 由宁金抗沙西麓断裂控制的断陷盆地, 根据野外地质调查、 遥感(RS)和数字高程模型(DEM)分析, 盆地内发育有三期洪积扇, 形成时代分别在中更新世中期(第一期)、 中更新世中期至晚更新世早期(第二期)、 晚更新世晚期(第三期)。 这三期洪积扇的发育分别对应于间冰期和间冰阶的高温大降水时期, 表明在第四纪以来, 由于间冰期与间冰阶期的到来, 温度升高, 降雨量增加, 地表径流作用增强, 先成洪积扇被破坏, 新洪积扇形成。 盆地内自中更新世中晚期以来剥蚀程度自北向南减弱, 表明在整体抬升的背景下, 由于宁金抗沙西麓断裂的活动, 使得盆地北部基岩抬升速率大于南部, 形成自北向南的掀斜。     

末次盛冰期东亚气候的数值模拟

用美国国家大气研究中心(NCAR)的CCM3全球气候模式研究了末次盛冰期(LGM)和现代情景下的东亚季风和地面水分特征以及青藏高原冰川扩张. 结果表明: 在LGM时, 我国北方和西太平洋地区冬季风显著加强, 南方地区冬季风变化不大; 而对LGM时期的夏季风, 我国南方和南海地区显著减弱, 北方变化不显著; LGM时期季风的这种变化, 使我国东北、华北大部分地区、黄土高原和青藏高原东部年降水量比现代显著减少, 造成这些地区当时地面净失去更多水分, 使当地变干燥, 其中青藏高原东部、黄土高原西部地面变干燥最显著; 而在LGM时期青藏高原中部一些地区由于蒸发减少使地面变湿润, 有利于当时这些地区的湖面上升; 此外, LGM时期冬季青藏高原 绝大部分地区积雪明显比现代厚, 通过分析模拟资料计算的冰川平衡线高度发现: 尽管我们模拟出LGM时期较小的降温幅度, 但是通过模式中大气物理过程青藏高原降水和气温之间保持平衡, LGM时期当地冰川平衡线高度与现代相比降低了300~900 m, 即从现代的5400 m以上降为4600~5200 m, 指示着LGM时期青藏高原冰川的大规模扩张.     

气候变暖下青藏高原冻土路基地温场演化规律研究

冻土物理力学特性与温度密切相关,气候变暖背景下冻土路基地温场的分布和演化规律不仅会影响到路基的静力稳定性,还会影响到其在地震、车辆等动力荷载作用下的响应特征与稳定性。为此,基于现场实测路基坡面温度,系统开展气候变暖背景下青藏高原典型(东西、南北、45°)走向条件下冻土路基地温场分布及演化规律的模拟研究。结果表明,阴阳坡侧浅层土体冻结指数差异较融化指数差异更为显著,东西走向下阴坡冻结指数约为阳坡的2倍,而融化指数约为阳坡的0.83。阴阳坡侧路基本体及活动层季节冻融过程存在明显不同步,东西走向条件下阴坡冻结期(融化期)可较阳坡侧长(短)约1个月。路基修筑后,阴坡一侧路基下部人为上限均有一定的抬升,而阳坡仅南北走向有抬升。此后,在气候变暖及沥青路面吸热效应下,路基人为上限不断下降,最大速率可达20cm/a,且逐步出现融化夹层,其中阳坡融化夹层厚度普遍大于阴坡,差值最大可达2.5m。路基本体季节冻融过程的不同步、人为上限埋深及冻土地温分布的不对称性应在未来青藏高原冻土路基静力、动力稳定性设计和研究中予以考虑。     

青藏高原东北部地区的区域地壳现今构造形变系统——陆壳浅源构造地震成因的新认识

依据青藏高原东北部地区的大震（Ｍｓ≥７）,大震形变带、活动断裂和活动的构造体系的资料,以地球系统科学、地质力学、地震地质学、现代地震学的理论和方法为主线,对该区内大震的“共性”进行了探讨,提出了具有三维空间动态地壳现今构造形变系统的新概念,并对该区内地震的形成机制、分布规律等问题提出了新的见解。     

长江中游1998年特大洪涝成因分析

应用 １００ｈＰａ、５００ｈＰａ月平均高度资料、海温、射出长波辐射（ＯＬＲ）及武汉的气温 和降水资料,对１９９８年长江中游特大洪涝的成因作了总结分析．结果表明,冬春厄尔尼诺、副 热带高压和从春到初夏期间,印度洋－西太平洋赤道辐合带（ＩＴＣＺ）南侧积云对流的异常较 强,以及冬季雨雪异常偏多等气候特点,是有利于洪涝发生的强信号．     

气候持续变暖条件下青藏高原多年冻土变化趋势数值模拟

应用数值方法模拟了气候持续以0.04℃/a速度变暖条件下,我国青藏高原多年冻土热状况可能发生的变化趋势,计算结果表明,在计算所假设条件下,当初始地面年平均温度为0.0,-0.5,-1.5,-2.5,-3.5和-4.5℃时,14m深度上的年平均地温分别为-0.11,-0.59,-1.52,-2.45,-3.21和-4.32℃,多年冻土厚度为16.8,29.0,54.1,79.7,112.1和131.0m时,经50a的环境持续升温后,14m深度上的年平均地温分别升高为0.0,0.0,-0.36,-1.23,-2.16和-3.07℃;初始年平均地面温度高于-1.112的多年冻土由衔接型变为不衔接型,低于-1.1℃时,多年冻土上限分别由初始的1.8,1.6,1.4,和1.2m增大为2.2,2.0,1.8,1.6m,且多年冻土厚度不发生大的变化。所以,如果未来气侯以文中的速度或低于该速度变暖,50a内我国青藏高原多年冻土分布将不会发生大的明显变化。     

长江中游1998年特大洪涝成因分析

应用 １００ｈＰａ、５００ｈＰａ月平均高度资料、海温、射出长波辐射（ＯＬＲ）及武汉的气温 和降水资料,对１９９８年长江中游特大洪涝的成因作了总结分析．结果表明,冬春厄尔尼诺、副 热带高压和从春到初夏期间,印度洋－西太平洋赤道辐合带（ＩＴＣＺ）南侧积云对流的异常较 强,以及冬季雨雪异常偏多等气候特点,是有利于洪涝发生的强信号．     

青藏高原希夏邦马峰地区雪冰有机质的气候与环境意义

从青藏高原希夏邦马峰达索普冰川海拔 6 4 0 0～ 70 0 0m(相当于对流层的中上部 )雪冰中检测出源于自然生物的有机化合物有C15 ～C3 3 正构烷烃、C6～C18的一元正脂肪酸、C2 4～C3 1的正脂族 2 酮及酯 ,但未能发现在对流层下部存在的稳定性较低的化合物 ,显示了对流层中上部与对流层下部在有机组成上不同的一面 .检出了源于石油残余物的姥鲛烷、植烷、C19～C2 9的长链三环萜、C2 4四环萜、C2 7～C3 5 的αβ型藿烷、C2 7～C2 9甾烷以及叠加于生物源上的正构烷烃 ,表明这一偏远的、处于对流层中上部的希夏邦马峰地区已受到人类活动有机质的污染 .污染源不在中国境内 ,而主要与世界上产油量最高的中东地区有关 ,并记录了海湾战争的影响 .一些有机指标与δ18O有很好的对应关系 ,可明显地划分出夏半年 (季风盛行 )和冬半年 (西风盛行 ) ,对本区乃至青藏高原大气环流有指示意义 .夏季风盛行时 ,正构烷烃nC17>nC2 9,正构烷烃的nC2 9/nC2 7,nC2 2 /nC2 1-,nC2 9/nC2 4,C3 0 酮 /C3 0 酯 ,C2 4四环萜 /C2 4三环萜等比值和CPIn 值降低 .而西风盛行时 ,正构烷烃nC2 9>nC17,正构烷烃的nC2 9/nC2 7,nC2 9/nC2 4,C3 0 酮 /C3 0 酯 ,C2 4四环萜 /C2 4三环萜等比值和CPIn 值升高 .     

干热岩地热资源热源机制研究现状及其对成因机制研究的启示

干热岩作为一种清洁可再生能源具有巨大的开发利用价值,大力开发干热岩可助力我国实现“碳达峰”与“碳中和”目标.成因机制研究是干热岩地热资源高效开发利用的基础.在干热岩地热资源形成中,热源是首要控制因素.本文通过全面梳理全球典型干热岩示范场地的地热地质背景与热源机制研究现状,对常见的干热岩热源机制进行了分类归纳,并在此基础上,分析了我国未来干热岩成因机制研究的方向.研究结果表明,花岗岩放射性生热、附加岩浆热与深部地幔热是干热岩常见的热源,其中,附加岩浆热源又可进一步根据成因分为火山岩浆热源与构造岩浆热源.本论文认为在未来干热岩成因机制研究中,应高度重视热源构成及各热源热贡献量的量化表征,在此基础上,重点查明浅部控热构造,构建干热岩地热资源的“生热-控热”一体化定量模型.此外,进一步完善大地热流数据也有助于干热岩地热资源成因机制的深入研究.     

青藏高原东北部地区的区域地壳现今构造形变系统--陆壳浅源构造地震成因的新认识

依据青藏高原东北部地区的大震 (MS≥ 7)、大震形变带、活动断裂和活动构造体系的资料 ,以地球系统科学、地质力学、地震地质学、现代地震学的理论和方法为主线 ,对该区内大震的“共性”进行了探讨 ,提出了具有三维空间动态的区域地壳现今构造形变系统的新概念 ,并对该区内地震的形成机制、分布规律等科学问题提出了新的见解 .     

鄂尔多斯盆地东缘煤层气成因机制

鄂尔多斯盆地东缘煤层气开发在过去近20年的时间,并没有取得实质性进展,确定气体成因和来源对煤层气勘探选区及开发具有指导意义.本文测试了37组煤层气碳同位素数据,讨论了鄂尔多斯盆地东缘煤层气成因,并从煤的热成熟度和盆地水动力条件方面讨论了煤层气成因的机制.结果表明,鄂尔多斯盆地东缘甲烷碳同位素分布在70.5‰～36.19‰,由北向南明显呈偏重趋势,边浅部为次生生物气与热成因混合气,而中深部为热成因气,这一现象的形成主要受控于盆地的煤阶展布规律和地下水动力场.首先,从全国煤的热成熟度与煤层甲烷成因关系得出,鄂尔多斯盆地东缘以中煤阶煤为主,镜质体反射率Rmax分布在0.5%～2.0%,如果具备适当的水动力条件可形成次生生物气与热成因气混合的煤层气藏;与此同时,鄂尔多斯盆地东缘边浅部煤层埋藏浅,露头发育,大气降水及其他地表水携带细菌补给煤层,使煤中有机化合物发生新陈代谢生成甲烷和二氧化碳,在存在圈闭机制的区域,如柳林和韩城,现今含气量比较高.     

气候突变的子波分析

对气候突变的研究,以往多采用统计方法．本文强调气候是多尺度、多层次的这一观点,并用子波变换方法分析了北半球平均温度资料,进一步证实了１９２０年为气候突变点．同时也找到了较低层次（１０１年尺度,１００年尺度）上的突变点的年代．分析结果较为客观并符合实际．     

前兆观测中的远场效应及其成因机制的初步探讨

在近２年的前兆观测实践中，我们发现了一种十分有趣的，奇特的现象，在１９９６年３月１９日新疆阿图什６．９级强震发生前和１９９７年３￣４月新疆伽师６级强震群发生前，在远隔２５００公里外的四川地区观测到了多种前兆手段的群体突变事件。我们称它为强震的“远场效应”。本文还对它的成因机制作了初步的探讨。     

青藏高原东部兴措湖生物壳体元素及同位素记录的气候环境信息

通过对青藏高原东部若尔盖盆地兴措湖50年来Gyraulus sibirica壳体元素及同位素分析,并与器测气象资料的比较,建立了兴措湖记录与对应的降水和气温间的函数关系,探讨了湖泊记录所指示的气候环境意义,结果表明：青藏高原东部兴措湖地区腹足类生物在夏半年形成壳体,它所记录的是夏半年而不是全年的气候环境信息,Gyraulus Sibria壳体Mg/Ca比及δ^18O指标与夏半年气温有一定的相关性,其中壳体δ^18O指标对气温变化更敏感,δ^18O与夏半年气温滑动平均间的变率为1．64‰／℃,均值比为0．28‰/℃,Sr/Ca比,δ^13C指标与夏半年的降水量关系较密切,尤其是Sr/Ca比随降水量波动呈显著相关变化,Sr/Ca变化与降水间的平均变率（d(Sr/Ca)/dP)为－0．045/mm。     

青藏高原湖泊表层沉积物中陆源正构烷烃氢同位素比值的气候意义

通过分析1961—2005年长江流域水汽收支的时空变化及环流特征,发现：1）长江流域春季、秋季、冬季和年均水汽收支下降,而夏季增加：长江上游除夏季外均变化显著,中下游则只有春季、夏季和秋季变化显著;2）长江中下游各季节及年水汽收支与降水的关系都通过了裎著性检验,其中夏季关系最好,而长江上游只有春季和秋季通过显著性检验;3）夏季长江流域水汽输送下降,但水汽收支却增加,可能与东亚夏季风减弱有关,而东亚夏季风的减弱可能与东亚大陆上空低层大气位势高度显著增强有关。