1980-2012年青藏高原土壤湿度时空演变特征

基于美国气候预测中心（CPC）土壤湿度资料和80个青藏高原气象观测站的降水、气温资料,对青藏高原土壤湿度时空演变、突变,及土壤湿度与降水、气温的关系进行了分析.结果表明：青藏高原土壤湿度呈自东南向西北递减的分布特征,土壤湿度与降水量在空间上有很好的对应关系,在时间上存在2~4个月的时滞相关.1980-2012年高原土壤湿度呈显著增多趋势,土壤湿度变化发生突变的年份为2003年.在土壤湿度变化过程中,降水和气温的作用明显,5-10月降水量和1-6月气温是影响高原土壤湿度变化的主要因素.5-10月降水量决定了多水期的土壤湿度,而多水期土壤湿度和1-6月气温共同决定了少水期的土壤湿度.     

叶尔羌流域极端气候变化特征及其对径流的影响研究

基于1954—2015年叶尔羌流域的气温、降水和径流数据,采用M-K突变检验、距平、趋势分析、Hill估计方法揭示了影响流域水文过程的气候指标,采用主成分回归分析方法探讨了极端气候与极端水文事件之间的关系。结果表明：（1）叶尔羌河流域年平均气温、降水均呈显著上升趋势;年平均气温突变时间为1998年,年平均降水不存在突变。（2）流域径流量、极端径流量呈上升趋势,其中径流量变化显著,极端径流的阈值为148.3 mm,64年间共计发生18次极端径流事件。（3）流域极端降水对径流以及极端径流的变化影响较大,极端气温影响次之。     

汉江流域未来降水径流预测分析研究

本文应用统计降尺度法将全球气候模式和VIC分布式水文模型进行耦合,研究未来A2气候情景下汉江流域降水径流变化情况.首先应用基于光滑支持向量机的统计降尺度法在全球气候模式CGCM2和HadCM3的A2气候情景下,分别预测未来汉江流域日降水、气温过程,然后将预测降水过程作为VIC模型的输入,模拟预测未来汉江流域径流过程.研究结果表明,在CGCM2气候模式下,2020s(2011～2040年)时期汉江流域径流小于基准年,2050s(2041～2070年)时期与基准年基本相当,2080s(2071～2100年)时期大于基准年;在HadCM3气候模式下,2020s时期汉江流域径流小于基准年,2050s和2080s时期均比基准年增加;降水、气温预测结果与径流基本一致.     

气候变化的突变性

气候突变是指气候从一种稳定状态跳跃式地转变到另一种稳定状态 ,已经观测的大量事实表明气候突变是一种多时间尺度现象 ,气候状态的跳跃可以发生在从季节、年际到更长的时域内 (符淙斌 ,1994)。 2 0世纪末期 ,随着第四纪古气候研究向高分辨率方向发展 ,发现了一系列气候突变事件。(1)末次冰期的气候突变　目前国际学术界公认的一次气候突变是距今约 110 0 0年前的新仙女木 (ＹＤ)事件 ,这是末次冰消期在转暖过程中出现的一次突然变冷事件。冷期持续了大约 130 0年 ,冰芯的δ1 8Ｏ分析表明 ,在 5 0年的时间里当地的气温变化达 7℃ ,显示了气…     

金沙江下游及三峡段水文气象因子演变与响应的分析

对金沙江下游及三峡段3个水文站1954~2008年径流序列和2个气象站1951~2008年降雨、气温序列运用滑动平均法和Mann-Kendall法进行趋势性检验,利用有序聚类法、均值检验法分析突变性及小波分析法进行周期性诊断,并应用Pearson法对径流、降雨和气温的相关关系进行研究。研究表明:(1)研究区径流量的年内分配不均匀性和年际变化不显著。(2)金沙江下游段屏山站的径流量呈上升趋势,并在1997年发生突变,但该区域宜宾站的降雨量呈下降趋势并在1991年发生突变;三峡段寸滩站和宜昌站的径流量呈下降趋势,分别在1968年和2005年发生突变,同时该区域沙坪坝站的降雨量呈上升趋势并在1961年和1995年发生突变。(3)径流和降雨时间序列都存在小于10a的主周期以及20a以上的次周期。(4)各水文站夏季径流量受同期降雨量和同期气温的共同影响,而秋季径流量受前期气温的影响最大。     

青海省极端气温事件的气候变化特征研究

选用青海省37个气象站点1961-2011年近51 a, 逐日气温(最高、 最低、 平均)资料, 采用国际通用的极端气温指数定义计算了9种极端气温指数, 并分析其主要气候特征.结果表明: 近51 a青海省极端气温呈明显上升趋势, 极端冷指标(霜冻、 结冰日数、 冷夜、 冷昼指数)呈下降趋势, 而极端暖指标(夏天日数、 暖夜、 暖昼指数)呈上升趋势, 且极端冷指标的减少幅度高于极端暖指标的增加幅度.空间分布上, 极端气温指数在全省呈一致的上升(下降)趋势分布.在近51 a的时间尺度上各种极端气温指数都存在多个较明显的周期, 如较短的3~8 a的准周期, 以及13 a、 17 a、 27 a的年代际周期特征.青海省年平均气温与极端气温指数有很高的相关性, 气候变暖突变前后极端气温指数表现出明显差异: 在变暖突变发生后, 霜冻日数、 冷夜指数、 冷昼指数、 结冰日数明显减少, 夏天日数、 暖夜指数及暖昼指数明显增加, 其中相对指数几乎呈倍数显著变化, 表明极端气温指数对气候变暖有很好的响应.     

第三极地区气温和积雪的季节—年际气候预测研究

第三极地区气候多样、灾害频发,是影响全球和亚洲气候异常的关键区域,针对此地区开展季节—年际气候预测研究对于提高区域预报技巧以及减少灾害造成的影响具有重要的科学和指导意义.基于国家气候中心气候预测业务模式(BCC CSM1.1m)的历史回报和预测数据,对第三极地区2m气温和积雪的预测结果进行了确定性技巧评估,并分析了海洋因子对于预测技巧的调制作用.研究表明:该模式对于青藏高原及其周边地区气温和积雪的季节—年际气候预测具有一定的预测能力,对夏季气温的预测效果整体上好于冬季气温和积雪深度预测;预测技巧随着模式起报时间的提前而下降,但是存在技巧回升现象.研究也发现,海温异常因子对第三极地区的气候预测技巧具有不同程度的调制作用,厄尔尼诺等海洋信号能够通过直接和间接作用影响第三极地区的气候预测.     

石羊河流域近46年来最高、最低气温时空变化特征分析

以1960～2005年石羊河流域月平均最高、最低气温资料为基础,采用气候倾向率、趋势系数、Kriging插值、Mann­Kendall突变检验、小波分析等方法对石羊河流域最高、最低气温的时空变化特征、突变特点和变化周期进行分析。结果表明： 近46年来石羊河流域最高、最低气温均有明显增温趋势,增温幅度存在季节差异,冬季增温最明显,夏季增温最弱; 增温趋势强弱的地域差异明显; 升温突变显著,突变时间存在一定季节差异,冬季最早,最低气温升温突变普遍早于最高气温,且显著性高于最低气温。最高、最低气温变化周期显著,最高气温存在4年的振荡周期,最低气温存在7～9年和4年的振荡周期。     

内蒙古阴山北麓农牧交错带风蚀气候侵蚀力特征

为了解内蒙古阴山北麓农牧交错带的风蚀气候侵蚀力变化特征及规律,在收集多年风速、降水、气温、相对湿度和沙尘暴气象站观测数据的基础上,计算了典型区域风蚀气候侵蚀力。引入MHF小波函数,对该时间序列进行小波分析,揭示了区域风蚀气候侵蚀力变化的多时间尺度的复杂结构,分析了其在不同时间尺度下的周期性和突变诊断点。结合沙尘暴发生日数的观测资料,进一步分析风蚀气候指数与沙尘暴发生日数的尺度变化关系。研究表明:内蒙古阴山北麓农牧交错带风蚀气候侵蚀力具有明显的阶段性特征,以16 a的周期振动最强;在整个时间域上,区域风蚀气候侵蚀因子与沙尘暴日数的变化具有较好的对应关系,即风蚀气候指数偏大期对应沙尘暴日数偏多期,风蚀气候指数偏小期对应沙尘暴日数偏少期;并预测在未来一段时间内风蚀气候侵蚀力较大时间尺度变化处于增强的偏小期,但较小尺度表现出由大到小的过渡。     

青海高原不同生态功能区气候突变时间的比较分析

根据地理位置和地貌特征将青海省划分为东部农业区、 环青海湖区、 三江源区和柴达木盆地4个生态功能区, 利用这4个生态功能区1961-2010年的月平均气温和降水量资料, 对年和四季的平均气温及总降水量进行了突变检测.结果表明: 4个生态功能区年平均气温和四季气温都呈显著的上升趋势, 其中冬季气温上升最明显, 其次为秋季, 春季和夏季相对较小.气温突变时间检测表明, 年平均气温为柴达木盆地的突变时间最早, 其次为东部农业区和环湖区, 三江源区突变时间最晚.不同生态功能区四季气温突变时间不尽相同.年降水量除柴达木盆地上升趋势明显外, 其余三个地区变化趋势都不明显; 四季降水量变化趋势除冬季降水量变化明显(除东部农业区)外, 其余三季变化趋势基本不明显.降水量突变信号较气温突变信号弱, 只有个别地区的个别季节降水量发生了突变.     

宁镇地区中更新世环境演变的沉积学研究

句容放牛山剖面ESR测年、粒度以及磁化率的研究结果表明,下蜀黄土作为一种受后生成土作用强烈的风尘堆积,其性状与北方黄土差别很大,主要表现为由于成壤作用及次生风化作用导致粘粒含量增多。该剖面揭示出本区中更新世 5个气候暖湿期,分别是 :15 9~ 16 3ka,192ka,195~ 198ka,2 0 3~ 2 30ka与 311~ 35 0ka。其中第一个相对暖湿期不十分明显,在大致同时期的深海氧同位素 (V2 1- 14 6孔 ) 6阶段当中为一个小的气候回暖波动,第 2、3、4气候暖湿期可大致与西峰黄土S2古土壤层所反映的气候温暖事件相对应,可与深海氧同位素 (V2 1- 14 6孔 )第 7氧同位素阶段大致相对比。其中,前 4个温暖期可大致与老虎山下蜀黄土的标准剖面自上而下的 4个埋藏古土壤层相对应。旧石器考古发掘发现 6、7层有石器,从剖面测年资料及各环境代用指标综合分析得出,当时为暖湿的生态环境(即第 5个气候暖湿期 ),较适宜人类活动,与南京汤山猿人洞研究结果相一致。东北地区庙后山下层文化 (14 0 0~2 30ka)以大石片石器为主,文化面貌兼有华北大小两个石器系统的特征。这与该遗址发掘的石器相类似,这可能说明至少在中更新世中期长江河道应在句容以南。     

中更新世早中期以来黄河上游与三峡库区滑坡形成机理与气候变化关系研究

气候变化对滑坡的影响关系研究是近年来滑坡灾害研究的热点问题之一。本研究以我国中更新世早中期以来黄河上游和三峡库区的滑坡为研究对象,分析了其发育期与气候变化的对应关系以及气候演变对滑坡发育的作用机理。研究认为: 1）大型古滑坡在时空分布上具有明显的多期性和时段性,大区域滑坡的广泛发育与全球古环境变化的暖湿间冰期之间呈现良好的对应关系。2）黄河上游龙羊峡-刘家峡段干流区内共发育有3期滑坡,其中早期滑坡多披覆于黄河Ⅲ～Ⅳ级阶地,光释光年龄显示其发生于MIS3时期;  晚期滑坡多披覆于黄河Ⅱ级阶地,发育于MIS1时期;  现代滑坡披覆于黄河Ⅰ级阶地,多为早期滑坡前缘因人类工程活动诱发的次级滑坡。3）三峡库区中更新世早中期以来主要发育了3期古滑坡,并以深海氧同位素的MIS5和MIS3为最多,尤其是中更新世晚期以来,滑坡数量明显增加,延续时间明显增长。     

新疆雪密度时空分布及其影响特征研究

对29个有雪密度观测的气象站40 a气象资料进行聚类和回归分析.结果表明:降水、雪深、大风、吹雪等因子与雪密度有密切正相关关系,由此建立雪密度与气候因子关系模型.另选无雪密度观测的50个站40 a气象资料,用关系模型计算出各站雪密度,从而使有雪密度值的站点增加到79个,为深入细致研究新疆雪密度时空分布打下了基础.研究表明,新疆雪密度有明显稳定期和不稳定期之分,稳定期雪密度是时间的函数.采用Map Gis65,结合卫星遥感资料,研制了新疆雪密度(稳定期)空间分布图.新疆雪密度的分布呈现从盆地及其周边到山地及其周边最后到海拔3 800-4 000 m以上高山带,随高度的升高雪密度依次升高.依据雪密度分布图和时间函数计算得出,稳定期新疆雪密度最大平均值为0.191 g·cm^-3.     

Landslide Developmental Characteristics and Response to Climate Change since the Last Glacial in the Upper Reaches of the Yellow River,NE Tibetan Plateau

The upper reaches of the Yellow River in northeastern Tibetan Plateau are geohazards areas. The evolution of the Yellow River, chronology of some landslides, and spatiotemporal distribution characteristics of super large scale and giant landslides within the region are summarized using paleoclimate evidence, and the relationship between the intensive landslide period and climatic changes since the Last Glacial period is analyzed. It is concluded that(1) Super large scale and giant landslides are distributed widely within the region, particularly in the Qunke-Jianzha basin.(2) The chronological sequence of landslides is established by dating the slip zones of landslides and analyzing the relations between landslides and their overlying or underlying loess formations. Five landslide development periods are determined: 53–49 ka BP, 33–24 ka BP, 10–8 ka BP, 5–3.5 ka BP, and the present.(3) These correspond closely to warm and wet periods during the last 100,000 years, i.e., two weak paleosol development stages of Malan loess deposited during the last Glacial period in the Chinese loess Plateau, L1-4 and L1-2 that belong to the marine oxygen isotope stage 3, the last deglacial period, the Holocene Optimum, and the modern global warming period.(4) Landslide triggers may be closely linked to warm and wet periods related to rapid climatic transitions.     

Assessing the effects of the climate change on land cover changes in different time periods

The present research evaluated the relation between the normalized difference vegetation index (NDVI) changes and the climate change during 2000–2014 in Qazvin Plain, Iran. Daily precipitation and mean temperature values during 2015–2040 and 2040–2065 were predicted using the statistical downscaling model (SDSM), and these values were compared with the values of the base period (2000–2014). The MODIS images (MOD13A2) were used for NDVI monitoring. In order to investigate the effects of climate changes on vegetation, the relationship between the NDVI and climatic parameters was assessed in monthly, seasonal, and annual time periods. According to the obtained results under the B2 scenario, the mean annual precipitation at Qazvin Station during 2015–2040 and 2040–2065 was 6.7 mm (9.3%) and 8.2 mm (11.36%) lower than the values in the base period, respectively. Moreover, the mean annual temperature in the mentioned periods was 0.7 and 0.92 °C higher than that in the base period, respectively. Analysis of the correlations between the NDVI and climatic parameters in different periods showed that there is a significant correlation between the seasonal temperature and NDVI (P < 0.01). Moreover, the NDVI will increase 0.009 and 0.011 during 2015–2040 and 2040–2065, respectively.     

泥河湾湖相沉积层记录的古气候周期性

对泥河湾盆地西部井儿洼钻孔上部 12 2 4m的湖相沉积物以约 0 2m的间距系统取样 ,测量其CO2 含量。以建立的时间标尺为基础 ,分析了最近 12 0 0ka以来古气候变化的周期特征。结果表明地球轨道要素偏心率、地轴倾斜变化周期的 40 0ka、10 0ka、40ka的准周期成分在湖相沉积中有明显反映 ,而岁差 2 0ka周期成分不明显 ,同时包含有 70ka、5 5ka的周期。这些结果说明第四纪古气候变化既与地球轨道要素变化有关 ,也与地球系统内部其它因素变化有关。古气候特征性周期在780ka左右出现转折 ,在此之前地球轨道周期不明显 ,在此之后出现较显著的地轴倾斜周期 46ka及31ka。     

Cyclic sedimentation and climatically caused sea-level changes in the Late Palaeozoic of Central Europe

Significant short-term fluctuations are characteristic of geological history since Precambrian times. Only the younger Quaternary climatic fluctuations are known in more detail as a result of a high grade time resolution. Climatic change can also be postulated with respect to older, cold periods during which polar inland ice sheets developed. From a discussion of endogene and exogene interpretations it is shown that global climatic changes, and the sea-level changes induced by them, as well as changes in the position and extent of climatic zones throughout the world provide a control mechanism for sedimentation which is consistent with cyclic sedimentation in Late Palaeozoic times, and also if the basin subsides non-cyclically. The model allows an explanation of the development of the Permo-Carboniferous sedimentary cycles without numerous short-term vertical oscillations of the earth's crust. In reality, exogene and endogene controls on sedimentation act together in great variety of combinations.     

Early Cretaceous Paleoclimate Characteristics of China: Clues from Continental Climate-indicative Sediments

The Cretaceous was one of the most remarkable ‘greenhouse' climate periods in geological history. Most of the reported studies of the Cretaceous paleoclimate are based upon marine sedimentary records. Large spatial scale paleoclimatic reconstruction, which has a higher time resolution based upon continental sediments in China, is rarely found. This study presents paleoclimate reconstruction for the six time periods of the Early Cretaceous in China by employing continental climate-indicative sediments, including calcareous deposits, coal, oil shale, gypsum, halite, desert sedimentary systems, ferruginous deposits and laterite, copper-bearing deposits, limestone and dolomite. Based on the distribution of the association of climate-indicative sediments and the influences of paleotopography and orogenic belts(or important structural belts) on climate, seven climatic zones have been identified: 1) a warm and humid zone; 2) a warm and humid-warm and arid zone; 3) a warm and arid zone; 4) an arid and hot zone; 5) the Tibet hot and humid zone; 6) a hot and arid-semiarid zone; and 7) a hot and humid-hot and arid one. It is found that the Early Cretaceous climatic zones of China were nearly latitudinally distributed from northwest to southeast. The aridhot climatic zone expanded in the Aptian, suggesting that a hotter and drier climate prevailed in later period of the Early Cretaceous. Conversely, the humid climatic zone expanded in the Albian, indicating that a wetter climate appeared at the end of the Early Cretaceous. The overall distribution pattern of the seven climatic zones indicates that a hot-warm and arid climate was predominant in China; this coincides with a global ‘greenhouse climate' background. However, palaeogeographic features and specific geologic events, such as the existence and disappearance of the eastern high plateau, and the uplift and denudation of Yinshan, Yanshan, Tianshan, Qinling and Dabie Mountains, led to distinctive regional climatic features of the Cretaceous in China.     

河北阳原盆地井儿洼钻孔岩心氧化铁变化的古环境记录

系统分析了阳原盆地西部井儿洼钻孔剖面的Fe2O3、FeO、TFe(全铁)、Fe3 /Fe2 的变化特点,探讨了阳原古湖氧化铁地球化学特征及其所记录的气候变迁规律。结果表明,阳原盆地的沉积环境相对富集铁,气候总体较温和,垂向上的变化记录了气候的变化过程分为7个明显的阶段。0.2Ma以前以还原环境为主,以后以氧化环境为主。井儿洼岩心沉积物中全铁谱分析表明,0.78Ma之后,具有显著的21.7ka岁差周期,证明了天文因素对气候的影响,而100ka的周期不明显,这与黄土、深海沉积物的记录存在差别。另外还存在390ka、156ka、52ka、33.9ka及14.4ka等周期,表现了湖泊记录的古气候周期的复杂性。     

SCL与中国东部气候年代际变化

据宇地磁耦合原理,利用太阳黑子周期长度(SCL)的变化及其与地磁场(文中主要考虑地热)的关系,模拟计算并重建了中国东部历史时期的气温序列变化,除了个别时段外,模拟曲线与修正后的竺可桢曲线十分相似;分析了2500a来中国东部气候的年代际变化.结果表明,该曲线能较好地再现2500a来中国东部气候的冷暖变化.对竺氏曲线中有争议的几个冷暖时段,如公元150—350年的温暖期、1050—1150年的小气候适宜期等,模拟结果与后来研究者分析的结果相合.中唐至五代的气候冷暖交替变化不稳定.该曲线也能清晰地反映出小冰期中国东部气候各个时段的变化以及现代气候的变化趋势。