我国寒区径流对气候变暖的响应

文章总结了近期我国冰冻圈变化对水文过程影响研究的主要成果。研究表明,过去50年全球变暖已经对我国主要寒区河流径流产生了影响。实测资料和模拟结果均表明气候变暖导致冰川径流的显著增加,但未来气候变暖导致的冰川径流峰值大小和出现时间取决于冰川规模和升温速率。同时冰川融化加剧已经导致青藏高原冰川补给湖泊面积扩大、水位上升,随着气温的变暖,冰川减薄后退、冰川融水增多、冰湖库容增加,结果是洪水总量在不断增大,洪水频率也在不断增加; 气候变暖已经导致融雪径流过程提前,改变了径流的年内分配; 冻土退化使径流年内过程趋于平缓,主要是由于随着冻土退化,冻土的隔水作用减小,一方面使冻土区地表径流减少,有更多的地表水入渗变成地下水,使流域地下水水库的储水量加大,导致冬季径流增加;另一方面,入渗区域的加大和活动层的加厚,使流域地下水库库容增加,使流域退水过程更为缓慢。     

黄土高原降水对气候变暖响应的敏感性研究

利用黄土高原地区1951-2004年实测气象资料,采用小波分析、EOF分解等方法,研究了黄土高原降水诸要素对全球变暖的响应,非降水气候要素对降水响应的敏感性问题.结果表明: 秋季干旱化趋势突出,冬季降水增多,夏季高原西部湿润化、东部干旱化.各季节降水量的区域响应敏感程度和敏感区不同,敏感区从春到冬响应由东向西、由北向南移动.降水诸要素在不同时间尺度上的响应敏感性也不相同,但区域响应的年际变化基本同步,年代际变化的趋势、周期、阶段、转折等存在明显差异.大多非降水要素对降水变化响应不够敏感.     

新疆阿尔泰山地区极端水文事件对气候变化的响应

新疆北部阿尔泰山地区受西风带气流影响, 降水丰沛, 尤其冬季积雪厚而稳定, 山区产流发育了额尔齐斯河与乌伦古河, 从西到东形成主要支流十余条. 在全球气候变化下, 山区气温上升明显, 极端降水增多, 气候变暖带来的水循环加快, 极端水文事件也趋于增多. 由于冬季气温升高, 春季积雪消融提前, 春季融雪洪水提前, 洪峰流量增强; 夏季极端降水增加, 使得暴雨洪水增多. 由于冬、 春季积雪增多, 雪灾发生频率增加, 春季的融雪洪水灾害危害增强. 极端水文事件引起的自然灾害已经威胁到阿勒泰地区的牧业生产、 交通安全和水资源供给, 应加强水文水资源安全对气候变化的应对措施, 提高水资源安全保障, 减缓气候变化的危害.     

新疆阿尔泰克兰河中游泥盆纪花岗岩锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄及地球化学特征

克兰河中游英云闪长岩和二长花岗岩的锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄分别为400±2.3Ma(MSDW=1.1)和401±3.3 Ma(MSDW=1.2),表明岩体侵位于早泥盆世早期,同时也暗示了岩体围岩康布铁堡组地层的形成时代早于401 Ma.所有花岗质岩石具有高的SiO2(67.80%~76.54%)和Al2O3(12.39%~16.07%)含量,低P2O5(0.02%~0.17%)和MgO+FeO(2.22%~5.12%)含量,富碱(K2O+Na2O=5.8%~8.25%),具有低的CaO/Na2O(0.3)比值和高的A/CNK值(0.96~1.39);富集LREE和Th、U,贫Ba、P、Sr、Ti、Nb,呈现明显的Eu负异常(δEu=0.22~0.73).以上特征表明该岩体属钙碱性准铝质-过铝质岩类,具有岛弧花岗岩的典型特征.结合阿尔泰南缘的区域地质背景综合分析,推测岩体形成于活动大陆边缘环境,是在俯冲作用过程中由变泥质岩和变质杂砂岩脱水熔融的产物,在部分熔融过程中有磷灰石、斜长石、钛铁矿等矿物的残留.     

干旱生态环境及水资源对全球气候变暖响应的研究进展

西北地区现代气候变化基本特征是冬暖夏干,采用脆弱度和影响指数方法定量评价了生态环境对全球气候变暖响应,重点阐述了西北现代气候变化对干旱生态环境和水资源这两个领域的影响.结果表明: 由于现代气候变干变暖的自然和人为因素的共同作用,导致我国西北地区的黄土高原、黑河流域、石羊河流域、甘南高原和黄河首曲的地域生态环境有不断退化的趋势.气候变干使渭河上游、黄河上游(洮河和大夏河)以及黄土高原中部7条主要河流的径流量呈明显下降趋势,引起水资源短缺.     

辽河流域径流对气候变化的响应特征研究

近百年来,全球气候发生了以气温升高为主要特征的显著变化。东北是中国的重要粮食主产区,气候变化将可能加剧东北地区水资源短缺情势,进一步影响到国家的粮食安全。以辽河流域为对象,分析了近60年来降水径流变化特性,采用水文模拟方法,揭示了河川径流变化成因,基于假定气候情景,研究了河川径流量及土壤含水量对气候变化的响应。结果表明:铁岭站实测径流量自20世纪60年代中期以来,总体呈明显的阶段性减少趋势,人类活动是河川径流减少的主要原因。降水增加比减少对河川径流量的影响明显,土壤含水量对降水减少的响应更加敏感,气候暖干化趋势将非常不利于东北地区的水资源利用和农业生产。     

1975-2011年渭河上游径流演变规律及对气候驱动因子的响应

为探讨渭河上游径流的变化特征及其对气候变化的响应,选取1975-2011年河流实测径流量进行计算和分析. 结果表明：近40 a来,渭河上游径流总体呈明显下降趋势,其中,20世纪90年代前处于丰水期,90年代后进入枯水期,进入21世纪有明显增多趋势. 径流年际丰枯变化激烈,枯水年的发生概率高、持续性强,最长的连枯年份达8 a. 径流量集中在汛期,各年代的分配峰型有所不同,在70、80年代为7、9月双峰,之后变为单峰型分布. 流域内气候增暖明显,降水减少,蒸发加剧;90年代为明显的暖干型气候,21世纪初期气候向暖湿型转变的过程对径流的增加十分有利. 径流对气候变化有较强响应,但响应程度随时间变化而变化. 通过定量分析气候因子对径流变化的贡献值,发现由于气候增暖导致潜在蒸散量的加剧对径流变化的负贡献达60%以上,绝对值高于降水量的正贡献.     

海河流域河川径流对气候变化的响应机理

利用可变下渗容量(Variable Infiltration Capacity,VIC)模型,在海河流域选取了6个典型流域来率定VIC模型的参数。通过模型参数移植技术,建立了全流域的径流模拟平台。根据假定的气候变化情景,分析了海河流域河川径流对气候变化的响应机理。结果表明:在年平均气温升高2℃时,海河流域的径流量将减少6.5%;当年降水量增加或者减少10%时,海河流域的径流量将分别增加26%和减少23%;当汛期降水占年降水量的比例分别增加或者减少10%时,全流域的径流量将会增加12%或者减少7%;在空间上,在年平均气温升高和年降水量变化的情景下,海河流域西北部的河川径流比东南部更敏感;在降水年内分配变化的情景下,海河流域东南部的河川径流比西北部更敏感。总体上,年降水量越大,径流量对降水量的敏感性越小,对平均气温的敏感性也越小,而对降水年内分配的敏感性越大。     

气候变暖情景下黄河上游径流的可能变化

根据水文气象台站观测资料, 分析了全球变暖情景下黄河上游唐乃亥以上流域温度、降水和径流的变化状况, 并采用假定气候组合对未来数十年黄河上游唐乃亥以上流域的径流变化进行了预测. 结果表明: 黄河上游的温度与全球变暖有着明显的对应关系, 近几十年来, 流域各个地方的温度有不同程度的上升. 降水变化因流域各地所处位置、地势、地形的不同而差异较大, 受温度上升和主要产流区域降水大幅减少的影响, 近10余年来黄河上游的径流量呈持续递减的态势. 在未来几十年, 如果遭遇到气温升幅与降水减幅较大的"暖-干"气候组合时, 流域产水量将有较大的减幅; 当气温变化不大而降水增幅较大时, 流域产水量将有明显的增加, 同时由于冰雪及冻土融水的补给, 此气候情景下黄河上游唐乃亥以上流域径流量的增幅还将略大于降水量的增幅.     

涪江流域径流变化趋势及其对气候变化的响应

采用Mann-Kendall非参数检验方法分析了涪江流域实测径流量的变化趋势,根据假定的气候变化情景和HADCM3预估的气候情景,利用考虑融雪的水量平衡模型(SWBM模型)分析了径流对气候变化的响应。结果表明:涪江流域径流量总体呈现递减趋势,但非汛期的个别月份有增加趋势,实测年径流变化主要是由于气候要素变化引起的,流域内的水电开发对径流量的季节分配存在一定的影响。SWBM模型对涪江流域月流量过程具有较好的模拟效果,实测与模拟径流量总体较为吻合,只有个别年份峰值模拟误差相对较大。气温变化固定的情况下,降水变化与径流变化之间的关系接近线性;在降水变化相同的情况下,单位气温变幅引起的径流量变化幅度也基本相当。尽管不同排放情景下涪江流域径流量的变化有一定差异,但总体来看,未来水资源可能以偏少为主,特别是2030年以后,多年平均偏少量将可能超过5%。     

新疆阿尔泰克兰盆地金属矿床地质特征及成矿作用

在前人工作基础上,文章综述了新疆阿尔泰克兰盆地金属矿成矿背景和地质特征。其赋矿地层主要为上志留统—下泥盆统康布铁堡组变质火山沉积岩系,少数为中-上泥盆统阿勒泰组变质火山沉积岩系。成因类型划分为海相火山岩型、矽卡岩型、Sedex型、造山型和伟晶岩型5种类型,其中海相火山岩型为主要类型,进一步划分出VMS型、火山热液型、火山沉积型和矿浆-火山热液型4个亚类型。根据同位素测年结果,矿床成矿时代分为3期:早泥盆世(410~389 Ma),是主要成矿期,与海相火山作用有关,主要形成海相火山岩型,少数矽卡岩型矿床;晚石炭世—二叠纪(320~258 Ma),主要形成与岩浆期后热液、伟晶岩或构造热液活动有关的矽卡岩型、伟晶岩型稀有金属矿和造山型金矿;早-中三叠世(248~232 Ma),形成少量伟晶岩型稀有金属矿。硫同位素表明矽卡岩型铁矿的硫来自与成矿有关的花岗岩;火山沉积岩型和矿浆-火山热液型铁矿的硫除来自火山岩外,还有细菌还原海水硫和闪长岩;VMS型矿床的硫主要是海水硫酸盐细菌还原硫和来自岩浆(来自火山喷气或火山作用)。     

1957-2010年天山玛纳斯河流域夏季径流及洪水过程对极端气候事件的响应

利用玛纳斯河流域肯斯瓦特站1957-2010年的气温、 降水和洪水径流等资料, 分析了该流域自1957年以来的气候变化以及夏季洪水径流过程对极端气候的响应. 结果表明: 玛纳斯河流域自1957年以来平均气温呈明显的上升趋势, 1979年是年均温由下降趋势转为上升的转折点, 并且1978年之后极端高温天气增多, 主要出现在7月份.玛纳斯河年降水量总的变化趋势是波动减少的, 1986年以后降水有所增加, 但只是恢复到多年平均降水量水平的上下波动.降水主要集中在4-8月, 约占年降水量的70%.气温高的月份与降水量多的月份并不完全对应, 如5月份气温较低, 但降水较大; 7月气温最高, 但6月降水量最大; 8月气温较高, 但降水量较少.玛纳斯河年径流主要集中在6-9月, 4个月的总径流量约占全年总径流量的80%, 7月份径流量最大, 约占全年总径流量的28.8%.历年最大洪峰流量呈显著增加趋势, 1993年是最大洪峰流量由下降变为增多的转折点, 而1994-2010年最大洪峰流量基本保持在高位上下波动.最大15日洪量占年径流量的比例较大, 说明洪水过程持续时间较长, 汛期水量较为集中.最大洪峰流量出现时间基本都在7月和8月上旬.玛纳斯河夏季月径流与夏季月气温和降水的关系并不密切, 低度相关, 说明玛纳斯河流域自1993年以来夏季洪水频繁发生, 尤其超标准洪水次数增多、 量级增大主要是由于夏季极端高温和极端降水天气增多引起的.     

阿尔泰南缘克兰盆地的脉状金-铜矿化及其流体演化

阿尔泰山南缘泥盆纪克兰火山-沉积盆地蕴藏有丰富的VMS锌铅铜多金属矿床。自晚泥盆世至早二叠世末, 阿尔泰山南缘为NE-SW向强烈挤压的构造环境, VMS矿石受到变形变质改造,脉状金铜矿化发育。金(铜)石英脉主要有2种产状:(1)白色-灰白色(硫化物)顺层石英脉(QI), 产于韧脆性剪切带发育地段,呈细脉状或透镜状产于绿泥片岩、黑云片岩中;(2)斜切黄铁矿化蚀变岩、层状铅锌矿和变质岩产状的黄铜矿-黄铁矿石英脉(QII),与晚期的脆性构造有关。金(铜)石英脉的流体包裹体发育,按室温下相态特征有3类。第I类为含子矿物的高盐度包裹体(L-V-S型),子晶为NaCl, 有时为KCl,包裹体呈孤立或无序分布,代表变质早期流体特征。一般NaCl子晶先消失(210~357℃),包裹体的最终均一温度369~512℃,其捕获温度与变质相的相平衡计算温度相当,反映了变质早期中高温热液活动的特征。第II类是富CO₂ 包裹体,包括单相的碳质流体包裹体(L _CO2、L _CO2-CH4或L _CO2-N2)和两相富CO₂包裹体(L _CO2-L _H2O)2个亚类。碳质流体包裹体是常见类型,有时与L _CO2-L_H2O型伴生,在较晚期的黄铜矿-黄铁矿石英脉中表现为原生特征,而在较早的石英脉中常表现为次生特征。萨热阔布的碳质流体可分为纯CO₂包裹体和CO₂-CH₄体系包裹体,纯CO₂包裹体的固体CO₂熔化温度(T_m,CO2)为 -60~-56.5℃,CO₂部分均一温度(T_h,CO2) 变化于-23~+31℃;密度一般为0.85~0.89g·m^-3。CO₂-CH₄包裹体的T_m,CO2＜-57℃,可低达-78.1℃,T_h,CO2低达-33.7~-17.7℃, 其密度高达1.01~1.07g·m^-3。VMS矿床中晚期叠加的黄铜矿石英脉中碳质流体包裹体可分为贫CH₄-N₂和富CH₄-N₂的CO₂-CH₄-N₂包裹体,贫CH₄-N₂的碳质包裹体T_m,CO2=-63.3~-57℃,T_h,CO2=-27.5~+29.7℃;富CH₄-N₂的CO₂-CH₄-N₂包裹体T_m,CO2=-83.4~-65.5℃,T_h,CO2=-56.0~+16.9℃。铜金石英脉中与碳质流体共生的L_CO2-L_H2O型包裹体均一温度T_h,total=205~370℃,略低于第I类高盐度包裹体的T_h,total=369~512℃。据CO₂流体高温高压相图估算包裹体的捕获压力至少为110~300MPa。金(铜)石英脉的主体在相当于445~566℃的高温条件下形成的,而金铜矿化则是在高于205~370℃、110~330MPa的中高温中深条件下发生的。流体包裹体的δ¹⁸O为7.54‰~11.84‰ (QI)和3.82‰~7.82‰ (QII), δD为-84.7‰~-98.2‰(QI)和-75.8‰~-108.8‰ (QII)。结合地质特征和流体研究,说明成矿热液来源与区域变质及相关的岩浆活动有关。     

阿尔泰山喀纳斯河流域末次冰期OSL年代学新证

布尔津河支流喀纳斯河源于中俄蒙三国交界处友谊峰的南坡,为额尔齐斯河的重要源区.友谊峰连同奎屯峰等高峰形成了阿尔泰山最大的现代冰川作用中心.在第四纪期间,这些冰川都发生了规模较大的进退,在河谷中留下了形态较为清晰的冰川地形.应用OSL单片再生剂量测定技术对采自主U型谷两侧的高大侧碛垄进行了定年,测年结果分别为(27.2±2.0)ka(K-1)与(16.1±1.5)ka(K-2).基于地貌地层学原理、并结合已有的年代学资料(OSL与14 C)与古气候研究资料,末次冰期以来喀纳斯河流域共有5次规模较大的冰进,分别为小冰期、新冰期、末次冰期晚冰阶(MIS 2)、末次冰期中冰阶(MIS 3中期)与末次冰期早冰阶(MIS 4).     

祁连山西段党河山区流域气候变化及其对出山径流的影响与预估

依据祁连山西段党河山区气象台站的气温、降水和出山口水文站的径流等观测数据,分析1960-2010年51a来党河出山径流量的变化特征、趋势及其对气候变化的响应.结果表明：近51a来,党河山区气候转暖湿明显,气温上升,降水量增加、冰川消融增加.受山区气候变化影响,出山径流量总体亦呈增长趋势.从径流的补给来源与季节水量变化上...     

新疆阿尔泰造山带构造活动的磷灰石裂变径迹证据

从对新疆阿尔泰造山带西部构造活动的研究中获得一批较为系统的磷灰石裂变径迹分析结果。 32个磷灰石裂变径迹年龄为 (16 3.0± 6 .4 )～ (4 6 .9± 7.2 )Ma ,平均径迹长度为 (14 .5± 0 .1)～(11.3± 0 .4 ) μm ,长度标准差为 1.4～ 2 .7μm。区内具有 3阶段热历史 :约 110Ma之前处于约 10 0～12 0℃较高温稳定阶段 ,然后在约 110～ 4 0Ma期间发生快速冷却与隆升事件 ,从约 4 0Ma开始发生另一较为缓慢的冷却事件。总体上自北而南 ,剥蚀速率和冷却速率均逐渐变小。文中裂变径迹资料表明 ,阿尔泰山西段主要断裂带现在向南倾斜 ,区内构造演化亦主要受Tesbahan、Kulti和Basei三条断裂带逆冲热事件的控制。     

1962—2007年新疆塔城白杨河流域气候变化对水文情势的影响

通过气温、降水和径流等水文气象要素的对比,分析了新疆塔城白杨河流域在气候转型条件下水文特性的变化特征.结果表明:1962—2007年46a白杨河流域的额敏站气温以0.53℃·(10a)-1的速度增暖,降水量以8.5mm·(10a)-1的速度增加;和布克赛尔站则以0.35℃·(10a)-1的速度增暖,年降水量以6.4mm·(10a)-1的速度增加.额敏与和布克赛尔两站46a的年升温率远高于北疆平均增温率,白杨河流域气候有向暖湿型转化的趋势.白杨河流域主要补给为积雪融水,多年平均出山年径流量为2.393×108m3,46a来年径流量以10×106m3·(10a)-1的速率增加.白杨河径流量与额敏、和布克赛尔两站年降水量有着明显的正相关性;但与额敏、和布克赛尔两站年气温有着不明显的反相关性,说明白杨河流域径流量对气候变化有着明显的响应.     

新疆阿尔泰山南缘多金属成矿带的成矿规律

泥盆纪时,在阿尔泰山南缘拉张背景下,北西向区域性断裂和北北东向同生断裂的发育和复合,为火山喷发、潜火山岩分布和裂谷海水下渗循环创造了条件。伴随构造演化形成了两个构造－岩浆－成矿带。其中,一个成矿带是以与流纹－英安质火山活动有关的沉积岩型铅锌、（铁）多金属矿床（可可塔勒式）为特征,另一个成矿带是以与细碧－角 斑质火山活动有关的火山岩型铜锌矿床（阿舍勒式）为特征。火山盆地、同生断裂和潜火山岩体顶部裂隙     

塔里木河流域气候与径流变化及生态修复

从20世纪90年代中期开始,塔里木河流域气温上升、降水增加,阿克苏河、开都河等主要河流几乎同步进入持续的丰水周期时段,为塔里木河流域生态修复创造了绝好的“天时”和历史性机遇.这种大区域的气候异常变化现象引起了国内外广大学者的广泛关注,区域气候异常变化是全球气温上升影响盆地气候向温湿转型,还是一个世纪性的水文周期变化现象,一时间成为了学术界的热点议题.系统分析了塔里木河流域山区水文气象站近50 a来的气温、降水、河川径流以及塔里木河来水量变化,并系统评价了利用开都河丰水期的有利时机,向塔里木河下游应急输水及其生态修复情况.