哈尔滨气温增暖倾向和季节循环的年代际差异

用SSA方法分析了哈尔滨1909-2002年94 a月平均气温距平序列,其气温总的倾向是增温的,升温约1.54 ℃,主要的年代尺度增温时段是1918-1952年升温约0.53 ℃,1971-2002年升温约1.03 ℃,1962-1970年是降温时段.得到的准12个月周期振荡成分反映气温的季节循环有明显年代际差异,大致可分为3个时段:1909-1931年、1932-1983年和1984-2002年.第3时段冬季月份比第1时段高2.3～3.7 ℃,夏季月份比第1时段低约0.2 ℃,第2时段的季节循环接近94 a平均情况.最近20 a哈尔滨最强增温在2～3月.     

序言——写给《近期气候预测:可预报性和耦合模式预测系统研发》专辑

<正>近期气候预测(Near-term climate prediction)又称"近期年代际预测"(Near-term decadal climate prediction),是指对未来2~10年、最长30年的气候进行预测,它能够提供现有的季节到年际气候预测(数月至一年)和长期气候变化预估(21世纪中叶及以后)所均未能提供的信息。近期气候预测关注的重点不是未来2~10年或30年逐年的气候演变,而是未来多年平均的气候状态。近期气候预测信息对于国家中长期发展规划和政府决策具有重要参考价值,因     

ENSEMBLES耦合模式对全球陆地季风区夏季降水的年代际预测能力评估

全球季风区降水对当地社会经济、全球大尺度环流及能量循环至关重要。采用欧洲联盟ENSEMBLES计划Stream 2的年代际回报试验,评估了其对1960—2015年全球陆地季风夏季降水年代际变化的回报能力,并探讨了北半球陆地季风区夏季(NHSM)降水年代际变化可预报性的可能来源。分析发现ENSEMBLES对全球及南球陆地季风区夏季降水的年代际回报技巧不高,但其对NHSM降水具有一定的预报能力,能合理回报出观测中NHSM降水在1960年至1970s末期的减弱趋势和1990s之后的增强趋势,其缺陷在于模式中NHSM降水最小值出现在1970s末期,较之观测提前了近10年,未能回报出1980s中期至1990s初期NHSM的干旱期。mega-ENSO与大西洋多年代际振荡(AMO)是影响NHSM降水年代际变化的2个重要驱动因子。分析发现模式回报的NHSM降水与mega-ENSO、大西洋多年代际振荡(AMO)的正相关明显大于观测,能合理再现2个指数在1960年至1970s末期和1990s后的变化趋势,是模式对这2个时段内NHSM降水回报技巧的重要来源。虽然ENSEMBLES对AMO的年代际变化具有较高的回报能力(与观测的最大相关系数高达0.85),但是对mega-ENSO的回报技巧较弱,进而限制了模式1980s中期至1990s初NHSM的年代际预报技巧。因此,提高模式对mega-ENSO的预报能力,是提升NHSM降水年代际预报水平的重要途径。     

重建与模拟中过去500年厄尔尼诺和东亚夏季风关系的年代际变化

在厄尔尼诺衰减年夏季,西北太平洋上通常会激发异常反气旋,并加强东亚夏季风。基于过去500年的重建数据,分析发现厄尔尼诺和东亚夏季风的关系并不稳定,而是存在年代际震荡。特别是在17世纪的小冰期,在厄尔尼诺衰减年的夏季,西北太平洋上空的环流表现为气旋异常。通过EOF分解发现,厄尔尼诺引起的东亚夏季风异常的年代际变化有两种主导模态：第一种是偶极子模态,表现为中南半岛和菲律宾群岛的负降水异常,以及中国东部降水增多;第二种是东亚地区表现为一致变化的均一模态。在厄尔尼诺衰减年的夏季,西北太平洋异常反气旋的年代际变化主要是由偶极子模态控制,且与有效太阳辐射呈正相关。在小冰期,太阳辐照度剧烈减少,从而导致衰减年的夏季西北太平洋出现气旋型异常。模式模拟可以重现重建资料得到的偶极子和均一模态,并且反气旋的年代际变化同样也是由偶极子模态引起的。从内部变率的视角来看,偶极子模态与类厄尔尼诺型的太平洋气候平均态有关。当关注于外部强迫的响应,尽管模式集合平均与有效太阳辐射表现为负相关,但是集合成员之间并不是完全一致的年代际变化,存在较大的方差。说明对于外强迫的响应,模式与重建资料仍存在一定的差异。

     

土壤和沉积物中重金属生物可利用性的评估

土壤和沉积物中重金属被植物吸收利用可通过单一化学萃取方法评估。几种重金属生物可利用态的萃取方法被用于土壤和沉积物中重金属的提取。根据实验萃取结果和文献报道,对中性盐、弱酸、螯合剂和联合萃取法进行评价,对影响生物可利用态萃取方法的因素进行讨论,并对土壤和沉积物中重金属生物可利用性评价方法的建立和有效统一使用提出建议。     

FGOALS-s2海洋同化系统中东亚夏季风和前冬厄尔尼诺—南方涛动关系的年代际变化

海洋同化系统为年代际预测试验提供初值,其性能可能会影响年代际预测技巧,因此评估其对重要年代际变化现象的模拟能力非常必要。观测发现,东亚夏季风(EASM)和前冬厄尔尼诺—南方涛动(ENSO)的关系在1970s末加强,随后在1990s中期后减弱。基于FGOALS-s2耦合气候模式的海洋同化系统评估了其对这2次年代际变化的模拟能力。结果表明,决定模式能否再现EASM和前冬ENSO关系的年代际变化有2个重要因素:(1)与前冬ENSO有关的夏季印度洋—太平洋海温型的年代际变化;(2)模式西北太平洋反气旋对热带海温的响应偏差。模式中西北太平洋反气旋与东北印度洋的暖海温关系稳定,当1970s末前冬ENSO对夏季印度洋海温影响显著增强时,模式能够模拟出北印度洋降水以及赤道东印度洋至海洋大陆上空Kelvin波的增强,从而可再现EASM与前冬ENSO关系的增强;而1990s中期后模式中与前冬ENSO有关的东北印度洋海温异常进一步增强,与观测相反,使得模式未能再现观测中EASM与前冬ENSO关系的减弱。此外,1990s中期后模式对夏季中太平洋冷海温异常的Rossby波响应存在较大偏差,是其未能再现此次年代际变化的另一个原因。研究表明,与ENSO有关的热带印太海温的年代际变化预测水平和模式对海温的响应偏差将在一定程度上制约模式对EASM与ENSO关系的年代际预测能力。     

南华海泥盆纪烃源岩的古氧相和缺氧环境模式——以广西中、上泥盆统为例

缺氧条件是形成和保存优质烃源岩的重要条件。古氧相的研究对查明海相优质烃源岩时空分布、恢复地史时期古环境演化具有重要意义。泥盆纪时期,南华海受陆内裂陷作用影响,形成台地(滨岸台地和孤立台地)与台沟间列的盆地格局。不同的控制因素控制了古氧相的类型。在台沟和钦防裂陷海槽中,海水分层控制了泥盆纪的古氧相类型和变化。台沟和钦防裂陷海槽以厌氧相与准厌氧相为主。在台地相区,海平面变化控制了古氧相的类型和分布。台地相区的古氧相主要是常氧相和贫氧相。南华海中、晚泥盆世硅质沉积、磷质沉积发育,有机质丰富,形成了有机质-硅质-磷质沉积三位一体的特征,指示上升流作用明显。南华海地区泥盆纪位于赤道附近的信风带,向西的表面洋流越过南华海在西部形成离岸流,海底海水向东补充形成上升的底流,也说明了泥盆纪南华海上升流存在的可能性。