太阳活动驱动气候变化空间天气机制研究进展

大量研究表明,从数小时到十年、百年时间尺度上的天气、气候变化受太阳活动影响显著。近年来,全球云量、北大西洋冬季气旋等气候、气象要素与银河宇宙射线通量变化、太阳能量粒子事件等空间天气事件显著的统计相关被陆续发现。在此基础上,提出太阳活动驱动气候变化空间天气机制,其基本观点是：空间天气事件通过改变云物理特性影响气象、气候,其核心是：太阳活动造成的空间天气事件与云微物理过程的联系,目前空间天气理论分化为离子诱导成核机制和全球大气电路—静电云微物理机制（简称Tinsley机制）。主要回顾和总结了近年来空间天气机制研究的发展,包括观测与理论,取得的成果,并对其未来的发展提出展望。      

山东春季两次强降雪过程对比分析

利用常规气象观测资料、区域自动站加密观测资料和NCEP 1°×1°再分析资料,对山东2010年2月28日早春和2013年4月19日春季两次极端暴雪天气过程的环流形势和影响天气系统演变特征、水汽输送条件以及物理量场特征进行了对比分析。结果表明:1两次暴雪过程均受500hPa高空槽、700hPa切变线的影响,并有700hPa低空西南风急流配合;2暴雪区上空均有一条明显的能量锋区,并伴有逆温层,湿层深厚,垂直螺旋度呈上正下负的分布特点;强降雪落区位于水汽通量大值带左侧的水汽通量散度辐合中心附近;31.8km处冷空气活动是判断降雪结束的一个关键高度。不同之处在于:1"2·28"暴雪冷空气自东北楔入,暖湿气流被迫抬升,冷空气发挥主动作用;"4·19"暴雪之前一直维持东北风,形成冷垫,暖湿气流沿冷垫爬升,冷空气发挥被动作用;2"2·28"暴雪比"4·19"暴雪辐合上升运动出现的高度要高,上升运动的强度更强,不稳定层结更深厚。     

元古宙—寒武纪疑源类的辐射演化、绝灭作用与海洋地球化学演变—兼论扬子区元古宙—奥陶纪疑源类的演化

通过对目前全世界元古宙－寒武纪地层中的浮游植物（疑源类）的统计，发现在新元古代晚期和早、中寒武世相对较短的时间间隔内发生了一系列的微体植物（疑源类）辐射和绝灭事件。而这些辐射和绝灭事件又与早期后生生物的辐射、绝灭都有密切的镜像关系。通过对古海洋的δ^13C、^87Sr/^86Sr研究，发现元古宙－寒武纪浮游植物（疑源类）的辐射演化、绝灭作用与古海洋环境变化有着密切的关系，即生物辐射时期，δ^13C、^87Sr/^86Sr呈现高异常；生物绝灭时期，δ^13C、^87Sr/^86Sr呈现低异常；冰期δ^13C呈现明显的负异常。     

月尘的性质及危害评述

月尘是广泛分布于月球表面的微小颗粒,大小约在30 nm~20 μm之间,95%以上小于2 μm,中值粒径约为100~300 nm,形态复杂多变,以玻璃小球、气泡构造、棱角状碎片为主,含有大量纳米颗粒金属铁和玻璃质,玻璃质含量超过50%,尤其是＜2 μm的部分中,玻璃质含量高达80%~90%,化学成分与月壤基本类似,在不同地貌单元也体现出SiO₂含量的差异.月尘的成分和颗粒特征使其具有独特的电磁性质和生物毒性,容易粘附于航天器表面和进入航天员体内,危害航天器和航天员的安全和健康,严重影响月面探测的正常实施.因此,对月尘的研究是保证月面探测工程正常实施的迫切需要;同时,月尘是月球表面物质经历长期的太空作用形成的,在颗粒成分和结构特征上保留了其演化过程的重要信息,是研究月表物质和大气演化、太空风化作用等科学问题的关键线索.但是目前对月尘的颗粒微观成分和结构差异、电磁特性和光学特性,纳米金属铁的特征和成因等方面的研究还不够深入,限制了月表物质演化历史的研究和月尘粘结腐蚀性、生物毒理学具体机理的认识.在月尘研究中利用模拟月尘弥补月尘样品稀缺的局限,并通过模拟实验加强以上方面的研究,能够更好地满足科学问题和工程探测的实际需要.      

湘西岩溶区风化壳的物源:石英粒度分布特征的指示

对湘西岩溶区呈镶嵌景观展布的4条风化剖面中石英粒度分布特征的进行对比研究,发现区域上碳酸盐岩风化成土作用具有极大可能性.基岩为灰岩的两条风化剖面(WC1和WC2)的频率分布曲线呈单峰窄峰态,众数值分别为4.9(φ)和4(φ);两条碎屑岩风化剖面(WC3和DBK)的频率分布曲线呈单峰宽峰态,众数值分别约为5.1(φ)和6(φ).而且各剖面基岩与上覆风化壳的石英粒度频率分布曲线呈现良好的对应关系.石英粒度的标准差、偏度、尖度等参数也显示,各剖面样品基本上分布于不同的区域.研究结果还表明:(1)母岩风化过程中,石英粒度分布特征是完全可以继承的;(2)剖面WC1和WC2为碳酸盐岩风化壳.说明在湘西岩溶区,在有利的地貌单元,碳酸盐岩是完全可以风化成土的;(3)不同风化剖面的石英粒度分布特征不同,说明在区域上,风化壳不具有共同的物源,下伏基岩是其上覆风化壳的成土母岩;(4)石英粒度分布特征是用于岩溶区风化壳物源示踪的良好指标.     

西南喀斯特山地水土流失特点及有关石漠化的几个科学问题

由于特殊的岩土组构,喀斯特坡地的水土流失具有如下特点:地表和地下流失相互叠加;地表产流、产沙少;纯碳酸盐岩区地下流失比例大。论文区别了石漠化和石质化的科学内涵,指出了喀斯特山地石漠化的核心是土地的石质化,提出了按照地面物质组成与裸岩率叠加的石漠化分类系统。根据土壤中硅酸盐矿物的物质平衡,提出了不同碎屑岩含量碳酸盐岩区的土壤允许流失量介于5～500 t/(km2?a)之间。喀斯特坡地土壤虽然肥沃,但总量太少,矿质养分不足可能是石质坡地植物生产力低的重要原因。此外,根据农耕驱动土地石质化的机制,提出了相应的石漠化治理的对策建议,具体是:（1）不但要治标,提高植被覆盖率,更要治本,防止或减缓土地石质化,同时还要增加群众收入;（2）按照坡地岩土组成的垂直分带特点,因地（土）制宜,开展治理;（3）重视矿质肥料的施用;（4）在纯碳酸盐岩土石质和石质坡地农田的小型蓄水工程修建中,要加强集流面建设。      

喀斯特石漠化--中国西南最严重的生态地质环境问题

作为最严重的环境地质问题,日益扩展的土地石漠化,正在吞噬着中国西南喀斯特地区民众的生存空间,已经构成灾害和贫困之源。喀斯特石漠化是土地荒漠化的主要类型之一,是人类不合理经济活动叠加于脆弱生态地质环境背景上的综合作用结果。它以脆弱的生态地质环境为基础,以强烈的人类活动为驱动力,以土地生产力退化为本质,以出现类似荒漠景观为标志。中国西南脆弱的喀斯特生态环境是经过漫长的地质历史演化而形成的,它对喀斯特石漠化具有明显的控制作用。构造运动塑造了陡峻而破碎的喀斯特地貌格局,古环境演化奠定了石漠化的物质基础。喀斯特地区的人口压力及不合理的人类活动,导致土地资源的严重退化、植被覆盖度锐减、水土流失加剧和生态环境严重恶化,超载的社会经济压力是导致喀斯特土地石漠化最重要的驱动力。尽管喀斯特石漠化综合治理非常艰巨,但仍具备恢复或重建生态环境的可能性。     

近百年来贵州高原气温时空演变特征及趋势

在全球气候变暖背景下,气温变化具有显著的地域差异,认识区域气温变化特征,对于生态安全和可持续发展是非常重要的。本文基于CRU、MODIS遥感数据以及气象站观测数据,使用累积距平、一元线性回归、5a滑动平均、线性倾向率、R/S分析等方法,揭示了贵州高原气温的时空演变特征及对生态安全的影响。结果表明:（1）在空间上,贵州高原气温时空演变历史过程具有地域差异性和季节性,总体呈南高北低的空间分布格局,春季和冬季气温空间分布特征比较相似,夏季与春季、冬季特征近似相反,秋季空间分布不明显,主要受到海拔和纬度的影响;（2）1901以来,气温呈现出以-0.31 ℃/century的速率波动下降趋势,且以秋季为主;（3）1951年以来,气温呈现出以0.71 ℃/century的速率波动上升趋势,且以秋季为主;（4）2000年以来,气温呈现出以-5.43 ℃/century的速率波动下降趋势,且以冬季为主,具有一定的年际性和季节性。综上所述,贵州高原气温呈现下降趋势,且主要受到海拔和纬度的双重影响。本研究结果为研究区合理利用气候资源、区域产业结构调整、生态环境保护工程等提供决策支撑。      

探地雷达技术对表层岩溶带典型剖面组构刻画与界面识别

表层岩溶带是岩溶研究的重要对象,以往研究以剖面调查半定量为主,文章利用探地雷达属性技术对其发育情况进行定量研究。选取3个表层岩溶带的典型剖面（浅裂隙土、深裂隙土、厚土层覆盖）,并采集探地雷达数据,通过提取相干体属性和均方根振幅属性来挖掘雷达数据中的潜在信息,用于区分介质组构和识别发育深度界面。结果表明,均方根振幅属性较好地区分出了浅裂隙土型和深裂隙土型的岩土介质,厚土层覆盖型的犁耕层与非犁耕层土壤介质;相干体属性能较好地识别出表层岩溶带和下部完整基岩,定量化其发育厚度。      

喀斯特石漠化灾害预警及其风险评估模型研究

喀斯特石漠化灾害是存在于喀斯特区的一种重要的地质-生态灾害。在喀斯特石漠化时空变化分析与驱动机制诊断的基础上，进行喀斯特石漠化灾害预警风险分析，设计喀斯特石漠化灾害预警风险决策支持系统，构建石漠化灾害预警风险模型，为喀斯特石漠化区的土地合理利用和防灾减灾提供科学依据。