基于中国植被数据的陆面覆盖及其对陆面过程模拟的影响

本文基于中国1:100万植被图、马里兰大学AVHRR森林覆盖资料和中国753个气象站点40年的降水气温资料, 发展了一套用于气候模拟的中国陆面覆盖资料(Chinese land cover derived from vegetation map, 简称CLCV)。该套资料与CLM(Community Land Model)原来所用的MODIS (Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer) 陆面覆盖资料相比有较大不同: 其中裸土比例减少了14.5%, 森林、灌木、草原和农作物比例分别增加了3.3%、4.8%、4.4%和0.3%, 冰川、湖泊和湿地比例分别增加了0.4%、0.8%和0.6%。将CLCV和MODIS资料分别与全国土地资源概查汇总结果分省统计资料和基于中国1 km土地利用图的土地利用资料比较表明, CLCV与两者较为接近。最后, 利用CLM模式分别采用CLCV与MODIS陆面覆盖资料在中国区域内进行数值模拟, 结果显示, 使用CLCV资料所模拟的蒸散增加了约7.7 mm/a; 地表反照率、 感热和径流分别减小了约0.7%、 0.3 W/m2和7.6 mm/a; 与MODIS卫星反演地表反照率和GRDC (Global Runoff Data Centre) 径流资料比较表明, 利用CLCV资料所模拟的地表反照率有一定改进, 并能基本模拟出径流分布趋势。     

线性准地转模型中副热带环流对潜热加热的定常响应II.边界约束及风场与层结稳定度的自适应

本文着重研究了线性模型中副热带环流对潜热加热的响应过程中影响高、低压系统中心位置的因子, 剖析出边界层中基本流的垂直切变影响低层环流的根本原因, 并且探讨了线性模式中基本流和静力稳定度自调整过程的重要作用。结果表明, 在β效应和f效应、基本流在经向和垂直方向的二阶切变、以及东、西风基本流作用的非对称性等因素的共同作用下, 高、低压中心位于热源北侧。结果还表明, 当近地面基本流的垂直切变为零或者当风速随高度减小时, 低层气旋和反气旋中心位于地面上, 当风速随高度增大具有类似亚洲季风区的结构时, 低层气旋和反气旋中心抬升离开地面; 进一步考虑热源区附近静力稳定度和基本流自调整过程的作用后, 反气旋中心继续抬升至中层, 证明对流降水对其东侧对流层中低层副高的形成有重要贡献。指出基于传统线性准地转模式来研究副热带高压形成的缺陷在于应用不适当的下边界条件以及缺乏静力稳定度的自调整机制和基本流对热源的反馈机制, 从而得到“潜热加热激发的低层反气旋中心位于洋面上”的不切实际的解。     

南海季风爆发与风向改变指数关系初探

通过定义一个风向改变指数,探讨了该指数与南海夏季风爆发之间的关系,得到以下主要结论:利用Yamamoto突变检验,定义了南海关键区,南海季风爆发时,850 hPa上的风场在该关键区确有突变发生;南海夏季风爆发时的风场突变是全球风场突变的一部分;分析了南海关键区上该指数的空间分布和时间演变,发现30～300 hPa平均于5月初风场开始反向,其早于低层风场反向约2周,这对预报南海季风爆发具有启示意义.     

台风期间厦门电离层变化的一次特例分析

文中利用中国气象局厦门电离层监测站的电离层频高图数据,研究了2007年登陆地点在厦门附近地区的3次台风登陆事件期间厦门电离层的变化,分析比较了台风登陆前后F2 层临界频率(foF2)的相对变化、电离层Es和扩展F出现率等,结果显示这3次台风登陆均导致电离层foF2扰动,偶发E层(Es)和扩展F的出现率在3次台风临近登陆和登陆后都有明显的增加.台风圣帕(Sepat)登陆前一天,电离层foF2出现了相对月中值达40%(约4 MHz)的增强,登陆后电离层foF2迅速降低到月中值水平;台风韦帕(Wipha)登陆后电离层foF2从登陆前的略高于月中值的水平迅速下降到月中值以下(降幅达30%)并持续4天.台风罗莎登陆前的2天内电离层foF2低于月中值,台风罗莎登陆当天电离层foF2恢复到月中值水平,随后foF2出现了1天的下降和连续3天的增强.初步分析认为由于台风登陆前后,强烈的海气、陆气相互作用可能影响到电离层高度,从而导致对电离层foF2、Es和扩展F等参量发生变化.利用Wang(2005)提出的CoP机制,可以较好地解释台风登陆导致foF2下降,但文中发现在台风临近登陆出现的foF2上升的现象,则需要进一步深入分析研究.     

从第18届国际生物气象会议看生物气象研究的进展与动向

第18届国际生物气象会议于2008年9月22—26日在日本东京举行。通过简要介绍了这次会议的情况,概括了近年来生物气象研究的进展与动向。从ICB2008各会场的交流内容和讨论可以看出,未来生物气象研究关注的重点问题主要包括以下六个方面:(1)人类生物气象学领域的热浪与健康预警系统、医疗气象、室外工作热环境评价及医疗天气预报研究与应用。(2)城市气候特征与评价及减缓措施研究。(3)气候变化对极端天气、气候事件的影响。(4)气候变化对农业的影响。(5)动物对气象条件和气候变化的响应。(6)污染物跨国输送与国际环境合作研究。加强我国的生物气象研究是应对气候变化影响、以人为本、构建和谐社会的需要,可以为社会可持续发展提供科学依据和咨询建议。     

西北太平洋热带气旋频数和强度变化趋势初探

利用1951—2006年西北太平洋 (含南海) 热带气旋资料, 研究了不同强度热带气旋的气候变化特征。结果表明:超强台风 (近中心最大风速≥58m/s, 简称超强台风Ⅱ) 频数、强度和初、终旋日期的变化特征都不同于其他级别热带气旋; 西北太平洋热带气旋的总频数有长期减少趋势, 主要由热带低压和超强台风Ⅱ的长期减少趋势引起; 随着热带气旋强度增强, 出现月最大频数的月份逐渐推迟; 超强台风月频数最大值发生在秋季; 超强台风Ⅱ频数的年变化与除了超强台风Ⅰ(近中心最大风速为51~58m/s) 外的其他级别热带气旋反相关; 受超强台风Ⅱ减少影响, 热带气旋年平均最大风速有减小的长期趋势; 热带气旋的初、终旋日期没有显著的长期变化趋势, 但超强台风Ⅱ的初旋日期有推迟趋势, 终旋日期有提前趋势, 发生时间缩短。     

阿尔泰喀纳斯早泥盆纪钾质富镁英安岩:俯冲沉积物熔体交代

阿尔泰造山带喀纳斯地区出露一套钾质富镁英安岩,锆石U-Pb定年显示其形成于早泥盆世(411±4 Ma)。该套英安岩富SiO_2(64.71～67.77 wt%),MgO(3.28～3.53 wt%)和K_2O(2.12～2.75 wt%),贫Na_2O(1.70～1.85wt%),K_2O/Na_2O比值介于(1.20～1.53),具较高的Al_2O_3(14.12～15.33 wt%)和较低的CaO(1.12～1.28 wt%),ASI指数1.8,显示过铝质钙碱性岩浆系列特征,明显不同于初始的高镁安山质岩浆。样品具有中等的Cr(134×10~(-6)～153×10~(-6))、Co(17.47×10~(-6)～18.65×10~(-6))、Ni(71.64×10~(-6)～80.76×10~(-6))含量,富集大离子亲石元素Rb、K和高场强元素U、Th、Pb及LREE,发育Sr、Ba及"TNT"(Ta、Nb、Ti)负异常,显示俯冲带岩浆岩地球化学特征。其高的Mg~#(51.71～52.47)和低的ε_(Nd)(t)值(-4.6～-4.2)说明该套火山岩可能来自遭受强烈交代作用的地幔楔部分熔融。样品具有较高的Ba/La、Pb/La比值和较低的Th/Yb、Nb/Y比值,显示地幔交代作用以俯冲沉积物熔体的交代作用为主。以上地球化学特征说明,喀纳斯钾质富镁英安岩可能主要是受俯冲沉积物熔体交代的上覆地幔橄榄岩部分熔融的产物,阿尔泰泥盆纪处于俯冲作用相关的活动大陆边缘构造环境。此外,该套火山岩的形成时代制约了其下覆的哈巴河群沉积上限,显示哈巴河群沉积于早泥盆世之前。     

东昆仑石榴石闪长玢岩的形成机制及其对埃达克岩成因的制约

本文报道在东昆仑地区发现的一种较为稀少的含石榴石英云闪长玢岩,这也是此类岩石在中国的首次发现。该次火山岩形成于晚三叠纪,主要由富钙(CaO5 wt%)、贫锰(MnO3 wt%)的石榴石,富铝的角闪石(15.9 wt%),中性斜长石和石英等斑晶以及基质物质组成。岩石含有中等的SiO_2(61.1～62.2wt%),低的MgO(2.0 wt%),K_2O(1.3 wt%)以及较高的Al_2O_3(17 wt%)含量,呈现出次铝质至轻微过铝质的特征(ACNK=0.89～1.05)。在微量元素方面,该岩石富集大离子亲石元素和轻稀土元素,同时亏损Nb-Ta-Ti,显示出典型的消减带特征。而异常低的重稀土(Yb0.8×10~(-6))和相对高的Sr/Y比值(约38)表明石榴石是一个残留相,而较高的Al_2O_3含量,大多为正的铕异常反映了斜长石因结晶受到抑制而在岩浆演化晚期的聚集,同时表明岩浆具有较高的水含量。Nd-Sr同位素组成(ε_(Nd)(t)=-2.33～-1.38;~(87)Sr/~(86)Sr=0.706 5～0.706 7)和斜长石的反向分带显示,壳幔间岩浆混合作用在岩体的形成过程中扮演了重要角色。石榴石斑晶和其中的钛铁矿包体均含有较低的MgO,且包裹石榴石的角闪石形成于较高的压力(8～10 kb)条件下,显示这些矿物结晶自一个长英质岩浆中,且很可能形成于壳幔过渡带附近。尽管该岩石在富铝、低重稀土、高Sr/Y等很多方面均类似于埃达克岩石,但其中等含量的Sr(260×10~(-6))和La/Yb比值(16～21)却明显低于典型的埃达克岩和太古代的TTG。结合石榴石斑晶中广泛存在的磷灰石包体以及其较高的Sr和轻稀土分配系数,本文提出在岩浆演化早期结晶的磷灰石有效地降低了残余熔体中的Sr和轻稀土。这进一步表明,即使在高水逸度的条件下,磷灰石在岩浆早期的大量结晶可以有效地阻止一些弧岩浆演化成为埃达克质岩石。     

西藏扎布耶湖晚更新世沉积物230 年代学研究

本文应用全溶样品的等时线模式,较成功地测定了藏北高原西南部扎布耶盐湖SZK01孔岩芯中含不等量碳酸盐粘土的230Th/238U年龄,建立了青藏高原腹地海拔4000 m以上湖泊120 ka以来连续的同位素年龄标尺,从而为扎布耶盐湖及其周缘地区古环境古气候演化研究奠定了时间坐标。根据230Th/238U年龄数据,SZK01孔的平均沉积速率约为68 cm/ka。然而不同层段的沉积速率差异较大,变化在20.8~128.8 cm/ka,其快慢变化反映了该湖从短命深湖、动荡浅湖、滨湖到盐湖的环境变化,与高分辨率SZK02孔的研究结果相一致。讨论了测年模式的适应性﹑样品的U封闭性和应用的优越性,提出开展湖区及周边各类型水体的U、Th同位素化学行为研究和检验沉积物中多源Th对定年的影响将是今后年代学研究的重要内容。     

晚第四纪柴达木盆地东部古湖泊高湖面光释光年代学

高湖面是湖泊演化的鼎盛期,指示区域的温暖湿润气候。关于青藏高原湖泊高湖面的年代有不同的观点。一种观点(主要是基于14C测年)认为在氧同位素三阶段晚期青藏高原普遍存在"大湖期"或"泛湖期",并且其温度和降水可能比全新世还高。另一种观点(主要基于释光、铀系测年等)认为青藏高原湖泊的最高古湖面出现在氧同位素五阶段,之后湖面逐渐下降。柴达木盆地位于青藏高原的东北部,其高湖面年代的研究可为认识青藏高原环境演化提供基础资料。本文选择柴达木盆地东部的托素湖和尕海湖高出现代湖面的湖相沉积和湖岸砂堤为研究对象,利用石英光释光测年方法建立其年代序列。根据沉积物沉积特征和光释光年代结果认为,尕海湖和托素湖古高湖面出现在82～73ka、63～55ka、34.4ka和全新世早期。通过与青藏高原及周边湖泊高湖面年代记录对比,认为尕海湖和托素湖的最高湖面主体出现在氧同位素五阶段,之后湖面逐渐下降。