1980—2018年黄河上游气候变化及其对生态植被和径流量的影响

黄河上游是黄河流域最重要的水源涵养地和产流区,对黄河流域的水资源安全、生态环境和粮食安全有决定性的意义。近年来在西北地区气候暖湿化的背景下,黄河上游气候生态水文等问题受到了各方的高度关注。本文利用卫星遥感数据、格点融合数据和水文监测数据,分析了黄河上游气候的多尺度变化特征及其对植被和径流量的影响。结果表明：1）1980-2018年黄河上游暖湿化趋势呈现全区域较一致的气候特征,温度增加率为0.023℃/a,降水增加率为1.09 mm/a,但同时又存在明显的区域差异性,湟水流域至甘肃中部降水增加最显著,宁蒙荒漠地带增温趋势最明显,2000年以来整个黄河上游降水明显增加。2000年后汇流区与流径区的蒸散发明显增加,但源头区南部波动减少。2）当前的暖湿化有利于黄河上游植被生长,1999年以来汇流区和源头区部分区域的植被增加率达到0.04/（10 a）;从长期趋势看,源头区、汇流区植被指数与上年降水呈显著正相关关系,而流径区植被指数与当年降水相关性显著;降水对黄河上游流域植被具有明显的改善作用,而温度对其影响较复杂,各区域不同的植被类型是导致降水、温度、蒸散影响存在差异的可能原因。3）1980-2018年唐乃亥站和兰州站的年径流量均呈减少趋势,但1998年以来两站的年径流量明显增加,兰州站年径流量的增加率是唐乃亥站的近3倍。长期趋势表明,唐乃亥站年径流量与当年降水呈显著正相关关系,兰州站年径流量与当年降水、蒸散的相关系数均明显低于唐乃亥站;从年际波动看,降水是决定年径流量的最主要影响因子,而生态植被、冻土退化、水储量变化及社会活动等因素对径流量的影响也不容忽视。该研究为科学应对黄河上游生态保护及实现黄河流域高质量发展提供了参考依据。     

轮南古潜山东—草湖凹陷东河砂岩段—角砾岩段高分辨率层序地层与沉积相特征

为查明塔里木盆地塔北隆起轮南古潜山东—草湖凹陷地区下石炭统巴楚组东河砂岩段—角砾岩段的层序地层与沉积相展布特征,基于钻井、测井和地震资料,应用沉积学、层序地层学和地震沉积学原理,对研究区巴楚组的层序地层与沉积环境进行了详细研究。结果表明：（1）从下至上,巴楚组的下部东河砂岩段可划分为1个准层序组、3个准层序（DH1、DH2、DH3）,上部角砾岩段可划分为1个准层序组、1个准层序（DH4）,4期准层序沉积期均为水进沉积环境。（2）研究区在巴楚组沉积期主要发育扇三角洲-滨岸沉积体系,其中第1期准层序（DH1）与第4期准层序（DH4）以扇三角洲沉积为主,第2期准层序（DH2）与第3期准层序（DH3）以海相滨岸砂岩沉积为主。     

非平稳标准化降水蒸散指数构建及中国未来干旱时空格局

旱灾是一种致灾因子与成害机理均非常复杂的自然灾害,也是目前对其检测与风险防御最为困难的自然灾害种类之一。随着全球气候变化,干旱的变化逐渐趋于非平稳化,水文气象序列的非平稳性已有广泛研究,但在干旱检测指标中却鲜有考虑。基于标准化降水蒸散指数（SPEI）和非平稳性理论,构建非平稳性标准化降水蒸散指数（NSPEI）并进行适用性评价,利用NSPEI评估未来不同排放情景下中国气象干旱时空格局演变规律。结果表明：① 非平稳性站点集中在东北平原、黄淮海平原、长三角地区、青藏高原及周边区域,NSPEI拟合最优的站点占中国气象站点的88%（2177个站点）。② SPEI对温度较为敏感,在评估未来干旱变化时会高估干旱强度和持续时间性,而NSPEI能够克服这一弱点,较SPEI可更好的检测中国气象干旱,且能很好的刻画中国未来干旱变化。③ 低、高排放情景下中国北方干旱加剧,南方呈湿润化趋势;中排放情景下中国北方湿润化趋势明显,而中国南方则呈干旱化。基于NSPEI干旱检测结果,中高排放情景下中国未来极端干湿历时与发生频率均呈增加趋势。     

养殖海带的生长模型研究

国内外关于海带生长和光合作用与其生长环境因素的关系研究开展的较多,但缺乏有效的模型来预测评估环境条件变化对海带生长和产量的影响.因此,根据海带生理生态学实验数据、现场观测的光照强度、温度和营养盐等影响海带生长与光合作用的环境参数和海带生长测定数据,运用动态模拟手段,建立了一个数学模型,并利用视窗化模型软件Stella9.0TM构建和运行了上述模型,用来模拟和预测海带(Laminaria japonica)的生长过程.同时,对模拟值和实测值进行了相关性分析及其检验,结果表明,该模型较好地模拟了生长海带的长度和干重,可以为相关研究和管理提供服务.     

老168平台海油陆采丛式井组关键钻井工艺

老168平台丛式井组是2009年中石化及胜利油田的重点产能建设项目之一,平台上共部署58口海油陆采定向井。该丛式井组的施工主要有以下难点：井网密集,防碰工作量大;造斜点浅、井斜大、造斜困难;位移大、裸眼稳斜段长,稳斜难度大;钻井液技术必须考虑环境保护问题,可借鉴经验非常少。因此钻井施工难度极大,通过实施优化井场布局及井眼轨道技术、大井眼松软浅地层定向技术、高精度轨迹控制技术、大位移井安全钻进技术,优质无污染海水钻井液技术,最终实现了老168钻完井一体化作业,节约了成本,提高了效率,为今后胜利油田丛式井组施工提供了宝贵经验。     

海带(Laminaria japonica)幼孢子体生长和光合作用的N需求

根据室内和围隔实验中海带幼孢子体在不同硝态氮浓度下的生长情况和光合作用速率(Pmax),分析了幼孢子体的N需求,得到其最大生长率(μm)为0.12d-1,维持生存的最低组织N含量(NQ)为16.8μg/mgDW,以最大生长率生长所必需组织N的临界值(NC)为20.4μg/mgDW,每天以最大速率生长的N需求(Nreq)为2.45μg/mgDWd-1。同时,不同处理组的初始NO3-N浓度越高,海带幼孢子体吸收速率和组织N的累加速率越高,且呈明显的线性相关关系(R2分别为0.8393和0.7793,P<0.05)。现场围隔实验中,叶绿素a含量(R2=0.7907,P<0.05)和组织N含量(R2=0.9147,P<0.01)与Pmax也呈明显的线性相关关系。同时,根据海带幼孢子体N的需求和营养吸收状况,分析认为,海带幼孢子体存在受到N限制的风险,但凭其营养吸收能力有适应N限制的能力。还根据海带的这种生理特征,探讨了大型海藻的养殖对富营养化海水的生态调控。     

京津冀夏季强降水下冰云宏微观特征

根据Aqua MODIS 2级云产品和Cloudsat的2级产品资料,结合降水数据和MODIS L1B级辐射率数据,对发生在京津冀地区夏季的三次强降水过程中冰云的宏微观物理量的特征进行分析,并探究这些物理量和降水强度的关系。结果表明：在水平分布中,强降水过程中降水强度高值区内云相为冰云,冰云云顶高度在8~17 km,冰云粒子有效半径、冰云光学厚度、冰水路径分别最高可达60 μm、 150、 5 000 g?m^-2;冰云光学厚度、冰水路径、冰云云顶高度随降水强度增大而增大。在垂直分布中,冰云主要分布在3.5 km以上,发生强降水站点的冰云为深对流云,冰云粒子有效半径、冰水含量、冰云粒子数浓度分别最高可达150 μm、 3 000 mg?m^-3 、 500 L^-1;冰云粒子有效半径高值区存在于云层中下部,且随高度上升而减小,冰云粒子数浓度高值区存在于云层中上部,且随高度上升而增加,冰水含量高值区则存在于云层中部;冰云粒子有效半径、冰水含量、冰云粒子数浓度在9 km以上随降水强度增大而增大。     

青藏高原纳木错流域夏、秋季大气降水中δ18O与水汽来源及温度的关系

根据2005年8～10月在纳木错收集的降水样和相关气象观测,分析该地区降水中δ18O变化特征及其与水汽来源关系,揭示不同水汽来源降水中δ18O与温度之间关系.观测期间水汽来源以西南季风和青藏高原本地气团输送为主.结果表明,纳木错流域夏、秋季节历次降水中δ18O变化主导因素是水汽来源不同.远距离输送夏季风海洋性气团形成的降水δ18O值较低,而局地大陆性气团降水δ18O较高.对同源的降水事件,气温和δ18O值有一定正相关性,因而可能是次一级的响因素.     

极端干旱荒漠区典型晴天大气热力边界层结构分析

利用极端干旱区敦煌野外观测试验资料,分析了极端干旱荒漠区夏季典型晴天位温、风速、比湿等主要物理要素的垂直结构特征及其地表热力和近地层大气运动特征的日变化规律。发现在极端干旱地区夏季晴天大气热力边界层结构十分独特。在夜间,贴地逆温层最低在900 m以上,最厚可以达到1 750 m,逆温层上面的残余层一般能达到4 000 m左右的高度。在白天,位温超绝热递减层高达1 000 m,超绝热递减层上面的混合层最高达3 700 m,混合层顶上还有大约450 m甚至更厚的夹卷层。当白天对流层发展达到残余层以后,混合层的发展明显加快。风速和比湿垂直廓线特征很好地印证了大气热力边界层独特的结构特征,地表热力和近地层大气运动特征也为这种独特的大气热力边界层结构提供了较好的物理支持。     

气候周期与天体活动周期的对应性及其区域特征的初步探讨*

在众多文献中整理、归纳出各区域气候周期与天体活动周期的基础上,初步探讨了二者间的对应性及其区域特征.指出:(1)气候变化周期与大体活动周期之间有着密切的成因联系和对应关系;(2)天体活动对地球气候系统的影响以及区域气候对天体活动的响应都表现出较强的区域差异.对此需进一步开展研究.