日本数值预报产品在MM5模式中的应用

针对目前中尺度数值模式MM5所用初始场局限于NCEP和T213的现状,提出了应用日本数值预报产品(JMA,下同)格点资料做初始场的想法,并对试验过程进行了介绍.对台风Rananim(0414)登陆浙江的路径、移速、强度和降水等方面的数值模拟结果表明,应用了JMA资料的MM5模式在原有基础上提高了预报精度,尤其在台风登陆时间和登陆地点上提高更为明显.     

地球系统模式中植被净初级生产力百年尺度时空变化及其与气候的关系

利用6个地球系统模式模拟的植被净初级生产力（NPP）对1901～2005年NPP时空变化进行了研究,并结合气候因子分析了NPP的变化与气温和降水的关系。结果表明:（1）近百年来全球NPP呈现上升趋势,模式集合平均的趋势系数为0.88,通过了99.9%的信度检验;北半球的趋势比南半球明显。（3）近百年来800 g(C) m-2 a-1以上的NPP高值区主要分布在南美洲赤道地区、非洲赤道地区、中南半岛和印度尼西亚一带的热带雨林区;低值区主要分布在北半球高纬度地区、非洲北部地区、亚洲大陆干旱半干旱区以及青藏高原西北部地区。（3）全球NPP与气温百年演变在大部分地区主要为正相关关系,仅在赤道附近的南美洲、非洲以及印度地区为负相关关系,主要由于这些地区辐射是NPP的限制因子。全球NPP与降水的百年变化在大部分地区也主要是正相关关系,在非洲北部到西亚中亚的干旱半干旱地区为负相关关系。（4）6个地球系统模式在全球21个区域的大部分地区的NPP和气温降水的变化关系较为一致,西非地区不同模式变化不一致,NPP模拟的不确定性较大,其次是地中海地区。（5）东亚地区NPP与气候的百年演变同步并且相关性高,反映了强烈的植被大气相互作用过程。     

青藏高原未来气候变化预估:CMIP5模式结果

本文使用国际耦合模式比较计划第5阶段(CMIP5)中对青藏高原气候模拟较优的气候模式, 在RCP4.5中等偏低辐射强迫情景下对青藏高原未来气候变化进行了预估研究。结果表明, 青藏高原年均地表气温在2006~2100年的线性趋势平均为0.26℃/10a, 增暖幅度与海拔高度大体成正比;相比于1986~2005年参考时段, 2090年代平均升温2.7℃, 21世纪末期增温幅度明显高于早期和中期;在早、中和末期, 年均增温分别为0.8~1.3℃、1.6~2.5℃和2.1~3.1℃;各季节也均为变暖趋势, 其中冬季增温最大。对于年均降水来说, 未来百年将小幅增加, 集合平均趋势为1.15%/10a, 2090年代较参考时段增加10.4%;在早、中和末期的变化范围分别为-1.8%至15.2%、-0.9%至17.8%和1.4%至21.3%;季节降水也呈增加趋势, 夏季增幅明显高于其余三个季节且在21世纪末期较大, 青藏高原未来年均降水增加主要来自于夏季。需要指出的是, 上述预估结果在气候模式间存在着一定的差异, 未来气候变化的不确定性范围较大, 地表气温的可信度相对较高, 而降水的则偏低。     

2013和2012年夏季格陵兰岛冰盖表面融化对比及可能的影响机理分析

本文重点分析了2013年夏季格陵兰冰盖表面的融化特征, 并将2013年与2012年融化极值年的异常进行对比, 探讨二者之间存在的动力和热力差异及其对冰盖表面融化的影响和机制。结果表明:2013年夏季格陵兰冰盖表面最大融化范围仅为44%, 远小于2012年的97%, 持续的时间也比2012年短20天左右, 平均的融化面积和持续时间都接近气候平均态。2013年夏季大气环流异常与2012年近乎完全相反, 格陵兰及附近海域为低压异常, 500 hPa位势高度场为负异常, 大气环流和2012年相比更具有纬向型。格陵兰岛的北部和南部出现气旋异常, 有利于输送北极的冷空气到格陵兰岛, 不仅降低了夏季格陵兰冰盖表面的平均温度, 而且也减少了格陵兰高温事件发生的频率。同时, 2013年夏季格陵兰表面向下的辐射通量异常分布大体上呈西南—东北走向, 不同于 2012年的南北分布。尽管从分布上看, 总的向下辐射通量以正的短波分量为主, 但是长短波分量相互抵消使得 2013年夏季总的向下辐射通量接近气候平均态, 这使得辐射对冰盖表面温度的影响不明显。大气环流的动力和表面辐射收支的热力共同作用导致2013年夏季格陵兰冰盖表面融化经历了相对缓和的一年。     

我国夏季降水与青藏高原春季NDVI的关系

利用1982年1月-2001年12月NDVI资料、台站降水资料和NCEP/NCAR再分析资料, 通过相关分析和合成分析方法, 初步分析了我国夏季降水与青藏高原春季植被的关系及可能机理。结果发现:青藏高原春季NDVI与我国夏季降水相关系数从南到北呈西北-东南向“ + - +”带状分布。合成分析也表明:青藏高原春季NDVI大、小值年降水年内分布也存在明显差异。降水的上述差异, 可能是由于青藏高原春季NDVI变化导致热源效应改变, 引起大气环流变化造成的。对环流分析也发现:大气环流的变化特征与降水变化表现出很好的一致性。     

GRAPES模式中三维科氏力计算及其效果评估

作为一种连续可压缩流体,大气具有分层流体特性,其状态变化可由牛顿第二定律、热力学第一定律、连续方程和理想大气状态方程组成的偏微分方程组描述。为了更加精细地描述GRAPES全球模式的动力过程,使模式大气更接近真实大气,在全球非静力模式GRAPES中考虑三维科氏力作用,通过重新构建半隐式半拉格朗日求解大气动力方程组的亥姆霍兹方程系数,在不改变求解方案的前提下实现对GRAPES模式动力过程的更新。然后采用在静力平衡基础上建立的三维大气理想试验对新的动力过程进行数值试验,检验其计算效果和数值稳定性。结果显示,考虑三维科氏力的模式动力框架计算稳定,提高了三维标量和矢量场的计算精度,在水平1°×1°分辨率模式中,平衡流试验第15天计算结果标量场Π'的l₁和l₂误差分别为0.00023和0.0004,而三维矢量场 V 的l₁和l₂误差分别为0.002和0.003,均较原模式误差小一个数量级。在罗斯贝-豪威兹波、地形罗斯贝波和斜压波试验中,新框架均表现出很高的计算稳定性和良好的计算效果。      

Influences of the NAO on the North Atlantic CO_2 Fluxes in Winter and Summer on the Interannual Scale

The differences in the influences of the North Atlantic Oscillation (NAO) on the air–sea CO_2 fluxes (f CO_2) in the North Atlantic (NA) between different seasons and between different regions are rarely fully investigated. We used observation-based data of f CO_2, surface-ocean CO_2partial pressure (p CO_(2sea)), wind speed and sea surface temperature(SST) to analyze the relationship between the NAO and f CO_2 of the subtropical and subpolar NA in winter and summer on the interannual time scale. Based on power spectrum estimation, there are significant interannual signs with a 2–6 year cycle in the NAO indexes and area-averaged f CO_2 anomalies in winter and summer from 1980 to 2015. Regression analysis with the 2–6 year filtered data shows that on the interannual scale the response of the f CO_2 anomalies to the NAO has an obvious meridional wave-train-like pattern in winter, but a zonal distribution in summer. This seasonal difference is because in winter the f CO_2anomalies are mainly controlled by the NAO-driven wind speed anomalies, which have a meridional distribution pattern, while in summer they are dominated by the NAO-driven SST anomalies, which show distinct zonal difference in the subtropical NA. In addition, in the same season, there are different factors controlling the variation of p CO_(2sea)in different regions. In summer, SST is important to the interannual variation of p CO_(2sea)in the subtropical NA, while some biogeochemical variables probably control the p CO_(2sea) variation in the subpolar NA.     

冈底斯铜矿带冲江含矿斑岩的岩石化学及锆石SHRIMP年龄特征

青藏高原南部冈底斯斑岩铜矿带冲江含矿斑岩早期为闪长岩,主期为花岗闪长斑岩及石英二长斑岩,晚期为花岗斑岩.岩石化学特征表现为早期和主期岩体主要为高钾钙碱性岩石系列,晚期岩体介于高钾钙碱和钾玄质岩石系列之间.含矿斑岩锆石SHRIMP年龄为(12.9±0.3)Ma,此年龄及前人的年龄资料表明冲江含矿斑岩体是多阶段作用形成的,第一阶段为14～15.6 Ma,第二阶段为12～13.8 Ma.现有冈底斯铜矿带年龄资料表明,冈底斯斑岩铜矿带成岩成矿时代在12～18 Ma之间,岩浆活动时限约6 Ma.     

Genetic Relationship between Natural Gas Dispersal Zone and Uranium Accumulation in the Northern Ordos Basin, China

The Ordos Basin is well-known for the coexistence of oil, natural gas, coal and uranium. However, there has been little research to discuss the genetic relationship between them. In this paper, a case study of the Zaohuohao area in Dongsheng, Inner Mongolia, China, is conducted to investigate the genetic relationship between the natural gas and the uranium accumulation. Fluid inclusion data from the uranium-bearing sandstone samples indicate that the fluid inclusions formed in a gas-water transition zone. Using the homogeneous temperatures of aqueous inclusions coeval with hydrocarbon-bearing inclusions, combined with the buried history and paleo-temperature data, the gas-water transition zone reached the area at about 110 Ma. On the basis of this, the contents of Uranium （U） and Total Organic Carbon （TOC） of the samples were analyzed, and there was no obvious relation between them. With regard to the available data from both publications and this study, it is found that the U mineralization has a spatiotemporal accordance with the gas-water dispersal zone. Thus, it is believed that the natural gas in the gas-water zone is an effective reducer to the U-bearing ground water abundant in oxygen, which is the main factor to U accumulation. This result can be used as the reference to the U mines predicting and prospecting.     

赣东北地区岩浆岩同位素年代学研究及地质演化

本文收集并整理赣东北及邻区岩浆岩年龄数据200多个,在综合、分析大量地质资料与前人成果的基础上,尝试较全面地总结本区中元古代以来的岩浆活动、构造演化过程及其动力学背景。研究表明,本区古元古代及更早时期的岩浆活动确切记录很少,反映出赣东北地区可能没有古老的陆壳。中—新元古代丰富多彩的岩浆活动,记录了江南造山带在扬子板块东南缘的发生和形成过程。本区古生代的构造—岩浆活动总体来说不强烈,主要发育在一些海西印—支期的断裂拗陷带,并且伴随与海底火山活动—热水沉积相关的成矿作用。中生代尤其燕山期是赣东北地区岩浆活动较强烈的一个时期,以德兴铜厂—富家坞花岗闪长斑岩和银山潜火山岩为代表的花岗质岩浆活动形成了规模巨大的铜金多金属矿床,是中国东部中生代成矿大爆发的典型代表;本区在白垩纪处于拉张伸展的构造环境,发育双峰式岩浆岩建造。新生代构造—岩浆活动不强,仅在一些张裂带有少量岩浆活动。本文还结合近期工作,对一些争议性问题提出了自己的认识。