夏季东太湖光合有效辐射衰减特征及其对沉水植物恢复的指示

水下光照分布是影响水生态系统的重要因素,研究光合有效辐射衰减特征对于沉水植物恢复具有一定的指导意义.根据沉水植物生物量资料,将东太湖划分为沉水植物茂盛区、沉水植物稀疏区和无植物区3种区域.基于2019年夏季原位水下光场资料,探讨了东太湖光衰减特性和光照衰减因子的空间差异以及不同区域内的主导衰减因子,分析了东太湖的稳态阶段和富营养化水平,并阐述了真光层深度与透明度的关系,以期为东太湖沉水植物恢复和保护提供相关资料.结果表明:东太湖不同区域光衰减特性差异显著,光合有效辐射衰减系数(k d(PAR))在0.73~11.80 m^-1之间变化,真光层深度范围为0.39~6.31 m.不同区域的无机悬浮物和有机悬浮物浓度存在显著性差异,稀疏区叶绿素a浓度显著高于茂盛区,而与无植物区没有显著差异,有色可溶性有机物(CDOM)吸收系数在3种区域无显著性差异.k d(PAR)与无机、有机悬浮物的线性拟合效果较好,而与叶绿素a、CDOM拟合较差.水体吸收和散射作用是茂盛区光衰减的主要原因,无植物区域主导衰减因子仅有无机悬浮物,稀疏区由叶绿素a和无机悬浮物共同主导,是生态修复需要重点关注的区域,有机悬浮物和CDOM对东太湖光照衰减没有太大影响.东太湖目前正处于从草型稳态向藻型稳态过渡的阶段,整个湖泊属于富营养水平,真光层深度大约为透明度的2.7倍.     

MICROPHYSICAL CHARACTERISTICS OF THE RAINDROP SIZE DISTRIBUTION IN TYPHOON MORAKOT (2009)

Microphysical characteristics of the raindrop size distribution(RSD)in Typhoon Morakot(2009) have been studied through the PARSIVEL disdrometer measurements at one site in Fujian province,China during the passage of the storm from 7 to 10 August 2009.The time evolution of the RSD reveals different segments of the storm.Significant difference was observed in the microphysical characteristics between the outer rainband and the eyewall;the eyewall precipitation had a broader size distribution(a smaller slope) than the outer rainband and eye region.The outer rainband and the eye region produced stratiform rains while the eyewall precipitation was convective or mixed stratiform-convective.The RSD was typically characterized by a single peak distribution and well represented by the gamma distribution.The relations between the shape(μ)and slope(Λ)of the gamma distribution and between the reflectivity(Z)and rainfall rate(R)have been investigated.Based on the NW-Dm relationships,we suggest that the stratiform rain for the outer rainband and the eye region was formed by the melting of graupel or rimed ice particles,which likely originated from the eyewall clouds.     

华北-华东地区高温热浪与土壤湿度的关系研究

利用观测站点的日最高气温、土壤湿度旬观测资料以及土壤湿度再分析资料等,分析了华北-华东地区高温热浪次数的时空变化特征及其与土壤湿度的关系。结果表明:1960s以及1990-2010年为高温热浪次数的高值期,1970s-1980s为低值期。利用旋转经验正交函数分解得到土壤湿度的3个气候分区,分区内前期(3-5月)和同期(6-7月)的土壤湿度与6、7月份高温热浪次数基本呈负相关关系,并且同期相关性更显著。在华北-华东北部与中部,5月下旬土壤湿度与6月高温热浪次数、6月上、中旬平均土壤湿度与6月高温热浪次数、7月平均土壤湿度与7月高温热浪次数的相关性均显著。     

夏季长三角城市群热岛效应及其对大气边界层结构影响的数值模拟

利用WRF/Noah/UCM模拟系统对长三角地区城市群进行了2003—2007年共5个夏季的高分辨率数值模拟,研究了夏季长三角城市群热岛效应及其对大气边界层影响。开展了2组平行的积分试验,控制试验为MODIS遥感资料给出的地表特征分布,敏感性试验将长三角地区的城市表面改为农田类型,其他与控制试验完全相同。两组试验的对比分析表明城市群热岛存在明显的日变化特征,热岛效应白天向上发展较高,夜间地表热岛强度明显增强。城市热岛导致午后城市上空产生强烈的局地上升气流,从而使得低层大气以补偿流的形式向城市辐合,然而在夜间上升运动很微弱。伴随这种热力状况的日变化,大气边界层高度也存在明显的日变化,白天增高,夜间降低。同时,白天城市边界层内风速明显减小,夜间地面风速减小加剧,但夜间边界层顶风速却有所增强。另外,城市化还会导致“城市干岛”现象,且其白天强度大于夜间。     

福建锦城187Ma花岗岩的发现——对华南沿海早侏罗世构造演化的制约

本文对福建沿海福清地区的锦城花岗岩和牛头尾花岗闪长岩进行了岩石地球化学、锆石U-Pb-Hf同位素分析.LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果显示锦城花岗岩的年龄为187±1Ma,为福建沿海首次发现的早侏罗世岩浆活动;牛头尾花岗岩形成时代为130±1Ma,代表燕山晚期(白垩纪)的一期岩浆活动.锦城花岗岩具有高5iO2、偏碱、高Fe2OT3等特征,为高钾钙碱性系列,岩石相对富集轻稀土,亏损Nb、Ta、Ti等高场强元素,富集Ba、Sr等大离子亲石元素,具高Rb/Sr( 1.31 ～ 1.93)比值及低Rb/Ba(0.26 ～0.29)、Eu/Eu*(0.30 ～0.56)、La/Yb(5.69 ～ 18.39),Sr/Y(2.24 ～2.29)比值,为典型的Ⅰ型花岗岩,且具有火山孤花岗岩的地球化学特征,很可能形成于与俯冲相关的构造背景.牛头尾花岗岩相比锦城花岗岩低SiO2,贫钾,而富镁、钙,属于花岗闪长岩.其更亏损Nb、Ta及富集Ba、Sr,具较低Rb/Sr(0.27)、Rb/Ba(0.09)比值和较高的Eu/Eu*(0.98)、La/Yb( 16.87),Sr/Y( 19.08)比值,同样为具有弧特征的钙碱性Ⅰ型花岗岩,也形成于与大洋俯冲有关的构造背景.锦城花岗岩和年头尾花岗闪长岩具有相似的锆石Hf同位素组成,εHf(t)分别为2.18～4.73和1.25 ～4.15,tDMC均为～ 1.0Ga,表明二者起源于相同的新元古代新生地壳.结合已有的资料,本次研究发现锦城花岗岩与南岭地区同时代岩浆岩( 194 ～ 172Ma)在成因上有密切的联系,暗示古太平洋板决的俯冲很可能自早侏罗世开始.这样,华南古特提斯构造域向古太平洋构造域的转换很可能发生在早侏罗世之前,大致在205 ～ 190Ma期间.     

两广交界地区壶垌片麻状复式岩体的年代学和地球化学：对云开地块北缘早古生代构造-岩浆作用的启示

本文对两广交界地区发育的壶垌片麻状复式岩体进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb定年和岩石学、地球化学、Sr-Nd-Pb同位素的分析研究。该复式岩体主要由片麻状英云闪长岩、片麻状花岗闪长岩和片麻状二长花岗岩组成,获得片麻状花岗闪长岩LA-ICP-MS锆石U-Pb谐和年龄为443.1±2.0Ma。其中片麻状英云闪长岩和片麻状花岗闪长岩总体具有较低硅(SiO2=62.92%~67.54%)、较低碱(K2O+Na2O=3.98%~5.17%)、准铝质(A/CNK=0.83~0.93)的化学组成特征,属于中钾含角闪石钙碱性花岗岩类(ACG);而片麻状二长花岗岩具有高硅(SiO2=71.55%~72.78%)、高碱(K2O+Na2O=6.65%~7.57%)、准铝-弱过铝质(A/CNK=0.92~1.05)的化学组成特征,属于高钾钙碱性花岗岩类(KCG)。岩石表现出富集大离子亲石元素(如U、Ba、Rb和Th)和轻稀土元素,而Nb、Ta和Ti等高场强元素和重稀土元素明显亏损,并具有较高的锶同位素初始比值((87Sr/86Sr)i=0.71268~0.71482)和较低的εNd(t)值(-9.4~-2.6),反映其具有俯冲消减作用形成的岛弧岩浆岩地球化学特征。结合区域地质特征分析认为,壶垌片麻状复式岩体很可能是在扬子板块和华夏板块之间的洋壳岩石圈向南俯冲的地球动力学背景下,引发软流圈地幔上涌,其所带来的热能诱发了岩石圈地幔和上覆云开地块的古老地壳物质重熔,形成以壳源为主的壳幔混源母岩浆,再经历不同程度分离结晶作用,从而形成了本区大陆边缘弧型岩浆岩。因此,壶垌片麻状复式岩体是云开地块北缘早古生代洋陆俯冲-碰撞的地质记录。     

东天山图拉尔根大型铜镍矿区两个镁铁-超镁铁岩体的锆石U-Pb定年及其地质意义

图拉尔根铜镍矿位于新疆黄山-镜儿泉铜镍矿带东段,其发现和探明是近年来该区带找矿的重大突破。矿区内分布有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ号3个小岩体,其中Ⅰ号岩体含矿性最佳,勘查程度也最高。Ⅰ号杂岩体为一同构造基性-超基性杂岩体,具有典型的环带状岩相分带结构。图拉尔根Ⅰ号岩体的辉长岩单颗粒锆石SHRIMP U-Pb精确定年结果为300.5±3.2Ma,而Ⅱ号岩体锆石SIMS U-Pb精确定年结果为357.5±2.5Ma,明显早于Ⅰ号岩体。Ⅰ号岩体成岩时代为晚石炭世-早二叠世,与东天山地区大多数镁铁-超镁铁岩体的形成时代相近,而Ⅱ号岩体时代为早石炭世,表明二者不是同期岩浆活动的产物,其形成背景与东天山早二叠世大规模成矿期的碰撞后伸展背景形成的基性-超基性侵入岩体不同。稀土元素及微量元素分析表明,两个岩体的轻重稀土分异明显,都为向右倾的轻稀土富集型配分模式,具负的Nb、Ta异常。但Ⅱ号岩体的斜率高于Ⅰ号岩体。Ⅰ号岩体富集大离子亲石元素Rb,Th轻微亏损,高场强元素Zr、Hf呈正异常,而Ⅱ号岩体明显亏损Rb,富集Ba,同时有Sr的正异常和Zr、Hf的明显负异常。Ⅰ号岩体微量元素具有Nb、Ta相对于Th、La亏损,Ba、Th、U含量高的特点,表现出地壳物质混染的特征。Ⅱ、Ⅲ号岩体目前所见均以辉长岩为主体岩石类型,含矿性较差。Ⅱ号岩体和Ⅰ号岩体微量元素富集特征不一致,也显示这两个岩体的母岩浆性质可能不尽相同,但两个岩体的微量元素特征都显示出遭受了一定程度的地壳混染,这对成矿是有利的。由于Ⅱ、Ⅲ号岩体发育有高磁、高重力和低阻异常,我们尚不能排除其深部产出矿化的可能性,有必要开展进一步的勘查评价。图拉尔根两个镁铁-超镁铁岩体的最新定年结果,将东天山地区与铜镍硫化物矿床相伴的镁铁-超镁铁质岩浆活动时限提前了10Ma,为在该区进一步找矿提供了年代学依据。     

陕西小秦岭地区太华群的锆石U-Pb年龄和 Hf同位素组成

本文对陕西华山岩体南侧一个太华群黑云斜长片麻岩进行了地球化学、锆石U-Pb年龄和Hf同位素分析.地球化学分析显示其原岩为中酸性钙碱性花岗质岩石,稀土含量较低( ∑REE =83.13×10-6),但富集Pb和LILE元素(如Rb、Ba).锆石的176Hf/177Hf比值变化于0.281258～0.281404,具明显负的εHf(t)值(-6.86～- 11.23).锆石的Hf同位素模式年龄(2.96 ～3.24Ga)表明原岩是由中太古代地壳演化而来.对比显示小秦岭太华群黑云斜长片麻岩与鲁山地区的太华群具有相似的中太古代地壳源区,但它们的形成时代可能不同.锆石内部结构、Th/U比值以及定年结果显示小秦岭地区的太华群在～1.91Ga经历了一期重要的变质热事件,该事件与Columbia超大陆拼合时的全球性碰撞造山事件相关联.小秦岭太华群为华北克拉通块体南缘的地质单元,但各地区太华群在原岩组成、形成时代和变质时代上具有不同的特征,太华群应是一个杂岩体,至少可以解体为新太古代和古元古代两部分.     

基于地基微波辐射计资料对咸宁两次冰雹天气的观测分析

利用地基微波辐射计观测资料,对两次冰雹过程进行观测分析。结果表明:中低层暖湿气流输送、中层干冷空气侵入,在0~10 km形成"上干、下湿"2层垂直分布结构。低层的感热和潜热随上升气流向上输送,2~3 km层明显增温,0、-5和-20℃层略微上升。同时,低层水汽也随上升气流向上输送,降雹前大气液态水总含量(ILW,下同)和大气水汽总含量(IWV,下同)及过冷水含量快速增长。水汽经过冷层后,冰晶增多增大。当冰晶增大落入0℃以上区融化层时,冰晶融化导致液态水增加,一部分形成冰雹或地面降水,导致降雹之后ILW、IWV及0℃以下液态水含量减小。上述结论对冰雹的预警有一定指示意义。     

中国区域高空三种气温、湿度资料交叉对比

本文对比分析了2011—2013年中国区域L波段探空气温、湿度廓线,COSMIC掩星气温、湿度廓线和ERA-Interim再分析资料的气温、湿度廓线之间的差异。对比显示,从时间变化来看,三者之间有很好的正线性相关关系。除10 hPa以上的少数层次外,三种气温资料之间互相吻合较好,彼此偏差范围在±0.4℃之间,偏差标准差在1~2℃,对流层中高层,L波段探空气温受太阳辐射影响较大,气温偏高,与COSMIC相比,L波段探空偏高最高可达到0.64℃。而对于相对湿度,三种数据存在明显差异。对流层中低层到对流层顶L波段探空存在不同程度的偏干,且有较明显的昼夜、季节和区域差异:白天、春夏季和南方潮湿气候区域偏干更明显。一般来说,在对流层顶附近区域,L波段探空相对湿度偏干较明显,200 hPa附近及以上L波段探空相对湿度转为偏湿。在对流层顶以下,L波段探空与COSMIC掩星、ERA-Interim再分析相对湿度具有明显的正相关,对流层顶以上表现为负相关。