全新世火山喷发对温度变化趋势影响的模拟研究

全新世气候变化模拟对了解气候变化的特征和驱动机制具有重要意义。而利用地球系统模式CESM对全新世气候进行瞬变模拟的研究至今还是空白。同时前人只考虑地球轨道参数、温室气体、大陆冰盖、融水这4种外强迫因子作用的模拟结果和集成重建的全新世全球年平均温度的变化呈相反的趋势,尤其是在5.00~0.15 ka B.P.时段差异最为显著,被称为全新世"温度悖论",至于其原因至今尚无定论。因此,文章利用CESM1.0.3,并考虑更全面的外强迫（地球轨道参数、太阳辐射、火山喷发、温室气体、土地利用/土地覆被）对全新世气候变化进行瞬变模拟。基于本文模拟结果分析发现全强迫试验模拟的全球范围合成年平均温度与Marcott等（2013）集成重建的全球年平均温度在5.00~0.15 ka B.P.时段的变化趋势基本一致,均下降0.50℃左右,有效地化解了5.00~0.15 ka B.P.时段的"温度悖论"。研究还发现,此降温趋势主要是由火山喷发外强迫作用导致的,在此时段火山喷发外强迫导致了0.86℃的降温效应,温室气体强迫作用导致0.38℃的升温趋势,而其他外强迫的贡献较小,合计约为-0.02℃。5.00~0.15 ka B.P.时段火山喷发导致降温趋势的原因在于连续增强的火山气溶胶改变了地表辐射平衡,使得地表接收的太阳辐射减少和射出长波辐射增加。

     

全球升温1.5℃和2.0℃情景下淮河上游干流径流量研究

基于ISI-MIP（The Inter-Sectoral Impact Model Inter-comparison Project）推荐使用的5个全球气候模式数据(HadGEM2-ES,GFDL-ESM2M,MIROC-ESM-CHEM,Nor-ESM1-M,IPSL-CM5ALR),驱动SWIM（Soil and Water Integrated Model）水文模型,研究全球升温1.5℃和2.0℃情景下淮河上游干流径流量变化,得出结论：(1)淮河上游干流径流量年际变化在2种升温情景下均呈先减小后增加趋势。全球升温1.5℃时年径流量较基准期(1986—2005年)增长9.5%,而升温2.0℃情景下涨幅更明显,高达17%。(2) 4个季节径流量在2种升温情景下较基准期均有增长,其中春季涨幅最明显,达24.4%,夏、秋、冬季涨幅分别为7.1%、16.1%、13.5%。全球升温2.0℃时淮河上游干流径流量在4个季节较基准期增长率均大于全球升温1.5℃时。(3)不同气候模式输出日径流量最大值相差较大而平均值相差较小。未来2种升温情景日径流量超过王家坝闸设计流量的日次较基准期均有增加,尤其升温2.0℃情景较基准期增多22次,较升温1.5℃情景多5.8次,表明未来升温2.0℃情景下淮河上游出现极端径流事件的可能性进一步增大。     

新疆库车盆地盐泉水水化学特征、来源及找钾指示意义

库车盆地是塔里木盆地的一个次级凹陷,位于新疆塔里木陆块北缘与西南天山之间。文章介绍了库车盆地盐泉水的化学特征、来源及其找钾指示意义。对库车盆地几个代表性盐泉出露区进行盐泉水样品(21件)采集和分析,研究了其化学组成特征、水化学类型和氢氧同位素组成,同时根据收集的129件盐泉水化学数据资料,生成了盐泉水水化学分布图。新采自库车盆地的21件盐泉水样品矿化度范围为120.216~305.322g/L,水型以氯化物型(瓦里亚什科分类法)为主,具有明显的深部地层氯化钙型卤水的特征。氢氧同位素组成分析发现,盐泉水δ18 O范围为-9.1‰~4.7‰,δ2 H值范围为-75‰~-28‰,投点偏离大气降水线且δ18 O和δ2 H具有一定的正相关关系(r=0.81),表明该区盐泉水曾受到强烈蒸发作用影响,同时也受水—岩作用影响,存在一定的δ18 O漂移现象。库车盆地盐泉水组成特征与深部岩层岩性有密切关系,而断裂控制盐泉水出露与分布,盐泉水形成的地表地球化学异常对于该区找钾有一定的指示意义。     

地面磁梯度测量在勘查地下污水管道中的应用

利用在辽宁某地区实测的垂直磁梯度数据,采用欧拉反褶积方法对地下异常情况进行处理和解释。正演研究表明,理论计算获得的磁梯度比实测磁总场的灵敏度高,结合磁梯度数据和欧拉反演方法可以进行较为复杂地形的解释。通过将计算获得的磁梯度异常与实测磁梯度异常对比,后者对地质体的分辨率更高。对地面垂直磁梯度数据进行反演,结果表明:该方法能够准确地确定地下污水管道的边界和埋深。     

华东多目标区域地球化学调查区土壤常量元素地球化学特征

为了研究土壤常量元素来源及分布特征,分析了华东多目标地球化学调查区表层土壤和深层土壤常量元素质量分数的关系,以及不同成土母质发育的土壤常量元素质量分数之间的相互关系。结果显示：在该地区表层土壤和深层土壤中,常量元素存在显著相关性,质量分数比值为0.75～1.04,说明该区域表层土壤常量元素与深层土壤属于同一物质来源,主要来源于成土母质;常量元素在不同地质单元区土壤质量分数的高低及变异系数的大小除了成土母质原因,元素自身地球化学性质也是其主要影响因素;元素之间相关性及因子分析很好地区分出了在该地区成土过程中元素共生组合特征,即CaO-MgO-Na₂O、Al₂O₃-TFe₂O₃-K₂O、SiO₂3个组合。通过分析可以得出在该地区表层土壤常量元素对成土母质有良好继承性,因此能够利用表层土壤元素组合特征和质量分数高低在一定程度上辨别该地区土壤的成土母质岩性、来源和土壤机械组成。     

老挝万象盆地萨塔尼钾盐矿的构造变形与深部矿预测

老挝万象盆地蕴藏有丰富钾盐矿,钾盐成矿后受到了后期构造运动的强烈改造。后期构造运动对万象盆地的钾盐矿产生了怎样的改变?一直缺乏深入研究。本次研究表明,在挤压走滑背景下,后期的构造运动对钾盐进行改造,并使得钾盐矿体发生了塑性柔流和脆性滑移。万象盆地萨塔尼钾盐矿区的三维地震勘探结果表明,无论水平切片还是垂直剖面上,都清晰地显示了构造运动对钾盐矿和地层的后期改造。钻探岩心也显示与构造运动有关的柔流变形。通过钻孔测井资料对三维地震勘探进行标定,可以准确外推钾盐矿体的横向变化并预测定位钾盐矿的空间位置。最终在老挝万象盆地萨塔尼一个很小的矿区详勘发现了一个超大型钾盐矿床,因此三维地震在万象盆地钾盐矿后期改造和勘探方面发挥显著作用。     

共享社会经济路径下中国及分省经济变化预测

基于中国历次人口和经济普查及逐年统计年鉴,率定柯布道格拉斯（Cobb-Douglas）经济预测模型的参数,依据共享社会经济路径（SSPs）框架情景,构建2020—2100年中国31个省（区、市）经济变化格点（0.5°×0.5°）数据库。未来中国经济呈现如下特点：(1)沿可持续路径（SSP1）和不均衡路径（SSP4),GDP将呈现先增后降趋势,峰值出现在2070—2080年;沿中间路径（SSP2）和化石燃料为主的发展路径（SSP5),GDP则呈现持续增长趋势;区域竞争路径（SSP3）下,2050年以后GDP增长处于停滞状态。(2)无论采用何种路径,2020年前GDP仍旧保持6.0%左右的增速,随后增速均低于5.0%并出现放缓或停滞,甚至负增长态势。(3)社会经济发展政策对中国分省经济增长产生直接影响。2020年代SSP1~SSP5路径下江苏、广东和山东省GDP总量位列前三;2090年代,SSP1和SSP5路径下广东、山东和江苏省GDP总量依旧位列前三;SSP2路径下,浙江位列第二;SSP3路径下,河南跻身前三;SSP4路径下,排名前三省份为广东、江苏和浙江省。(4) 2020年代SSP1、SSP2和SSP5路径下,山东、浙江等省GDP增速超过6.0%,SSP3和SSP4路径下仅广东和浙江省GDP增速可维持5.0%左右,个别省还出现负增长;2090年代各省GDP增速均降至不足1.0%。     

基于特低渗砂岩覆压试验渗透率方向性特征分析

由于地质成因的不同,岩石渗透率往往具有不同程度的大小和方向性差异,即呈各向异性的特点。目前,岩石渗透率方向性特征的理论和试验研究仍然不足,缺乏岩石渗透率各向异性量化评估。基于国内CCUS场地储层砂岩,沿正交方向钻取岩芯试件若干,完成瞬态法覆压渗透率测试。试验结果表明,特低渗砂岩正交方向渗透率随围压（上覆岩层压力）加载呈幂律函数递减,当围压加载至20 MPa以后,正交方向渗透率差异性逐步降低,即渗透率由各向异性逐步向各向同性过渡,且储层砂岩竖向渗透率压力敏感系数普遍低于水平侧向。通过建立一种空间坐标系下渗透率计算模型,将岩石内部渗流规律等效为空间正交方向渗透率模型,并借用统计学标准差定义提出渗透率各向异性系数?k,将不同岩性储层岩石渗透率不均匀性作归一化处理,定量地描述了覆压试验过程中试件渗透率各向异性的变化规律。     

1959-2008年淮河流域极端径流的强度和频率特征

基于淮河中上游主干流两侧13个水文站点1959-2008年逐日径流量的年最大值序列和超门限峰值序列,采用Mann-Kendall趋势检验、21种分布函数和Pearson III分布,分析淮河流域极端径流的强度和频率特征。结果表明：① 极端径流强度6个站点呈增加趋势,7个呈减少趋势;极端径流发生频率8个站点呈增加趋势,5个呈减少趋势。② 极端径流在径流值上的频率分布,年最大值序列总体较服从Weibull分布,而非普遍采用的广义极值分布;超门限峰值序列总体仍较服从广义帕累托分布。③ 基于超门限峰值序列和广义帕累托分布估算的50年一遇的极端径流值精度最高,大部分地区误差率低于0.2,精度优于工程标准Pearson III分布。气候变化背景下,极端径流频率特征发生变化,流域上游地区工程标准可能需要调整。受函数形态影响,极值序列最优拟合函数估算精度不如广义极值分布和广义帕累托分布。     

对流温度的数值计算及热力对流云预报应用

对流温度(Tc)可用于估计局地热对流发展的可能性,但在实际业务中囿于有限的探空时次和诸多前提假设,其实用性受到限制.针对此问题,首先给出Tc的一种数值计算方案,进而提出基于模式探空制作热力对流云预报的思路,即:利用数值预报输出的2 m露点温度、地表气压和等压面温度计算各预报时刻的Tc,结合2 m高度气温(T2 m),构...