近55 a秦岭山区极端气温变化及其对区域变暖的影响

分析极端气温变化对气候变化研究具有重要意义。本文基于秦岭地区31个站点1960—2013年的逐日最高气温、最低气温和平均气温资料,获得秦岭地区16种极端气温指数,采用线性倾向估计法、M-K检验和主成分分析法,研究各指数变化特征,以揭示极端气温变化规律及其对区域变暖的影响。结果表明:(1)近55 a秦岭地区极端气温呈上升趋势,且日最高气温的升幅大于日最低气温;极端气温暖指数升高,冷指数降低,且暖指数的变化幅度大于冷指数。(2)日最高(低)气温极高值、日最高(低)气温极低值和气温日较差的升幅分别为0.14(0.06)、0.38(0.11)、0.08℃/10 a,夏季日数、热夜日数、暖昼日数、暖夜日数、暖持续日数和生物生长季分别以3.91、1.89、2.59、2.24、1.29、3.15 d/10 a的趋势在增加,而冰冻日数、霜冻日数、冷昼日数、冷夜日数和冷持续日数以-0.7、-3.01、-1.79、-2.05、-0.45 d/10 a的趋势在减小。(3)近55 a秦岭地区极端气温指数变化趋势与全球及全国基本相同,但变化幅度相对偏小,突变时间主要集中在20世纪90年代。(4)近55 a秦岭地区气候变暖与极端气温指数的变化关系密切,其中夏季日数、热夜日数、暖昼日数、暖夜日数和冷昼日数是秦岭地区气候变暖的主要贡献者。     

雷达定量测量降水

为了探讨利用雨滴谱数据验证雷达观测的回波强度的偏差和实时拟合反射率因子(Z)与降水强度(R)的关系(即Z-R关系)进行定量降水估测的可能性,以发生在江苏南部的三次大范围降水过程为例,首先分析雨滴谱数据、雷达数据和雨量计数据的一致性,然后利用雨滴谱仪网法和传统方法分别进行降水估测,并对比两种方法的降水估测效果。结果表明:雷达和雨滴谱仪观测的回波强度具有较好的一致性;采用雨量计数据和雨滴谱计算的平均降水强度存在一定差异,但其变化趋势基本一致。相对于层状云降水,两种方法对对流云降水估测的误差更大,对层状云降水的估测,雨滴谱仪网法略优于传统方法,但对对流云降水的估测,雨滴谱仪网法更具优势。总体上,雨滴谱仪网法估测的降水,其偏差和相对误差更小,估测值总量与雨量计观测雨量更接近,估测降水的效果更好。     

东秦岭卢氏盆地最新活动特征及铁炉子断裂尾端构造特点

利用区域水系形态研究构造活动特征已有丰富经验,可知铁炉子—栾川—南召断裂带西段——铁炉子断裂,晚更新世以来左旋走滑速率为1.25 mm/a,而东段——栾川—南召断裂则为早—中更新世活动段,2段具有明显的活动性差异,研究二者的构造转换方式,有助于了解块体运动在该断裂带内不同段落间的平衡方式。铁炉子段在洛南盆地分为南北两支,南支断裂下盘发育的冲沟普遍流向北,呈“平行状”水系,而北支断裂下盘发育的冲沟则流向南,并在断层附近有左旋扭动迹象;卢氏盆地中部发育NE走向的沉降中心,剖面分析结果表明,该沉降中心东侧普遍高出西侧70—80 m,结合遥感影像,初步认为卢氏盆地的最新活动或已由盆地边缘向盆地内部迁移,并与铁炉子段尾端组成伸展转换区,最终导致铁炉子断裂与栾川—南召断裂的活动性差异。     

郯庐断裂带江苏段断层气氡地球化学特征研究

为讨论郯庐断裂带江苏段断层气体氡的地球化学特征,在重岗、晓店、桥北和何庄4个地点跨断层测量了断层气氡浓度。测量结果表明:郯庐断裂带江苏段上断层气氡浓度异常衬度为2.05~5.73,且其浓度异常主要集中分布在断裂带内及附近,这与活动断裂带地震活动性有很好的一致性。     

云南剑湖水体及表层沉积物氮、磷空间分布特征及对湖泊环境的影响

基于2019年5月在云南剑湖进行50个点位的野外调查和采样,分析了其水体与沉积物总氮（TN）、总磷（TP）、总有机碳（TOC）、有机质（OM）含量及C/N等指标的空间分布特征及其污染状况。结果表明：剑湖水体TN、TP平均含量分别为0.64 mg/L、78.65 μg/L,在空间分布特征上均表现为西部>中部≥东部。利用内梅罗污染指数法分析表明,水污染评价指数均大于1,水体处于Ⅳ类。沉积物TN含量介于2148~9550 mg/kg,平均值为4609 mg/kg,其空间分布特征表现为西部>东部≥中部。沉积物中TP含量变化范围在757~1744 mg/kg,平均值为1223 mg/kg,其空间分布特征与TN类似。相关性分析结果表明,沉积物TN与TOC（r=0.929,p < 0.01）、OM（r=0.945,p < 0.01）之间显著正相关。综合污染指数表明,剑湖不同湖区沉积物富营养物质含量均达到重度污染程度,是潜在的N、P释放源,剑湖水体存在较大污染和富营养化风险。

     

太平洋褶柔鱼冬生群资源丰度变动对ENSO事件的响应研究

太平洋褶柔鱼为大洋性经济鱼种,具有一年生命周期,其资源变动受气候和海洋环境条件的显著影响。本研究根据日本提供的2003-2012年太平洋褶柔鱼冬生群体的渔业统计数据,结合产卵场环境数据以及尼诺指数ONI（定义为Niño 3.4区海表温度距平值）,分析不同气候条件下（厄尔尼诺和拉尼娜）太平洋褶柔鱼冬生群体产卵场海表温度（SST）、叶绿素a（Chl-a）浓度以及适宜产卵面积（SSA）的变动情况及对其资源丰度（CPUE）的影响。结果表明,太平洋褶柔鱼冬生群体产卵场SST、Chl-a浓度和SSA具有明显的季节性变化。相关分析表明,各年CPUE与Chl-a浓度以及SSA具有显著的正相关关系（p<0.05）,但与SST相关性不显著（p>0.05）。此外,厄尔尼诺和拉尼娜事件通过驱动太平洋褶柔鱼冬生群体产卵场SSA和关键海域（25°-29°N,122.5°-130.5°E）内的Chl-a空间分布和大小变化,从而改变其资源丰度,但影响作用随各异常事件的强度不同而变化,具体表现为：发生弱强度厄尔尼诺事件时,产卵场SSA较高,Chl-a浓度处于较低水平,导致资源补充量处于较低水平,CPUE降低;发生中等强度厄尔尼诺事件时,产卵场SSA较低,但Chl-a浓度处于较高水平,导致资源补充量增加,CPUE处于上升水平;发生中等强度拉尼娜事件时,产卵场SSA和Chl-a浓度均处于较高水平,资源补充量显著增加,CPUE显著升高。研究表明,厄尔尼诺和拉尼娜事件对太平洋褶柔鱼冬生群体产卵场摄食孵化环境和资源丰度变动具有显著影响。     

基于无线电探空和无线电掩星观测的北极上层气温研究

The air temperature is one of the most important parameters used for monitoring the Arctic climate change. The constellation observing system for meteorology, ionosphere, and climate and Formosa Satellite Mission 3(COSMIC/FORMOSAT-3) radio occultation(RO) \"wet\" temperature product(i.e., \"wet Prf\") is used to analyze the Arctic air temperature profiles at 925–200 hPa in 2007–2012. The \"wet\" temperatures are further compared with radiosonde(RS) observations. The results from the spatially and temporally synchronized RS and COSMIC observations show that their temperatures agree well with each other, especially at 400 hPa. Comparisons of seasonal temperatures and anomalies from the COSMIC and homogenized RS observations suggest that the limited number of COSMIC observations during the spatial matchup may be insufficient to describe the smallscale spatial structure of temperature variations. Furthermore, comparisons of the seasonal temperature anomalies from the RS and 5°×5° gridded COSMIC observations at 400 hPa during the sea ice minimum(SIM) of2007 and 2012 are also made. The results reveal that similar Arctic temperature variation patterns can be obtained from both RS and COSMIC observations over the land area, while extra information can be further provided from the densely distributed COSMIC observations. Therefore, despite COSMIC observations being unsuitable to describe the Arctic temperatures in the lowest level, they provide a complementary data source to study the Arctic upper-air temperature variations and related climate change.     

白令海及西北冰洋有机质来源与新鲜程度的脂肪酸指示

白令海、西北冰洋等高生产力海域在北冰洋“生物泵”中起到重要作用;海水升温、海冰消退等北极快速变化,将强烈影响该海域“生物泵”的结构与规模,并在沉积物中有机质的来源与新鲜程度上有所体现,可用脂肪酸加以指征。对第五次、第六次中国北极科学考察在以上海域采集的表层沉积物进行脂肪酸含量（以沉积物干重计）及组成分析,结果显示楚科奇海陆架总脂肪酸含量非常高((97.15± 55.31) μg/g),白令海盆最低((15.00±1.30) μg/g),加拿大海盆、楚科奇海陆坡、白令海陆架居中(分别为(88.65 ± 3.52) μg/g,(70.35±11.32) μg/g与(38.28±14.89) μg/g)。海源脂肪酸占总脂肪酸比例最高(86.82%±7.08%),陆源次之(8.45%±6.62%),细菌最低(4.63%±2.24%);硅藻指数(16:1ω9/16:0)在楚科奇海陆架(> 0.82)、白令海陆架边缘(> 0.65)较高,其他区域均较低。脂肪酸结果表明：(1) 该海域沉积有机质主要来自海源,陆源贡献小;在北部、南部楚科奇海陆架、白令海陆架边缘,硅藻生物量占主要优势;细菌脂肪酸比例显著低于温暖海域,指示低温抑制细菌活动。(2) 楚科奇海陆架区硅藻生产力高、细菌活动弱,新鲜有机质沉降效率高,但对未来海水升温、浮游植物群落变化也较为敏感。(3) 加拿大海盆、楚科奇海陆坡的浮游植物群落由绿藻与金藻主导。以上结论说明脂肪酸可指示表层沉积物中有机质的来源与新鲜程度;未来,脂肪酸有望进一步揭示北冰洋“生物泵”对北极快速变化的响应。     

华北坳陷中南部深部结构大地电磁探测

为研究华北坳陷中南部河南地区的深部电性结构和该区3次破坏性地震的深部孕震背景,采用宽频带大地电磁测深法对该区深部的电性结构进行探测。使用NLCG二维反演方法对TE、TM模式进行联合反演,最终获得研究区的深部电性结构。结果显示,以新乡-商丘断裂为界,其北部的北华北坳陷中的内黄隆起、东濮凹陷的电性结构相对简单,为低阻、高阻2层结构,与该区地壳由沉积盖层和基底整体性较好的坚硬地块结晶基底组成相对应。新乡-商丘断裂以南的南华北坳陷中的构造单元深部的电性结构相对复杂,纵向上表现为低—高—低3层结构,横向上高阻、低阻交互出现,分析其可能与受到扬子板块与华北板块南缘相互俯冲碰撞影响有关。而北华北坳陷因边界断裂———新乡-商丘断裂的调控,受到扬子板块和秦岭-大别造山带造山作用的影响较小。1342年和1918年河南通许2次破坏性地震的震源位于太康隆起下方的高、低阻边界交接区域,1737年河南封丘■级地震的震源位于壳内高、低阻梯度带附近。     

钻孔岩芯基础数据库方案设计及应用——以常熟台为例

针对钻孔岩芯基础数据库构建中钻孔的岩芯试验、数据处理和数据汇集等关键问题,提出钻孔岩芯基础数据库的设计方案。该方案以江苏常熟台钻孔建设施工为例,基于新颁布的《地震台站建设规范地形变台站第2部分:钻孔地倾斜和地应变台站》为施工标准,完成包括钻孔施工流程、岩芯实验步骤和岩芯数据处理分析软件的开发等钻孔岩芯基础数据库的前期关键工作。钻孔岩芯基础数据库的设计方案为钻孔岩芯的收集和试验提供详细的研究思路、方法和实例,填补全国钻孔规范化建设中新增技术指标的空白,为全国钻孔岩芯基础数据库的建设提供参考。