北京气候中心气候系统模式研发进展——在气候变化研究中的应用

较全面地介绍了北京气候中心气候系统模式(BCC_CSM)研发所取得的一些进展及其在气候变化研究中的应用,重点介绍了全球近280 km较低分辨率的全球海-陆-气-冰-生物多圈层耦合的气候系统模式BCC_CSM1.1和110 km中等大气分辨率的BCC_CSM1.1(m),以及大气、陆面、海洋、海冰各分量模式的发展。BCC_CSM1.1和BCC_CSM1.1(m)气候系统模式均包含了全球碳循环和动态植被过程。当给定全球人类活动导致的碳源排放后,就可以模拟和预估人类活动对气候变化的影响。BCC_CSM1.1和BCC_CSM1.1(m)已应用于IPCC AR5模式比较,为中外开展气候变化机理分析和未来气候变化预估提供了大量的试验数据。还介绍了BCC_CSM1.1和BCC_CSM1.1(m)参与国际耦合模式比较计划(CMIP5)的大量试验分析评估结果,BCC_CSM能够较好地模拟20世纪气温和降水等气候平均态和季节变化特征,以及近1000年的历史气候变化,所预估的未来100年气候变化与国际上其他模式的CMIP5试验预估结果相当。初步的分析表明,分辨率相对高的BCC_CSM1.1(m)在区域气候平均态的模拟上优于分辨率较低的BCC_CSM1.1。     

ENSO stability in coupled climate models and its association with mean state

In this study, using the Bjerknes stability (BJ) index analysis, we estimate the overall linear El Niño-Southern Oscillation (ENSO) stability and the relative contribution of positive feedbacks and damping processes to the stability in historical simulations of Coupled Model Intercomparison Project Phase 5 (CMIP5) models. When compared with CMIP3 models, the ENSO amplitudes and the ENSO stability as estimated by the BJ index in the CMIP5 models are more converged around the observed, estimated from the atmosphere and ocean reanalysis data sets. The reduced diversity among models in the simulated ENSO stability can be partly attributed to the reduced spread of the thermocline feedback and Ekman feedback terms among the models. However, a systematic bias persists from CMIP3 to CMIP5. In other words, the majority of the CMIP5 models analyzed in this study still underestimate the zonal advective feedback, thermocline feedback and thermodynamic damping terms, when compared with those estimated from reanalysis. This discrepancy turns out to be related with a cold tongue bias in coupled models that causes a weaker atmospheric thermodynamical response to sea surface temperature changes and a weaker oceanic response (zonal currents and zonal thermocline slope) to wind changes.     

面向智能化测绘的城市地物三维提取

精准有效的三维时空信息是新型基础设施建设、实景三维中国、自然资源管理与监测等国家重大需求不可或缺的重要支撑。测绘装备的快速发展提升了点云和影像获取的便捷性,为智能化测绘提供了一种全新技术手段。然而,如何从点云、影像中智能地提取三维时空信息仍然面临诸多困境。本文围绕城市场景中地物目标智能化提取的需求,重点阐述点云位置精度改善、点云与全景影像融合、部件级典型地物要素精细提取、软件研发与工程实践4个方面的关键技术与研究进展,为实景三维中国建设等提供关键支持。     

云南东川播卡金（铜）矿区辉绿（辉长）-钠长岩系岩相学及其成矿意义

云南播卡金（铜）矿床构造上位于小江断裂西侧,新近勘查工作表明,其金（铜）矿体的赋存于辉绿（辉长）-钠长岩系有密切的成因联系。进一步研究表明,除构造控矿因素外,岩浆热液中碱金属元素（K、Na）的活动交代也是金（铜）矿床形成的重要因素。     

全吉地块金泉山—化石沟一带古生代 花岗质岩体地球化学及其构造意义

柴达木盆地北缘之全吉地块花岗质岩体大量发育,具多期次多阶段特征。通过对全吉地块金泉山—化石沟一带古生代花岗质岩体岩石学、岩石化学特征及单颗粒锆石U-Pb同位素定年,发现该区花岗岩有4次侵入,侵入时代分别为早奥陶世(471~476Ma)、中奥陶世(459±5Ma)、早志留世(423±4Ma)和中泥盆世(366±2Ma)。岩石地球化学研究显示,该4期花岗岩均具典型的钙碱性特征,轻稀土富集、重稀土轻度亏损、Eu轻微负异常—正异常,大离子亲石元素K2O、Rb、Ba、Th等相对强烈富集,高场强元素Nb、Ta、Hf、Zr及Yb明显亏损,除第4期岩体即具I型,又具S花岗岩特征外,其它各期次均属I型花岗岩,总体显示岩体具壳源特征,为板块碰撞前消减地区花岗岩,研究推测,金泉山—化石沟一带古生代花岗质岩体第1、2组年龄为全吉地块与柴达木陆块碰撞的时代,第3组年龄反映了深俯冲地下的板块由于拆沉而折返的时代,第4组年龄为碰撞隆起后造山带伸展、滑塌的时代。     

大别山商城石门冲一带中生代逆冲推覆构造

笔者运用1∶5万双柳树幅、白雀园幅区域地质调查成果,阐述商城石门冲一带发育的逆冲推覆构造。大别山商城石门冲一带中生代逆冲推覆作用,使本区发育的中—新元古界龟山岩组、下古生界石门冲岩组、上古生界石炭系及中生界朱集组等,不同程度卷入NE向逆冲推覆系统中,形成一系列构造窗、飞来峰和叠瓦状逆冲断层带。逆冲推覆距离最小约为6 km,形成时代约为中侏罗世—晚侏罗世之间,最晚不超过早白垩世。     

蒙古—鄂霍茨克构造带中段构造变形及动力学特征

蒙古—鄂霍茨克构造带作为中亚造山带的重要组成部分,其构造变形和动力学特征一直是地质界关注的问题。沿着该构造带中段,对5个韧性变形点及1个脆性变形点进行详细解析,揭示了该构造带变形及动力学特征。B型褶皱、揉皱、A型褶皱、矿物拉伸线理、S-C组构都显示了该构造带明显的NW—SE剪切作用。剪切方向稳定而单一,未发现多方向变形叠加现象,可能指示了蒙古—鄂霍茨克构造带的形成过程为一期主要的俯冲碰撞或多期同向的俯冲碰撞。对蒙古—鄂霍茨克构造带形成时间和动力学背景进行了讨论,认为该构造带主要形成于中晚侏罗世—早白垩世东亚多向汇聚动力学背景之下。对构造带内地质点mg6脆性断层面上滑动矢量进行了统计和古应力场反演,得出两期古构造应力场,一期为NW—SE挤压,一期为近E—W挤压。NW—SE挤压应力场可能对应了中晚侏罗世—白垩纪古太平洋板块向西俯冲对中亚地区的远程影响;而近E—W向挤压可能反映了早新生代印度—欧亚板块碰撞对中亚地区的远程效应。     

华北平原某集约化种植区地下水污染探讨

以华北平原某集约化种植区为典型研究区域,通过对采集的8个地下水样品及11个土壤样品分析,探讨集约化种植区地下水的污染程度,解析其污染影响机制。结果表明:该集约化种植地区土壤中残留物主要为有机氯农药,多环芳烃及邻苯二甲酸酯类有机化合物。地下水中硝酸盐含量显著增加;重金属中以Cr含量最高,但均未超标;地下水并未受到有机氯农药的污染,但仍显示有多氯联苯的输入;半挥发性有机物检出种类较多,其中残留农膜释放的邻苯二甲酸酯类有机化合物浓度最高;地下水已受到较为严重的污染。集约化种植区大量施用化肥、农药和覆盖农膜,污染负荷严重,灌溉频繁且量大,污染质运移驱动力大是地下水污染的根本原因;当地包气带中黏性土厚度不均以及井孔止水不严等因素也成为了地下水受到污染的直接原因。     

135~130 Ma: 大别山第二次“去根”时间？

大别杂岩主要由早白垩世侵入岩和三叠纪变质岩组成。它的四周是四条区域性韧性剪切带:郯城—庐江断裂,商城—麻城断裂,襄樊—广济断裂和晓天—磨子潭断裂。其中,晓天—磨子潭断裂和襄樊—广济断裂在早白垩世具有相反的走滑剪切方向:北侧的边界断裂(晓天—磨子潭断裂)是一个左行剪切断裂,而南侧的边界断裂(襄樊—广济断裂)是一个右行剪切断裂。在大别杂岩内部,早白垩世低角度剪切面理的倾伏向以SE向或NW向为主。这些晚期剪切面理上的拉伸线理的倾伏向同样为SE或NW向。大别杂岩总体具有朝SE向挤出和顶部相对朝NW向剪切的构造特征。这些表明晚中生代是该杂岩演化的重要阶段。该杂岩的边界断裂和内部构造特征指示其晚期抬升是沿造山带方向(SE—NW)以低角度方式进行的。这一过程直接导致高压-超高压变质岩和同构造岩浆岩被抬升至近地表。同时,年代学研究表明:大别杂岩(扬子板块东北缘地壳)在晚侏罗世—早白垩世经历大规模混合岩化的时间为145~135 Ma,同造山岩浆作用的时间为145~135 Ma,后造山火山-岩浆活动的时间为135~120 Ma。因此,该杂岩中三叠纪高压-超高压变质岩所记录的早白垩世抬升过程不是印支事件的后续,而是燕山期陆内造山及随后发生的伸展过程有关。尽管这一陆内造山事件的起始时间至今仍不确定,但大别山未变形岩体(130~120 Ma)的年代学研究结果和我们新测得的同构造伟晶岩脉的锆石U-Pb年龄(130 Ma)为早白垩地壳变形提供了良好的上限制约。这样,大别山经历了三叠纪碰撞造山和伸展,晚侏罗世—早白垩世陆内造山-伸展二次过程。