Cold water anomalies in the middle layer of the northern Taiwan Strait in spring—a numerical approach

Ocean Dynamics - Cold water anomalies were found in the middle layer in the northern Taiwan Strait in the spring of 2015. The cold water was located at a depth of approximately...     

2018年2月12日河北永清4.3级地震强震动记录分析

2018年2月12日河北省廊坊市永清县发生4.3级地震,震中位于廊固凹陷内的河西务断裂附近,国家强震动台网中心获取74组强震动记录,本文对触发台站进行场地分类,结果显示大部分为Ⅰ类场地(51.35%),其次为Ⅱ类场地(35.14%)和Ⅲ类场地(13.51%)。根据5个典型台站加速度时程记录及反应谱分析本次地震强震动特征,并对各台站峰值加速度反应谱与方位角和震中距的关系进行分析。采用克里格插值方法绘制地震仪器烈度分布图,由于台站分布不均,导致极震区附近烈度影响场计算缺值现象,本文通过拟合本次地震强震动记录得到该地区地震动衰减关系,在空白区域建立空间随机假设台站进行补点插值,解决了计算缺值问题,为缺少台站记录的震区提供准确快速制作烈度分布图的思路,为震害调查和地震应急救援提供重要依据。     

利用谱聚类方法研究新丰江库区的震源机制解

为检验震源机制解谱聚类方法的实用性,选择新丰江库区为研究区域,利用FOCMEC方法反演了该区域2012年1月1日—2018年12月31日M_L2.0以上地震的震源机制解,并对其进行了谱聚类分析,最终获得该区域7种震源机制解类型;通过分析每种类型的震源机制解特征及其时空分布特征,探讨了震源机制解类型分布与区域构造的关系。结果表明:(1)新丰江库区地震破裂类型以正断型为主,兼有部分倾滑分量,其次为走滑型;(2)不同类型的震源机制解具有区域性的空间分布特征,主要受不同的构造背景影响,反映了新丰江库区地震活动和构造特征之间的关系;(3)不同类型震源机制解所描述的断裂分布反映了峡谷及大坝区库水渗透的构造条件,解释了区域地震频发的可能原因;(4)每种类型的震源机制解在研究时间范围内数量变化较为稳定。     

Spatial distribution and behavior of dissolved selenium speciation in the South China Sea and Malacca Straits during spring inter-monsoon period

Selenium(Se) has been recognized as a key trace element that is associated with growth of primary producers in oceans. During March and May 2018, surface water(67 samples) was collected and measured by HG-ICP-MS to investigate the distribution and behavior of selenite [Se(IV)], selenate [Se(VI)] and dissolved organic selenides(DOSe) concentrations in the Zhujiang River Estuary(ZRE), South China Sea(SCS) and Malacca Straits(MS). It showed that Se(IV)(0.14–3.44 nmol/L) was the dominant chemical species in the ZRE, related to intensive manufacture in the watershed; while the major species shifted to DOSe(0.05–0.79 nmol/L) in the MS, associated with the wide coverage of peatland and intensive agriculture activities in the Malaysian Peninsula. The SCS was identified as the northern and southern sections(NSCS and SSCS) based on the variations of surface circulation.The insignificant variation of Se(IV) in the NSCS and SSCS was obtained in March, potentially resulting from the high chemical activity and related preferential assimilation by phytoplankton communities. Contrastively, the lower DOSe concentrations in the SSCS likely resulted from higher primary production and utilization during March. During May, the concentration of Se(IV) remained low in the NSCS and SSCS, while DOSe concentrations increased notably in the SSCS, likely due to the impact of terrestrial inputs from surface current reversal and subsequent accumulation. On a global scale, DOSe is the dominant Se species in tropical oceans, while Se(IV) and Se(VI) are major fractions in high-latitude oceans, resulting from changes in predominated phytoplankton and related biological assimilation.     

登陆台风造成灾害黄淮流域局地洪涝--2005年9月

9月份,全国平均降水量为62.8mm,比常年同期（66.2mm）偏少3.4mm.山东、陕西、江苏等地发生局地暴雨洪涝或地质灾害;西北东部旱情缓解,但东北及内蒙古的部分地区干旱持续,湖南、贵州、广西等地旱情有所发展.全国平均气温为17.5℃,比常年同期（16.0℃）偏高1.5℃,为1951年以来历史同期最高值.全国大部地区月日照时数接近常年同期或偏少.本月,有3个台风在我国登陆,给浙江、安徽、海南等地造成严重影响;9月中旬,江南、华南等地出现明显“秋老虎”天气;海南等地发生局地强对流灾害.     

近60年洞庭湖水位演变态势研究

辨析洞庭湖历史水位演变态势对保护湖泊生态系统健康运转以及确保长江中下游防洪安全和水资源利用均至关重要。为了定量评估洞庭湖近60年来水位变化特征、程度及规律,基于洞庭湖鹿角、杨柳潭和南咀水文站1961—2020年逐日水位监测数据,应用Mann-Kendall检验法、小波分析法、累积距平法、滑动t检验法等方法对洞庭湖水位变化趋势性、周期性、突变性进行分析,进而采用IHA-RVA法综合评价洞庭湖突变年前后各站点水位改变度和整体水位改变度。研究结果表明:(1) 1961—2020年,鹿角站和杨柳潭站年均水位呈上升趋势,南咀站年均水位呈下降趋势;3个站点水位周期性变化较为明显,呈现4～5个时间尺度的周期变化规律,第一主周期为55～56年;鹿角站水位突变年份为1979、2003年,杨柳潭站水位突变年份为1978、2003年,南咀站水位突变年份为2003年,综合确定2003年为3个站点突变年份。(2)通过分析突变前后3个站点的水位、时间、频率、延时和改变率5组32个水位指标改变度,发现杨柳潭站水位改变度大于鹿角站和南咀站,鹿角、杨柳潭、南咀站的整体水位改变度分别为43%、48%、42%,均属于中度改...     

基于土地利用方式的巢湖流域氮排放情景模拟

土地利用方式及其转移对区域氮素迁移和水体氮负荷产生重要影响,但量化自然发展、耕地保护和生态保护等多情景下土地利用方式氮排放时空变化特征,揭示流域水体氮负荷对土地利用变化的响应机制仍面临挑战。本研究以巢湖流域为研究区,通过遥感解译多时相土地利用类型数据,借助PLUS和InVEST模型探索不同情景下氮排放对各土地利用类型变化的响应机制。结果表明:(1)2000—2020年期间,巢湖流域建设用地面积的增加(626.14 km²)主要占据的是耕地(减少了775.64 km²),城市化建设成为土地利用方式变化的主要驱动力;(2)PLUS模型多情景预测结果显示:2020—2030年间土地利用变化特征与2000—2020年基本保持一致,但各用地间的转换频率降低;(3)经InVEST模拟,耕地面积缩减而导致氮排放的减少量(340.17 t)大于建设用地等面积增加带来的氮排放增加量(170.11 t),使2000—2020年间巢湖流域土地利用所排放的总氮量呈降低趋势,由2000年的4768.04 t降至2020年的4597.98 t;(4)不同情景下,2030年各土地利用方式的氮排放量较2020年均呈降低趋势。其中,生态保护情景既有效地保障了巢湖流域生态功能又展现出较好的氮减排效果(113.36 t);鉴于此,建议流域管理部门应通过合理规划各用地类型的发展,严格控制建设用地对林草地、水域等生态用地的侵占,以期削减流域水体氮负荷、缓解氮素治理压力。     

高原富营养化湖泊杞麓湖微囊藻毒素分布特征、相关因子及其健康风险分析

杞麓湖作为典型的富营养化高原湖泊,其藻华暴发引发的微囊藻毒素(microcystins, MCs)污染问题会危害水生态安全并造成人体健康风险。为了评估杞麓湖流域MCs的秋冬季节污染现状以及健康风险情况,对湖内和7条主要入湖河流入湖口的表层水进行采样检测,分析MCs主要异构体的时空分布特征,研究MCs与水质和浮游植物等环境因子的关系,并通过人体非致癌健康风险评价MCs的风险等级。结果发现,MCs浓度自秋季到冬季呈下降趋势,秋季湖内胞内MCs(IMCs)占比超过99%,冬季IMCs与胞外MCs(EMCs)浓度接近。MC-RR和MC-LR是主要的MCs异构体类型,其中MC-RR在秋季浓度占比高于MC-LR和MC-YR,而冬季MC-LR最高。MCs与微囊藻密度等生物因子呈极显著正相关关系,与TN、TP和NH₃-N营养盐呈显著负相关关系。杞麓湖EMCs污染的风险指数范围为0.004~0.110,处于极低或低风险,冬季风险略高于秋季,因南岸入湖EMCs污染以及湖内IMCs释放带来的风险需要进一步关注。     

Quantifying temporal changes in Tornionjoki river ice breakup dates and spring temperatures in Lapland since 1802

Cryophenological records （i.e. observational series of freeze and breakup dates of ice） are of great importance when assessing the environmental variations in cold regions. Here we employed the extraordinarily long observational records of river ice breakup dates and air temperatures in northern Fennoscandia to examine their interrelations since 1802. Historical observations, along with modern data, comprise the informational setting for this analysis carried out using t-test. Temperature history of April-May season was used as cli- matic counterpart for the breakup timings. Both records （temperature and breakup） showed seven sub-periods during which their local means were distinctly different relative to preced- ing and subsequent sub-periods. The starting and ending years of these sub-periods oc- curred in temporal agreement. The main findings of this study are summarized as follows： （1） the synchrony between the temperature and river ice breakup records ruled out the possibility that the changes would have occurred due to quality of the historical series （i.e. inhomoge- neity problems often linked to historical time-series）; （2） the studied records agreed to show lower spring temperatures and later river ice breakups during the 19th century, in comparison to the 20th century conditions, evidencing the prevalence of cooler spring temperatures in the study region, in agreement with the concept of the Little Ice Age （1570-1900） climate in North-West Europe; （3） the most recent sub-period demonstrate the highest spring tem- peratures with concomitantly earliest river ice breakups, showing the relative warmth of the current springtime climate in the study region in the context of the past two centuries; （4） the effects of anthropogenic changes in the river environment （e.g. construction and demolition of dams） during the 20th century should be considered for non-climatic variations in the breakup records; （5） this study emphasizes the importance of multi-centurial （i.e. historical） cryo- phenological information for highly interesting viewpoints of climate and environmental his- tory.     

鄱阳湖湿地溶解性有机质的光化学属性对水体光活性中间体(PPRIs)季节性变化的影响

湿地的水文和水化学在时空尺度上会呈现显著差异,进而会引发光化学反应的变化,光活性中间体(PPRIs)是水体间接光反应的产物,具有极强的氧化性,对水环境中有机物和污染物的归驱具有重要的影响,因此迫切需要探究湿地中PPRIs的产生过程。本研究通过捕获剂法监测了鄱阳湖湿地4个季节水体中3种PPRIs(¹O₂、·OH及³CDOM^*)的产生速率和稳态浓度的变化,并通过紫外吸收光谱、三维荧光光谱、以及傅立叶变换离子回旋共振质谱等技术对水体中可溶性有机质(DOM)组分的化学特征进行分析,揭示了鄱阳湖湿地不同季节水体中的DOM的光化学反应特性及与PPRIs产生的相关性。结果发现:鄱阳湖夏季和秋季水体的pH值、溶解有机碳(DOC)浓度较高,相反,硝酸盐、亚硝酸盐浓度在夏季和秋季较低。夏季和秋季的DOM中芳香族化合物丰度较高,并且木质素丰度明显高于冬季和春季。不同季节鄱阳湖水体有色可溶性有机物产生能力依次为秋季>夏季>冬季>春季。夏季和秋季水体中¹O₂和·OH产生速率和稳态浓度显著高于春季和冬季水体。pH、DOC、E2/E3、脂类、蛋白类及木质素类与PPRIs产生速率展现出了良好的正相关关系,尤其是其中的DOC与木质素类组分;另外在三维荧光指标结果中,荧光指数(FI)和新鲜度指数(β/α)与PPRIs呈现负相关关系,证明FI值越低即DOM陆源性越高、非新生DOM比例越高,则PPRIs产生速率越高。综上,PPRIs的光化学产生与植物源DOM密切相关。与春季和冬季相比,夏季和秋季鄱阳湖水体的有机质高,而其中DOM组分中芳香族化合物丰度较高,主要来自陆生植物和土壤有机质,其有机质的腐殖化水平较高,而在春季和冬季水体有机质主要来自湖泊本身和微生物产生的有机质,属于内源。淹水植物残体降解过程释放的有机组分,对夏、秋季DOM的来源和组成有着极易被忽视的影响和作用,而其中光化学活性较强的有机组分如木质素是造成其PPRIs产率更高的主要原因。