基于FMM算法的夏秋季登陆中国热带气旋路径分类及特征分析

利用有限混合模型FMM聚类算法,将1951—2012年夏秋季(6—11月)登陆我国的热带气旋(Tropical Cyclone,TC)路径数据集分为三类,并对三类不同路径TC的季节变化、发生频数、环流形势等特征进行对比分析。研究表明,每类TC存在明显的特征差异:1)在夏季,第一、二类TC出现频数高于第三类,但在秋季第三类TC发生频数最高。2)第一类TC生成位置偏北,强度较强,生命史较长,路径略有向北发展的趋势,影响区域最广;第二类TC生命史最短,主要影响我国两广、福建一带;第三类TC生命史最长,路径略向西北方向发展。3)第一类TC在生成和消亡时的辐合程度最强,且副高脊线西伸脊点位置偏北;第二类TC在消亡时低层辐合最弱,且副高脊线西伸脊点位置偏西;第三类TC在生成时纬向风垂直切变最强,且副高脊线西伸脊点位置偏东南。     

海南岛人工与天然红树林重金属污染、 富集与转运能力比较

以海南岛东寨港、清澜港与三亚河3个红树林自然保护区为研究区,综合比较了人工与天然红树林6种重金属（Cd、As、Cu、Cr、Pb和Zn）的地累积指数、潜在生态危害指数、生物富集系数与转运系数的差异。结果表明：1）研究区红树林沉积物中,Cd呈现强度—极强度污染,As为中度—强度污染,Cr属中度污染,Zn为轻度污染,Cu与Pb表现为无至轻度污染;从区域空间看,Cd污染表现为：东寨港（强度—极强度）＞清澜港（强度）＞三亚河（无污染）,As污染表现为：清澜港（中度—强度）＞东寨港（中度—强度）＞三亚河（中度）;Cr污染表现为：东寨港（中度）＞清澜港（轻度）＞三亚河（无污染）。2）东寨港人工无瓣海桑、天然白骨壤、人工与天然桐花树、人工与天然海莲,清澜港的天然桐花树Cd的值（单一重金属潜在生态危害系数）属较强潜在生态风险,东寨港与清澜港的天然正红树林、清澜港的人工无瓣海桑、天然杯萼海桑和天然海莲Cd的值属中等潜在生态风险,其余红树植物6种参评元素的值与RI值（多重金属总潜在生态风险指数）均属轻微级;综合而言,Cd、As、Pb和Cr似乎更易引发海莲、桐花树与无瓣海桑的健康风险问题。3）人工与天然红树植物各器官对6种参评重金属的富集系数大体表现为：根＞枝＞叶;红树植物植株平均富集系数总趋势为：三亚河人工红树林＞三亚河天然红树林＞清澜港天然红树林＞东寨港天然红树林＞清澜港人工红树林＞东寨港人工红树林。4）人工与天然红树林的重金属转运系数都显示出：叶—枝＞枝—根＞叶—根;植株平均转运系数总趋势：三亚河人工红树林＞三亚河天然红树林＞东寨港天然红树林＞东寨港人工红树林＞清澜港天然红树林＞清澜港人工红树林。5）红树植物与林下沉积物重金属含量之间具有强的正相关关系,这表明控制沉积物重金属含量和减少外源重金属污染是维护红树林湿地生态系统健康重要而有效的环节。6）同一地区同种红树植物在吸附重金属能力上人工林略强于天然林,这可能与人工红树林的营林环境、人为扰动存在一定关联。     

基于遥感的江苏省大陆岸线岸滩时空演变

基于江苏省1984-2016年61景多源遥感影像数据和部分实测潮位、坡度数据,利用遥感技术结合改进的水边线方法提取了多时相的海岸线和平均大潮低潮线,研究了江苏省绣针河口至连兴河口大陆岸线岸滩的时空演变特征。结果表明：1984-2016年,由于海岸带开发,江苏省的海岸线整体以向海推进为主,自然岸线由458.24 km逐渐减少至166.74 km,人工岸线由163.66 km快速增加至598.74 km,大陆岸线长度由621.90 km增加至765.48 km。发生位置和长度变化的岸段中,淤长岸段长127.62 km,年均向海推进83.03 m;围垦岸段长401.21 km,年均向海推进87.63 m;冲刷岸段长71.17 km,年均离海后退10.81 m;围垦被侵蚀岸段长25.95 km,年均离海后退8.64 m。海岸线的空间变化导致江苏省沿海陆地面积净增加104332 hm²,其中由于围垦增加的陆地面积98520 hm²,围垦是陆地面积增加的主要原因。海岸线的离海后退主要发生在废黄河三角洲岸段,但是到2008-2016年,岸线的侵蚀范围已向南扩大至新洋河口至斗龙港岸段。受围垦活动及岸线侵蚀影响,江苏省潮间带坡度不断变陡,统计断面的平均坡度由1.4‰增加至1.9‰,其中废黄河三角洲岸段的中山河口至扁担河口岸段坡度最陡,基本在3~14‰之间;辐射沙洲陆岸岸段坡度最为平缓,但坡度也在逐渐陡化,由0.9‰增加至1.5‰。潮间带面积由271747 hm²减少至168645 hm²,减幅38%;潮间带平均宽度由5064 m减少至3096 m,减幅39%。     

资本积累驱动下不同尺度地理空间的不平衡发展——史密斯马克思主义空间理论探讨

尼尔·史密斯是世界知名的人文地理学者和马克思主义地理学家。他在不平衡发展理论的基础上,整合马克思主义和地理学的资本周期运动、空间一体化与尺度推移等范畴,提出了实现平衡发展的途径,极大地丰富和发展了马克思主义地理学,为研究当代社会空间问题提供了更为具体的分析框架和新的理论解释。其理论的核心是把地理空间视为生产资料、社会产物以及空间关系的总和,认为地理空间生产是特定时期资本增殖的重要方式。目前中国学者虽引进其部分理论,但整体了解还比较欠缺。本文将其理论概括和梳理为空间生产、地理尺度、美式帝国主义、绅士化4个方面,分析资本积累驱动下地理空间的不平衡发展过程,深度解析社会、空间与地理的尺度交错与互动关系,阐明资本周期运动、美式帝国扩张和绅士化的逻辑关联,最后以租隙理论为主剖析了城市尺度的资本周期运动。本文旨在为国内学者研究史密斯的马克思主义空间理论以及马克思主义地理学提供纲要和逻辑线索,并为中国城市化转型和经济增长方式转变提供理论参考和方法启示。     

Record Low Sea-Ice Concentration in the Central Arctic during Summer 2010

The Arctic sea-ice extent has shown a declining trend over the past 30 years. Ice coverage reached historic minima in 2007 and again in 2012. This trend has recently been assessed to be unique over at least the last 1450 years. In the summer of 2010, a very low sea-ice concentration(SIC) appeared at high Arctic latitudes—even lower than that of surrounding pack ice at lower latitudes. This striking low ice concentration—referred to here as a record low ice concentration in the central Arctic(CARLIC)—is unique in our analysis period of 2003–15, and has not been previously reported in the literature. The CARLIC was not the result of ice melt, because sea ice was still quite thick based on in-situ ice thickness measurements.Instead, divergent ice drift appears to have been responsible for the CARLIC. A high correlation between SIC and wind stress curl suggests that the sea ice drift during the summer of 2010 responded strongly to the regional wind forcing. The drift trajectories of ice buoys exhibited a transpolar drift in the Atlantic sector and an eastward drift in the Pacific sector,which appeared to benefit the CARLIC in 2010. Under these conditions, more solar energy can penetrate into the open water,increasing melt through increased heat flux to the ocean. We speculate that this divergence of sea ice could occur more often in the coming decades, and impact on hemispheric SIC and feed back to the climate.     

东印度洋海洋学综合科学考察航次概况

赤道东印度洋海域是西半球暖池的重要组成部分,对我国季风系统乃至全球气候变化研究意义重大.印度洋作为海上丝绸之路的交通要道,开展东印度洋海洋调查也是保障海上丝绸之路安全的重要一环.自2010年起,国家自然科学基金委为贯彻落实《国家自然科学基金"十一五"发展规划》的战略部署而设立的"国家自然科学基金委印度洋综合航次",极大地促进了海洋学科多学科交叉和融合,丰富了该海域的海洋观测数据,取得了丰硕的科研成果.本文介绍了2010年起至今的东印度洋海洋学综合科学航次考察的内容、进展和成果,并展望了东印度洋海洋学综合科学考察航次今后的主要方向.     

冬季大范围持续性极端低温事件与欧亚大陆大型斜脊斜槽系统研究进展

本文总结了近年来关于我国冬季大范围持续性极端低温事件（EPECE）及其对应的欧亚大陆大型斜脊斜槽系统的研究成果。EPECE和普通寒潮是冬季影响我国的两类不同时间尺度大型冷空气活动,对它们的异同点进行梳理和深入理解是非常必要的。最新研究进展可概括为如下:（1）基于极端低温站点的范围和极端低温过程的持续性特点,客观界定了我国冬季EPECE。近年来的研究表明,欧亚大陆大型斜脊斜槽系统是冬季EPECE形成和维持的主要关键环流系统。同时,鉴于大型斜脊斜槽系统的重要应用意义,建立了客观识别方法。（2）从前兆信号、环流演变、阻塞高压和反气旋式波破碎活动的角度,揭示了EPECE和普通寒潮事件之间的关键区别。全国类EPECE的发生具有一周之前的前兆信号,而普通寒潮并不存在这么早的前兆信号。EPECE以从乌拉尔山到东北亚的广阔区域的阻塞高压活动为关键特征,而普通寒潮则主要以区域性阻塞高压为其主要特征。这两类事件对应的阻塞高压活动的差异可由天气尺度波破碎活动的差异加以解释。（3）最新的研究解释了大型斜脊斜槽系统形成和维持的动力学机理。基本流场对位涡扰动的正压作用是大型斜脊斜槽系统的形成和维持最重要的动力学机制。基本流场通过变形场作功和线性平流使大型扰动维持和向下游发展。与阻塞高压不同,非线性作用并非大型斜脊斜槽系统维持的主要原因。     

Acidity of Aerosols during Winter Heavy Haze Events in Beijing and Gucheng,China

We investigated the acidity and concentrations of water-soluble ions in PM_(2.5) aerosol samples collected from an urban site in Beijing and a rural site in Gucheng, Hebei Province from November 2016 to January 2017 to gain an insight into the formation of secondary inorganic species. The average SO_4~(2–), NO_3~–, and NH_4~+ concentrations were 8.3,12.5, and 14.1 μg m~(–3), respectively, at the urban site and 14.0, 14.2, and 24.2 μg m~(–3), respectively, at the rural site.The nitrogen and sulfur oxidation ratios in urban Beijing were correlated with relative humidity(with correlation coefficient r = 0.79 and 0.67, respectively) and the aerosol loadings. Based on a parameterization model, we found that the rate constant of the heterogeneous reactions for SO_2 on polluted days was about 10 times higher than that on clear days, suggesting that the heterogeneous reactions in the aerosol water played an essential role in haze events.The ISORROPIA II model was used to predict the aerosol pH, which had a mean(range) of 5.0(4.9–5.2) and 5.3(4.6–6.3) at the urban and rural site, respectively. Under the conditions with this predicted pH value, oxidation by dissolved NO_2 and the hydrolysis of N_2O_5 may be the major heterogeneous reactions forming SO_4~(2–) and NO_3~– in haze.We also analyzed the sensitivity of the aerosol p H to changes in the concentrations of SO_4~(2–), NO_3~–, and NH_4~+ under haze conditions. The aerosol p H was more sensitive to the SO_4~(2–) and NH_4~+ concentrations with opposing trends, than to the NO_3~– concentrations. The sensitivity of the p H was relatively weak overall, which was attributed to the buffering effect of NH_3 partitioning.     

南京及周边地区雷达气候学分析

为了研究南京及周边地区暖季（6-9月）对流风暴的活动分布规律,利用2009-2013年6-9月长时间序列的南京多普勒天气雷达数据识别对流回波并格点化,统计并分析了南京及周边地区对流风暴的气候学分布特征,结果表明:（1）在暖季,南京及周边地区对流风暴具有明显的区域分布特征,其中7与8月为对流风暴活动高峰期,对流风暴频数分布大值中心位于南京东部沿江地区;（2）不同尺度和伸展高度对流风暴的分布特征各不相同,较大较深对流的分布大值中心更加明显;（3）对流风暴的垂直结构因月份不同而有所差异,7与8月对流风暴强度最大;（4）不同尺度和伸展高度对流风暴频数存在明显的日变化特征,呈多峰分布,主峰值区位于午后,同样,各月份对流风暴频数的日变化特征也非常明显,呈单峰或者多峰分布。      

贵州洞穴空间格局及影响因素分析

以贵州水文地质图和地形图为基础,利用ArcGIS对境内近5000个洞穴洞口海拔、经纬度提取及所在地层、岩性、水系、构造划分,并运用最邻近指数、空间分析与耦合分析处理,研究了贵州全省4960个洞穴的分布特征,探讨了洞穴空间格局与地理要素之间的关系。通过对贵州洞穴进行点格局分析,得出最近邻指数为0.53,泰森多边形检验其变异系数达72.469%,符合凝聚分布模式;并采用点密度函数将全省洞穴划分为4个集聚区和1个弱影响区,即遵义—铜仁强影响区、毕节强影响区、黔西南—六盘水强影响区、贵阳—安顺—黔南强影响区和黔东南弱影响区。其中贵阳—安顺—黔南强影响区是洞穴最主要的分布区,占全省洞穴总量的36.63%,该影响区面积占全省面积的24.67%。贵州洞穴分布呈西密东疏的分布特征,形成明显的“片状”格局。在其研究背景下,地层、岩性、构造、气候、水文、海拔等因素主要制约洞穴的分布、数量、空间格局及其发育。