2021年青海玛多MS7.4地震前后CO异常变化研究

地震前后气体地球化学信息的研究在地震监测预报中具有较高的应用价值。为研究2021年5月22日青海玛多M_S7.4地震与CO时空变化之间的关系,在以瓦里关大气观测站地面数据验证大气红外探测仪(AIRS)反演数据可靠性的基础上,提取玛多M_S7.4地震前后AIRS反演的CO数据,通过滑动均值法、差值法对玛多地震前后不同尺度的CO浓度数据进行处理和分析。结果表明:利用卫星遥感数据提取CO地球化学信息是可靠的。时间上,玛多M_S7.4地震前两个月CO浓度开始波动,出现峰值,地震发生后恢复平静;空间上,震中位置的CO浓度在近地面变化尤其明显,震中及附近区域的CO浓度从3月开始逐渐升高,由离散分布逐渐向震中和发震断裂带聚拢靠近,到4月底达到最大异常18.60×10^-9,异常高值中心的连线与发震断层江错断裂走向、地表破裂分布一致。排除背景值和季节变化的影响,推断CO浓度异常变化是地震引起的,主要归因于地下气体释放和岩石挤压碰撞产气,气体逸散后在大气圈中发生的一系列化学反应起次要作用。     

传真图动态显示系统

日本数值预报传真图资料是我们日常气象预报业务中重要的参考数据,在工作中发挥着重要作用。但是传真图的使用还存在着一些不足,主要表现在以下几个方面：     

大样本初始化十年际预测试验（CESM-DPLE）对东亚夏季气候预测的评估

基于气温和降水观测资料以及美国国家环境预报中心/国家大气研究中心（NCEP/NCAR）大气再分析资料,系统评估了大样本初始化十年际预测试验（CESM-DPLE）对1959—2016年东亚夏季气候预测的能力。结果表明,CESM-DPLE能较好地模拟东亚夏季气候以及相关主要大气环流系统的基本态特征,在年际尺度上对东亚气温有很高的预测技巧但对降水几乎没有预测能力。CESM-DPLE再现了北大西洋多年代际振荡（AMO）经由激发遥相关波列所引起的中高纬度大气环流、东亚夏季风和气候的异常。20世纪90年代末之后,北大西洋多年代际振荡由冷位相转为暖位相,遥相关波列位相调整,东亚受异常低压控制,东亚夏季风偏强,夏季气温偏高、降水偏多。总体上,尽管还存在着不足,但CESM-DPLE对东亚夏季温度年际变化以及与20世纪90年代末北大西洋多年代际振荡位相转变相联的东亚夏季气候年代际变化具备一定的预测能力,是目前研究和预测东亚气候变化的一套较好试验数据。      

中高纬大气环流异常和低纬30～60天低频对流活动对南海夏季风爆发的影响

利用1979-2003年NCAR/NCEP-2再分析全球日平均资料,及1979～2003年全球候平均的CMAP降水和NOAA日平均的向外长波辐射资料,分析了中高纬大气环流异常和低纬30～60天低频对流的活动对南海夏季风爆发迟早的影响.分析结果表明,当5月1～15日期间乌拉尔山及其以西地区对流层出现位势高度负距平(低频气旋)、中纬度大陆为位势高度正距平(低频反气旋)、我国东部沿岸地区为位势高度负距平(低频气旋)、鄂霍次克海地区为位势高度正距平(低频反气旋)时,副热带高压脊较早撤出南海,与此同时,孟加拉湾东部低频对流活跃东传,菲律宾南部周围低频对流发展西移,华南地区低频对流活动南移以及加里曼丹低频对流活跃北移.在这种情况下,南海夏季风爆发偏早.相反,当5月1～15日期间乌拉尔山及其以西地区对流层出现位势高度正距平(低频反气旋)、中纬度大陆为位势高度负距平(低频气旋)、我国东部沿岸地区为位势高度正距平(低频反气旋)、鄂霍次克海地区为位势高度负距平(低频气旋)时,副热带高压脊撤出南海较迟; 与此同时,孟加拉湾东部低频对流不活跃、东传晚,菲律宾南部周围低频对流不活跃、其西移与孟加拉湾东部低频对流的东传反位相,华南地区低频对流活动也不活跃,加里曼丹低频对流较弱.在这种情况下,南海夏季风爆发偏迟.     

乌梁素海氮污染及其空间分布格局

针对草型富营养化湖泊乌梁素海富营养化日趋严重和湿地面积逐渐萎缩的现实,本文系统地研究了TN、NH4+-N、NO3--N和Org-N在上覆水与沉积物中的分布规律。结果表明,上覆水中TN含量平均为1.78mg/L,且无机氮污染以NH4+-N为主,占无机氮总量的69%以上;表层沉积物中氮素的水平分布格局均体现出西高东低的经向分异特征并主要以Org-N的形式存在;表层沉积物中TN对底栖生物已经具有一定的生态毒性效应并正由最低级向严重级过渡;氮素在乌梁素海沉积剖面上均表现出随深度增加而含量递减的规律,表层0¹0cm的TN平均含量达到1.28g/kg,分别为10²2cm和22⁴0cm的1.6和1.9倍,揭示了乌梁素海富营养化进程加速始于20世纪90年代。     

全球标准层型剖面和点位（ＧＳＳＰ）研究进展

全球标准层型剖面和点位（“金钉子”）作为全球地层划分和对比的国际参考标准,它的确立对地层学的发展有着极大的贡献。从“金钉子”确立的程序和条件的角度综述了古生物学、化学地层学、磁性地层学３类层型界线识别标志的适用性和局限性以及目前“金钉子”的 分 布 规 律,分析了传统方法在“金 钉 子”确立过程中存在的弊端。在完善传统方法的同时尝试引入定量地层学方法,将生物带的建立由实物化向数字化、虚拟化转变。此外还尝试性提出了海洋 “金钉子”的设想,为新生代地层的研究工作提供了新视野。      

利用缓冲区动态生长模型进行岛屿自动选取

针对当前岛屿自动综合算法使用的Voronoi图在表达岛屿密集程度时存在缺陷,从而导致选取结果难以满足生产实际需要这一现状,提出一种利用缓冲区动态生长模型进行岛屿选取的自动选取方法。首先,从原理上分析了Voronoi图表达空间数据密集程度的缺陷,并设计了能克服此缺陷的缓冲区生长模型;然后,定义了距离矩阵、岛屿缓冲区标识和增长因子,构建了缓冲区生长模型;最后,通过对模型的动态构建和更新实现了岛屿的自动选取,并选取多组不同海域、不同分布特征的岛屿资料图进行了实验验证。实验结果表明,缓冲区生长模型有效解决了Voronoi图表达岛屿密集程度时的缺陷问题,与使用Voronoi图表达岛屿密集程度的岛屿选取方法相比,明显提高了岛屿选取的质量,且可适用于更多的复杂海域。     

海图图幅自动设计方法研究

针对传统海图图幅设计存在的主观性高、效率低下等问题,在分析海图图幅类型、设计原则的基础上,面向海图图幅设计涉及的相关参数,采用大地坐标转换、投影计算等基础数学方法,提出了海图图幅的自动设计算法,实现了给定图幅参数条件下比例尺、图幅规格的自动转换。     

南海U形海疆线的生态环境分区特征

南海U形海疆国界线（简称南海U形线）是我国的南海国界线。该研究分析多源卫星遥感和GIS数据,系统研究南海U形海疆线水域的水深地形和环境生态要素,并重点分析2014年生态要素的季节变化,首次整体展现了南海U形线立体水深分布特征。根据海底地形的平缓、波峰、波谷和递增四大特征,将南海U形线分为东北、西北、东、西和南区5个区间。南海U形线总长大于4 000 km。西北区和南区的水深浅且变化平缓（<1 000 m）,西区水深呈波峰分布（平均2 303 m）,东区水深由南向北递增（>2 000 m）;东北区水深最深且呈波谷分布（平均3 535 m）。南海U形线的5个区间,西北区与北部湾盆地、西区与越东断裂、南区与曾母盆地、东区与南海海槽、东北区与马尼拉海沟地形构造相吻合。研究发现季风对南海U形线5个区间海洋环境季节性变化有明显影响:西北区和东北区海表温度温差大,呈冬季最低夏季最高,混合层深度冬季最深春季最浅,海表流场和海表盐度季节变化小,但西北区海表叶绿素a浓度冬季爆发,其余季节呈对数分布,而东北区冬季区内中部略有增长;西区、南区和东区海表温度盐度季节变化小,海表风场和混合层深度冬季最强春季最弱,但海表叶绿素a浓度西区季节变化小,南区区内中部冬季增长明显,东区区内南部冬季小幅增长。西北区和南区（浅地形区）呈相似的季节分布。研究阐明了5个区间具有各自明显的区域性海洋环境特征:西北区海表温度和海表叶绿素a浓度的季节变化最大、西区混合层深度季节变化最大、南区海表流场季节变化最大、东区海表盐度季节变化最大、东北区风场变化大但海表叶绿素a浓度季节变化小。研究显示,南海U形线上的台风路径时空分布南北差异大,东西不均。1945—2016年共604个台风跨过南海U形线,年均8个,路径集中在东北、西北、东3个区,112.3°E以东台风537个,112.3°E以西415个。南海U形线东北区的生态环境受台风"风泵效应"影响最大。1991—2000年为台风多发期,跨线台风年均达11个。研究提出的南海U形海疆线5区间分法,具有科学意义和实践指导作用。     

渤海沉积记录的末次冰期千年尺度古环境与古气候变化

末次冰期千年尺度古气候变化事件在全球大部分载体中均有不同程度的记录,但在海岸带-陆架区的沉积记录中该事件还未见有报道。对取自渤海的BH08孔上部26m的岩芯进行了高分辨率粒度测试与分析,结合AMS 14C测年结果和微体古生物特征,探讨了研究区末次冰期以来古环境和古气候变化。运用粒级-标准偏差法对粒度数据进行研究,发现BH08孔敏感组分(88.4~148.7μm)的变化记录了末次冰期D-O(Dansgarrd-Oeschger)旋回冷暖事件:在暖期时敏感粒级粗组分(88.4~148.7μm)的含量低,而在冷期时含量高,且可以与反映东亚夏季风的指标对应。在暖期时,强盛的夏季风带来丰富的降水,增加的径流可以将粗粒沉积物搬运至更远的下游区,且暖湿气候有利于植被的发育,使得流域内粗粒沉积物减少;而在冷期呈现相反的变化趋势。我们推测,在末次冰期低海面的背景下,格陵兰和北大西洋等高纬地区气候变化导致大气环流和/或洋流系统发生改变,从而对东亚夏季风降水的调控造成河流输入物质的变化可能是造成BH08岩芯敏感组分变化的主要原因。