大西洋经向翻转环流对岁差响应的气候背景依赖性

大西洋经向翻转环流（Atlantic Meridional Overturning Circulation,AMOC）是气候系统重要的组成部分,其强度变化可直接影响南北半球的热量分配,厘清其变化机理对全球变暖背景下的未来预估至关重要。海洋沉积物记录发现,在晚更新世,AMOC的变化与地球岁差周期有紧密联系,但其物理机理尚不清楚。本文利用海洋−大气耦合气候模型—COSMOS（ECHAM5/JSBACH/MPIOM）模型,通过敏感试验,分析在冰盛期冷期和间冰期暖期气候背景下,AMOC对地球岁差变化的响应机理。结果表明：岁差降低引起的北半球夏季太阳辐射增强,会导致间冰期暖期背景下的AMOC显著减弱,但对冰盛期AMOC的影响并不明显。通过进一步分析发现,在间冰期暖期,夏季太阳辐射增强,造成高低纬大西洋海表的升温,同时促进北大西洋高纬度地区的局地降水,两者导致北大西洋表层海水密度降低,共同削弱大西洋深层水生成。而在冰盛期冷期,大西洋高低纬度地区的响应对AMOC的影响反向—副热带升温触发的海盆尺度低压异常,通过其南侧的西风异常削弱大西洋向太平洋的水汽输送,导致净降水增多,海表盐度下降;同时,高纬度升温造成的海冰减少,促进了海洋热丧失,海表失热变重,有利于大西洋深层水的生成,最终两者的共同作用导致AMOC对岁差变化的响应偏弱。本文系统揭示了不同气候背景下,岁差尺度AMOC变化的控制机理,对理解晚更新世AMOC重建记录中持续存在的岁差周期具有重要启示意义。     

基于走航观测数据的ERA5南海北部夏季短波辐射收支评估

海表短波辐射收支是海–气界面能量交换的重要物理过程。本研究利用2019年南海北部夏季科考航次的走航观测数据,评估了ERA5再分析数据的海表短波辐射通量收支。结果表明,ERA5的向下短波辐射相比观测偏小,11时和15时（北京时间）的偏差最大,可达−100 W/m² 。与此同时,ERA5的海表反照率整体偏低,其中高太阳高度角时段偏差较小,约为−0.03,低太阳高度角时段偏差较大,约为−0.15。向下短波辐射和反照率的偏差共同造成ERA5白天平均海表净短波辐射通量比观测偏小约25.4 W/m²;其中,反照率低估抵消了约50%向下短波辐射偏差的贡献。研究表明,在不同大气透射率情况下,ERA5的海表辐射收支偏差存在不同表现。ERA5海表反照率的低估可能与其采用的参数化方案在南海北部的适用性不足有关。基于观测本研究也给出了一个简单的参数优化方案。     

台阵和噪声源分布对微动成像的影响及其在盐矿溶腔探测中的应用

随着节点地震仪的发展, 被动源地震成像方法在不同尺度的地下结构成像中得到了越来越广泛的应用.对于小尺度浅地表成像, 因高频噪声源时空分布不均, 一般采用基于台阵平均的方法, 即所谓的微动成像方法提取高频被动源面波频散数据, 但是不同类型的台阵一定程度上也会受到噪声源分布不均匀的影响.本文以水溶型盐矿溶腔探测为例, 通过实测数据较为系统地分析了不同台阵的响应函数及其对噪声源方向不均匀性的适应能力.研究发现, 当噪声源分布不均时, 三角形台阵可以获得更可靠的频散数据, 但对应的数据采集效率较低, 而其他类型的台阵虽然布设相对简便, 但是提取的相速度与真实速度存在较大的误差.当线性台阵和噪声源方位一致时, 可以提取与三角形台阵一致甚至更好的频散数据.在这个基础上, 我们分别采用三角形台阵和考虑噪声源的线性台阵在湘衡盐矿开展了两条剖面的数据采集, 并利用适应性更好的扩展空间自相关方法(ESPAC)计算面波频散数据.最后, 利用蒙特卡洛方法生成的随机初始模型进行了频散数据反演, 获得研究区600 m以浅的横波速度结构, 并刻画了盐溶腔的发育位置和空间分布形态.

     

陕西蓝田地区三趾马化石新材料

刘东生等60多年前描述的在陕西蓝田灞河组下部的Hipparion sp., 材料较少, 但形态特殊, 此后一直未见相关报道。近年来在这一地区又发现了类似三趾马化石的新材料。新发现的Hipparion sp. 个体小, 原尖短、圆, 次尖明显偏向舌侧, 次尖颈收缩, DP4的次尖几乎完全孤立; 原小尖褶长大复杂, 次附尖粗大、分叉, 向外伸出; 端附尖长大, 根部收缩, 内侧收缩沟内伸, 并呈复杂的褶沟。这些组合特征与包括Hipparion chiai在内的灞河组上部3种三趾马扁长的原尖截然不同, 也区别于九老坡的Hipparion plocodus(Hipparion fossatum), 而接近于大庙沟的Hipparion sp.。新材料的发现表明灞河早期的这种形态比较特殊的三趾马可能延续到了灞河晚期, 甚至更晚的时代, 同时在白鹿塬西侧蓝田汤峪河道一带有新近系地层出露。     

泥河湾盆地下沙沟动物群的磁性地层学定年及其对泥河湾动物群的年代制约

主要对泥河湾盆地下沙沟动物群（即狭义的泥河湾动物群）所在剖面河湖相沉积物进行了详细的磁性地层学和岩石磁学研究,揭示出下沙沟剖面记录了高斯正极性时（Gauss normal chron）晚期、松山负极性时（Matuyama reverse chron）及布容正极性时（Brunhes normal chron）。下沙沟动物群的层位跨越留尼旺（Reunion normal subchron）和奥杜威（Olduvai normal subchron）正极性亚时,其年代约为2.2~1.7Ma。上新世/更新世界限（高斯/松山（Gauss/Matuyama）地磁极性倒转界限）位于下沙沟剖面底部。结合前人研究结果,将泥河湾盆地已有磁性地层年代数据的动物群标注在地磁极性年表上,获得了泥河湾动物群的年代序列,结果表明泥河湾动物群位于高斯/松山和松山/布容（Matuyama/Brunhes）两个地磁极性倒转界限之间,因此,泥河湾动物群的年代区间为2.6~0.8Ma,这一研究结果完善了泥河湾盆地的生物地层年代学框架。     

江西萍乡杨家湾2号洞哺乳动物化石及其时代探讨

2015年11月和2016年10月先后对杨家湾2号洞化石点进行发掘。目前已出土哺乳动物化石1000多件,主要为单个牙齿化石,骨骼较少且较为破碎。初步鉴定出31个哺乳动物属种,其中偶蹄类数量最为丰富,野猪所占比例最大;灵长类和食肉类较为丰富;啮齿类、长鼻类及奇蹄类较少;尚未发现食虫类和翼手类。大部分属种为现生类群,少量灭绝属种如巴氏大熊猫、东方剑齿象及华南巨貘等。从动物群组成来看,该动物群与杨家湾1号洞、湖南道县福岩洞等动物群较为相似,属于我国南方典型的晚更新世大熊猫-剑齿象动物群,但是其所包含的动物属种相对后两个化石点都较少,尤其是小哺乳动物属种单调。杨家湾2号洞的堆积物颗粒比1号洞的较粗,且含较多角砾,缺少红色粘土;据初步判断,该洞的堆积物是由洞口进入。动物群组合指示该地区晚更新世气候较为温暖湿润。

     

泥河湾盆地虎头梁剖面河湖相沉积物磁组构特征及其环境意义

泥河湾盆地在第四纪环境变化和古人类演化研究领域占有重要地位。虎头梁剖面记录了中更新世以来泥河湾盆地逐渐消亡的过程。本文对虎头梁天然露头剖面进行了详细的沉积学、岩石磁学和磁组构研究。剖面沉积物中的磁性矿物以假单畴（PSD）的磁铁矿为主,还含有一定量的赤铁矿,磁组构类型为正常沉积磁组构。根据虎头梁剖面沉积相的划分和磁组构参数特征,将泥河湾盆地中-晚更新世晚期的演化过程划分为3个阶段：下部为第Ⅰ阶段（60~53m）,中部为第Ⅱ阶段（53~12m）,上部为第Ⅲ阶段（12~0m）,包含3个完整湖侵旋回,每个旋回由下部灰黄色粗粒三角洲相到中部黄灰色滨湖相再到顶部灰绿色细粒湖相组成,相应的磁组构参数值由大到小的变化规律,中部第Ⅱ阶段推断由气候因素主导,上部第Ⅲ阶段可能主要由构造驱动,长期稳定的优势古水流方向以NW向为主,而东坡遗址时期的古人类可能生活在湖侵阶段的相对短期湖退的滨岸地带。

     

海底峡谷水动力系统研究

海底峡谷作为海洋中油气勘探的重要指示器和富集场所,研究其复杂的水动力系统变得十分重要。海底峡谷中水动力系统包括了重力流、浊流、潮汐/内潮汐、内波、底层流、上升流和高密度陆架瀑布流(Dense Shelf Water Cascading)等要素,与峡谷外有明显的不同。首次从海底峡谷水动力系统的综合概况出发,研究了水动力作用对峡谷的侵蚀、沉积物的搬运与沉积以及特殊生态系统的塑造,总结分析了峡谷中水动力系统的主要研究手段。结果表明,海底峡谷中的水动力作用由于成因不同,各自的表现特征也不一样;重力流、内潮汐、上升流等水动力作用对峡谷的形态地貌、物质搬运以及生态系统的影响较为显著;对于常用的4种水动力系统的研究方法而言,其研究背景各不相同,且存在一定的局限性。本文为我国海底峡谷水动力系统的研究起到了一定的指导作用。     

三峡库区树坪滑坡地下水渗流场分析

库岸边坡的地下水分布对其稳定性影响重大。以三峡库区树坪滑坡为例,基于Visual Modflow软件,对不同工况下的地下水渗流场进行数值模拟。结论表明：滑坡地下水位随着库水位波动而变化; 滑坡体后缘地下水受到影响较小,中部和前缘水头变化明显; 在库水位下降过程中,滑坡体内地下水随时间变化呈现水位不变、加速下降、降速减缓、稳定水位的趋势,且不同库水降速只对地下水位变化速率产生影响,对最终地下水位没有影响; 库水位降速越大,滑坡前缘地下水位变化越强烈,水力梯度也越大,且在滑坡东西两侧边界处形成的水力梯度最大。其成果将为库岸滑坡渗流场变化及稳定性分析提供一定的参考价值。     

呼伦贝尔市大气能见度影响因子及一次低能见度个例分析

为探寻呼伦贝尔市大气能见度、低能见度特征及其影响因子,揭示"冰晶雾"天气成因,利用呼伦贝尔市大气能见度资料及地面气象要素资料对4个代表站的能见度进行统计分析,并对一次典型低能见度事件进行分析,结果表明:(1)整个地区大气能见度的气候特征在空间分布及时间演变上均存在较大的不一致性,牧区能见度优于农区;(2)大气能见度与相对湿度和气压呈负相关,与气温和风速以正相关为主;(3)大气低能见度出现的集中时段是冬季,伴随最多的天气现象为结冰、积雪和霜;(4)2 m温度低于零下36℃,对于浓雾的产生具有指示意义。