2013年南疆2场罕见暴雨落区和强度的对比分析

2013年5月26～28日和6月15～18日南疆连续出现了2场罕见的暴雨过程,利用常规地面和高空探测资料、NCEP/NCAR每日4时次 1°×1°再分析资料和欧洲ECWMF 0.25°×0.25°细网格数值预报产品,对比分析了这2场暴雨的落区和强度差异的成因。2场暴雨均在有利的环流背景下产生,较强暴雨的高空环流经向度更大、中亚低槽与北支槽打通并南伸更南,低层700hPa以下水汽输送较中高层更为重要,日常预报更应注重低层的水汽输入。对比暴雨强度,低层水汽输送越强(更多水汽路径、更多边界的水汽输入、更强水汽通量和水汽输入量)、低层水汽输送时间越长、低层切变线持续时间长且伸展至中高层,暴雨强度均可能更强。中尺度切变线和涌线在暴雨落区预报中具有一定的指示意义。     

南极长城站地壳和上地幔各向异性分析

利用我国第24次和第25次南极科学考察队于2008年2月—2010年3月南极长城站记录到的地震事件数据进行剪切波分裂研究. 选取近震事件对Sg波进行剪切波分裂计算,结果表明快波偏振方向有两个,分别为北东向和近南北向; 慢波延迟时间的范围为1.45—5.17 ms/km,平均值为3.54 ms/km.同时选取长城站记录到的远震数据SKS波震相进行剪切波分裂计算,得出上地幔快波偏振方向优势取向为北东向, 慢波延迟时间平均值为1.60 s. 剪切波分裂结果显示长城站地区地壳和上地幔具有明显的各向异性, 并显示长城站地区地壳与上地幔快波偏振方向几乎平行,表明壳幔变形的一致关系.另外,地壳和上地幔各向异性的快波偏振方向不仅与长城站附近的海沟方向平行,同时也与绝对板块的运动方向平行.该结果进一步说明了绝对板块的运动是构成上地幔各向异性的主要原因.     

中国北方苹果种植需水特征及降水适宜性

以中国北方7个苹果主产省为研究区域,基于研究区域及周边100 m范围内210个气象站1970—2019年逐日气象数据和1 km分辨率的数字高程数据,采用最小湿度法对作物系数（Kc）进行逐日估算,并利用基于样条函数插值理论的专业气象插值软件ANUSPLIN对逐日气象数据进行空间插值,计算苹果各关键生育期需水量和降水适宜度。结合苹果优势主产区地理分布确定降水适宜度阈值范围。利用相关数理统计方法明确苹果需水特征和降水适宜度时空变化特征,并对苹果全生育期降水适宜性进行评价。结果表明：苹果全年平均需水量大多数区域为500.0~800.0 mm,萌芽-幼果期、果实膨大期和着色-成熟期平均需水量占全年平均需水量的比率分别为0.186~0.282,0.392~0.562和0.159~0.282。苹果全年、萌芽-幼果期、果实膨大期和着色-成熟期降水适宜度阈值范围分别为0.49~2.07,0.25~1.70,0.54~2.25和0.46~2.65。各生育阶段降水适宜度处在阈值范围内的区域分别占85.4%,87.4%,85.6%和84.9%。苹果全生育期降水的最适宜、次适宜和不适宜区分别占研究区域的31.9%,50.6%和17.5%。     

基于气候适宜度的南方柑橘种植精细化气候区划

为探究气候变化对南方柑橘种植气候适宜性的影响,基于气候适宜度函数建立柑橘发育期温度、降水、日照以及综合适宜度模型,对南方柑橘种植区近60年（1960—2019年）361个气象站观测数据进行精细化插值（Anusplin插值）并计算气候适宜度,采用自然断点法分4个等级对柑橘种植区进行气候区划,并分前、后30年对比分析研究区气候资源及适宜度的空间变化特征。结果表明：与前30年相比,后30年的温度适宜度并未出现较大变化,降水适宜度低值区有所扩大,日照适宜度低值区有所减小;柑橘最适宜种植区主要集中于四川东部、云南南部、重庆西北部、广西、湖北大部分区域;最适宜种植区面积减小约29%,不适宜种植区面积扩大约34%。经高温热害及低温冻害概率空间分布验证,区划结果的准确性较高,可以用于指导和优化柑橘种植及生产实践。     

太行山红层磁学性质及古环境意义初探

环境磁学研究磁性矿物特征（磁性矿物类型、含量和颗粒大小）及其转化与环境关系,在不同地质时期古气候和古环境重建中得到广泛应用。本文将磁学方法应用于太行山中元古界红层研究,并从其磁学性质角度初步探讨太行山红层的古环境。对太行山红色石英砂岩和紫红色砂质泥岩样品进行了高温磁学和常温磁学系统测试。结果显示,太行山红层主要以硬磁性的赤铁矿为主,包含少量磁铁矿,部分样品赤铁矿是唯一磁性矿物;磁性颗粒大小以单畴为主;红色石英砂岩不同样品间磁性差别显著,反映沉积环境的不稳定性。紫红色砂质泥岩中的青灰色层表现为顺磁性特征,原因可能是紫红色砂质泥岩中的赤铁矿在后期还原环境下溶解或转化为弱磁性矿物所致,说明紫红色层并非形成于长期的水下还原环境。太行山红层中普遍存在的红色波痕和泥裂说明水环境对其有短暂影响,但是红层及赤铁矿的富集说明其长时间处于氧化环境,推断太行山红层可能形成于高度氧化的陆地环境。     

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。     

渤海湾北岸TZ02孔晚新生代沉积环境演化过程

渤海湾北岸晚新生代沉积环境和沉积体系不仅是区域水文地质、工程地质的基础,也为古近纪沉积模式提供“将今论古”的依据。本文依据沉积物色度和粒度,以及沉积物岩性、结构和构造等,将渤海湾北岸TZ02孔划分了6个沉积组合、4个沉积阶段：1）2.10~3.22Ma,沉积组合Ⅰ和Ⅱ,湖盆填充期,发育湖相-泛滥平原相或湖相-曲流河相,该时期处于构造稳定期,干冷气候时期发育河流相、泛滥平原相,湿润气候时期发育湖泊相。2）1.33~2.10Ma,沉积组合Ⅲ,湖盆开始发育期,主要为浅湖相,仅有少量砂体,下部多有机质,上部多钙质淀积结核,指示了盆山之间的构造分异后,湖泊初始发育的特征。3）0.62~1.33Ma,沉积组合Ⅳ,湖盆扩张期,以湖相为主,多砂体,且有短期湖泊水位变浅和成陆过程;指示了盆山构造分异后,盆地加速沉降,湖盆扩张;山体隆起、河流下切,盆地中湖相砂体增多;此时TZ02孔附近为湖相中心,BG10孔为湖泊边缘。4）0~0.62Ma,沉积组合Ⅴ和Ⅵ,湖泊填充期,BG10孔为湖相的沉积中心,而TZ02孔为湖泊的边缘,接受滦河迁移摆动后的沉积物;中更新世后,构造沉降形成湖相,而间冰期发育海相,埋深0~22.5m的海相-河流相更直接地反映了末次冰消期海平面变化过程。

     

甘青地区新石器-青铜时代居民颅面部形态变异及其在人群形成上的意义

通过对考古遗址出土古代居民遗骸的研究来探寻人群形成、适应、迁徙、融合历史是生物人类学研究的重要内容。甘青地区地处我国西北,位于新疆与中原之间,是人群迁徙与交流的关键地区。以往研究发现该地区新石器-青铜时代居民具有的一些独特的头面部特征,如具有偏狭的中颅型、高颅结合狭颅、中等偏狭的面宽、高而狭的面型、中等的面部扁平度、中眶型、狭鼻型和正颌型。一些学者就来自周边地区人群迁徙或基因交流对甘青地区古代人群形成的影响做过探讨。由于迄今开展的相关研究及掌握的数据资料有限,学术界对甘青地区古代人群内部的变异情况、时代变化及其与周边地区人群的差异程度还缺乏深入的了解,对新石器时代以来甘青地区人群的形成过程以及与东、西方人群的关系还不是很清楚。本文通过对243例甘青地区新石器-青铜时代人群颅骨测量数据的统计和分析,结合相关考古学和古环境学资料,对该地区古代居民颅面部形态特征的总体表现特点、时代变化、内部变异及与周边地区人群的关系进行了探讨,发现：1）从整体颅面部特征上看,甘青地区新石器-青铜时代人群介于典型西方人群与中原人群之间,但与中原人群更为接近;2）甘青地区新石器-青铜时代人群颅骨测量特征呈现一定的时代变化。从新石器时代到青铜时代,颅型趋向圆颅和阔颅化、面型趋狭、鼻型趋狭、眶型趋高;齿槽部的突颌水平变小;3）甘青地区古代人群颅面部测量特征的内部变异程度介于新疆与中原人群之间。从新石器时代到青铜时代,甘青地区人群颅面部测量特征的内部变异呈减小趋势;4）从新石器时代到青铜时代,甘青地区古代人群部分颅面部测量特征呈现出与西方人群接近的趋势。基于本文的分析,认为气候环境、生业方式以及人群之间的基因交流共同造成了甘青地区古代人群颅面部形态特征的变化,甘青地区古代人群形成以受到中原人群影响为主。

     

全新世东亚夏季风演化的多尺度周期变化及其可能机制探讨

在全球变暖背景下,东亚夏季风发生极端变化所带来的大区域洪涝或干旱灾害的频率会增加,认识东亚夏季风的变化规律具有重要意义。本文利用已经发表的全新世东亚夏季风变化资料,使用集合经验模态分解（EEMD）、小波分析、频谱分析等手段,探讨全新世东亚夏季风多尺度演变周期及可能的驱动机制,取得以下认识：1）全新世东亚夏季风存在不同时间尺度的波动周期,即千年时间尺度上存在约2000年和4000年的周期波动;百年时间尺度上存在约200年、400年及约700年的周期波动;年代际时间尺度上,晚全新世出现约66年的显著周期。2）东亚夏季风在不同时间尺度上演变的主导驱动因子存在差异,即在约2000年波动周期上主要受控于厄尔尼诺-南方涛动（ENSO）大尺度变化的调控;百年时间尺度上与太阳活动密切相关,主要表现在约200年和700年的周期波动上;年代际时间尺度上,晚全新世东亚夏季风变化主要受控于大西洋多年代际震荡（AMO）调控。本研究可为进一步深入理解东亚夏季风变化的动力机制提供基础。

     

内蒙古中东部查干淖尔湖流域7000年以来的气候演变

内蒙古中东部处于亚洲季风与西风带的过渡带上,对于季风强弱以及全球气候变化响应敏感。本文以内蒙古中东部查干淖尔湖为研究对象,采用该湖沉积剖面的AMS ¹⁴C测年、烧失量、粒度及端元组分等指标的分析,重建了近7000年以来内蒙古中东部地区的气候演变序列。结果表明,千年尺度上,7000年以来研究区气候逐步变干,但6900~5800cal.a B.P.和4500~2000cal.a B.P.期间气候相对湿润,5800~4500cal.a B.P.和2000~0cal.a B.P.时期气候干旱。中晚全新世以来千年尺度上的气候总体变干,与太阳辐射的逐步降低引起的东亚季风的减弱有关。百年尺度上,查干淖尔湖经历了5次较为明显的干旱事件,分别发生于5800~4700cal.a B.P.、3500~3100cal.a B.P.、2600~2100cal.a B.P.、1700~1200cal.a B.P.和560~370cal.a B.P.,这些干旱事件的发生,在定年误差范围内,与太阳活动减弱事件和北大西洋冰漂碎屑事件基本一致,表明百年尺度上东亚季风强度的变化受北半球高纬气候和太阳活动的共同影响。