中国东部地区耕地土壤肥力变化趋势研究

随着人口、资源和环境之间的矛盾日趋尖锐,中国耕地土壤肥力及其变化日益为世人所关注。本文利用最近20年东北地区的吉林和黑龙江省,华北地区的北京市和河北省以及长江下游地区的江苏和浙江省的15个县市180个样本点的土壤数据资料,分析了20世纪80年代以来东部地区农业土壤肥力的演变趋势。结果表明,从总体上看,东部地区除土壤速效钾下降和酸碱性有所退化外,农业土壤的有机质、全氮和速效磷平均含量都增加了。在空间分布上,土壤肥力的变化趋势存在明显差异。长江下游和华北地区的平均肥力提高,东北地区下降。另外,除华北地区的土壤酸碱性有改善外,长江下游和东北地区土壤都存在酸化倾向。     

川渝地区夏季降水变化气候特征分析

利用川渝地区34站1960—2006年共计47年的逐月降水量资料,采用经验正交函数（BOF）分解、旋转经验正交函数（REOF）分解、小波分析等方法详细讨论了川渝地区夏季降水量的时空变化特征。结果表明：川渝地区夏季降水量时空分布不均,川渝地区夏季降水量可以分为3个区,分别是川西高原区、盆地中部区和盆地东部区。近50年来,川渝地区夏季降水量具有显著不同的年代际变化特征,川西高原和盆地东部夏季降水量长期变化呈增加的趋势,而盆地中部呈减少的趋势。川渝各区夏季降水量具有显著不同的多时间尺度的周期变化特征,其中川西高原具有准15年和准5年的周期变化特征,盆地中部具有准14年、准6年和准3年的周期变化,盆地东部具有准16年、准8年和准3年的周期变化特征。     

Characteristics and genesis of maghemite in Chinese loess and paleosols: Mechanism for magnetic susceptibility enhancement in paleosols

Morphological characteristics and microstructures of magnetic minerals extracted from Chinese loess and paleosols were investigated using powder X-ray diffraction (XRD) and high-resolution transmission electron microscopy (HRTEM). Our results indicate that maghemite in loess–paleosol sequences was transformed from magnetite through oxidation of magnetite. Maghemite transformed from eolian magnetite during chemical weathering has low-angle grain boundaries among maghemite nano-crystals. Some nano-crystalline maghemites with nanoporous texture resulted from microbe-induced precipitation of magnetite or transformation of poorly crystalline ferric Fe (oxy)hydroxides in presence of Fe-reducing bacteria. Aggregates of euhedral maghemite nano-crystals were transformed from magnetite magnetosomes. Both microbe-induced nanoporous magnetite and microbe-produced magnetite magnetosomes are directly related to microbial activities and pedogenesis of the paleosols. It is proposed that the formation of nano-crystalline maghemite with superparamagnetic property in paleosol results in the enhancement of magnetic susceptibility, although the total amount (weight percent) of magnetic minerals in both paleosol and loess units is similar. Our results also show that nano-crystalline and nanoporous magnetite grains prefer to transform into maghemite in semi-arid soil environments instead of hematite, although hematite is a thermodynamically stable phase. This result also indicates that a decrease in crystal size will increase stability of maghemite. It is also inferred that surface energy of maghemite is lower than that of hematite.     

Potential promoted productivity and spatial patterns of medium- and low-yield cropland land in China

With a continuously increasing population and better food consumption levels, improving the efficiency of arable land use and increasing its productivity have become fundamental strategies to meet the growing food security needs in China. A spatial distribution map of medium- and low-yield cropland is necessary to implement plans for cropland improvement. In this study, we developed a new method to identify high-, medium-, and low-yield cropland from Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) data at a spatial resolution of 500 m. The method could be used to reflect the regional heterogeneity of cropland productivity because the classification standard was based on the regionalization of cropping systems in China. The results showed that the proportion of high-, medium-, and low-yield cropland in China was 21%, 39%, and 40%, respectively. About 75% of the low-yield cropland was located in hilly and mountainous areas, and about 53% of the high-yield cropland was located in plain areas. The five provinces with the largest area of high-yield cropland were all located in the Huang-Huai-Hai region, and the area amounted to 42% of the national high-yield cropland area. Meanwhile, the proportion of high-yield cropland was lower than 15% in Heilongjiang, Sichuan, and Inner Mongolia, which had the largest area allocated to cropland in China. If all the medium-yield cropland could be improved to the productive level of high-yield cropland and the low-yield cropland could be improved to the level of medium-yield cropland, the total productivity of the land would increase 19% and 24%, respectively.     

实际预报可预报性的时空依赖性分析

本文利用国家气象中心1990年1月1日至1992年2月29日的1～5 d、500 hPa高度场业务预报结果研究了不同球谐函数谱分量和经验正交函数(EOF)谱分量的可预报性。对球谐函数谱分量的研究表明可预报性并不是随着空间尺度的增加呈现单调的递减关系，主要表现为在总波数n等于5附近具有最大可预报性。可预报性主要依赖于总波数n，经卷大圆上的波数和纬向圆周上的波数对可预报性具有完全相同的重要意义。对EOF谱分量的分析表明，随着EOF指数(即序号数)的增大，可预报性依次减小。从EOF和球谐函数的关系发现前几个EOF分量正是对应着最可预报的球谐函数分量。进一步分析表明，最可预报的分量对应大气运动的慢变流型。这些结果对如何使用数值预报产品以及如何进行延伸预报具有重要意义。     

长白山天池火山区电性结构和岩浆系统

在长白山火山区及其附近 ,沿 5条伞状测线和 1条北西向测线进行了 6 1个大地电磁测深点的观测。用Robust等方法对观测资料进行了处理 ;应用阻抗张量分解方法消除了局部不均匀体的影响 ;计算了反映地下横向不均匀性的地磁感应矢量。利用RRI二维自动反演等技术对资料进行了解释。结果表明 :在近地表存在低阻体 ,并分别与长白山天池水体、聚龙泉温泉、锦江温泉及长白山山门附近的地下水相对应。在长白山天池及其以北和以东地区 ,约 12km深处存在电阻率很低的地质体 ,电阻率为 10到几十Ω·m ,可能是地壳岩浆囊。在测区范围内 ,地壳电性结构在南北方向存在着明显的横向变化 ,而东西方向相对均匀 ,变化比较平缓     

贺兰山东麓宁夏一次极值暴雨过程分析

利用常规气象资料和NCEP再分析资料,结合宁夏业务化的中尺度数值预报模式MM5输出产品,对2006年7月14日发生在贺兰山东麓宁夏的极值暴雨过程从降水特征、环流背景、影响系统、强降水落区及物理量特征等方面进行了分析。表明:此次极值暴雨是在2006年第4号台风"碧利斯"与副热带高压系统的相互作用、中β尺度低值系统影响和地面静止锋的触发下爆发的。强降水落区位于200 hPa青藏高压前部西北气流辐散区与500 hPa西南气流、700 hPa西南或偏南低空急流、850 hPa偏东气流三股气流辐合区相重叠区,中β尺度低值系统的右前侧与湿焓平流最强的区域。对流层高层干冷空气下侵是强降水的主要触发机制之一。非地转湿Q矢量与强降水落区有良好的对应关系,对短时强降水天气具有较好的描述能力和预报指导意义。     

天气学和天气预报的研究进展

全面回顾了75年来中国科学院大气物理研究所科研人员在气团、锋面、梅雨、寒潮、阻高、副高、暴雨、高低空急流、亚澳季风区内涡旋和对流等现象的天气学研究进展及其在不同时期所取得的研究成果,总结了在短中期天气预报及短期气候预测领域在模式发展和改进以及在数值模拟等方面所取得的成就和进展.同时指出模式发展和预测在中国数值天气预报及短期气候预测方面所做出的贡献.     

夏季乌拉尔地区环流持续异常及其背景流特征

在 Dole持续异常界定方法的基础上提出了一种适用于全球分析的界定方法 ,并利用NCEP/NCAR 1 980～ 1 998年 6月 1日～ 8月 31日逐日再分析资料 ,分析了全球大气环流持续异常的分布 ,重点研究了乌拉尔地区反复出现的、维持较长时间的强环流异常的背景流及其演变特征 ,得到以下结论 :1 )文中提出的界定方法能较好地识别全球地区持续异常分布 ;2 )乌拉尔地区环流正、负持续异常形成时 ,背景环流的发展不具有对称性 ,负异常并不是正异常的简单相反过程。正异常的发展与位于西南方的正距平扰动向东北移动、及与位于中西伯里亚的正距平扰动西移有关 ,这些扰动具有相当正压结构的 ,而负异常则主要是局地发展而形成的 ;3)正压过程对乌拉尔持续异常的形成起着主要作用 ,明显不同于北太平洋环流持续异常的发展 ;4)乌拉尔正、负持续异常期间的背景流不仅在北半球中高纬有明显差异 ,而且在南、北半球其它地区也有明显差异 ,热带的差异在低频环流上表现得更为清楚 ;5)在异常发生前 ,中纬度急流已发生了有利于异常建立的改变。     

珠江三角洲秋季大气边界层温度和风廓线观测研究

根据2004年10月珠江三角洲3个代表性观测点大气边界层观测资料, 分析了珠江三角洲秋季大气边界层温度和风廓线特征。结果表明:珠江三角洲秋季气温递减率较低, 逆温出现频率较高, 强度较弱, 海风使珠江口贴地逆温的出现时间推迟、低空逆温的出现频率增加。珠江三角洲秋季受多种局地环流影响, 边界层内风廓线比较复杂, 晚上城市群与非城市群地区风向有明显差别; 城市群和珠江口多次分别观测到城市热岛环流和海风环流。