湖北旧石器至战国时期人类遗址分布与环境的关系

湖北旧石器时代至战国时期1362 处遗址时空分布的总趋势是从西往东、从高往低逐渐增加的。旧石器时代海拔50~500 m 的遗址数占当时遗址总数的78%, 而新石器时代至战国 时代71%~95%的遗址分布于0~200 m 的海拔区。该区遗址时空分布变化主要受两方面影响: 一是各时代人类都需要选择既靠近水源、又便于抵御洪水的河流1~2 级阶地为生存地点。而 全新世以来受区域构造抬升影响, 河流下切会形成新河谷, 且构造运动稳定期河流侧旁侵蚀与堆积也导致大量新阶地在低海拔区增多。因此, 人类为适应河流阶地位置变化的迁徙, 导致该省中东部低地区遗址逐渐增多。二是该区人类遗址时空分布变化还受气候条件影响。旧石器文化遗址主要分布在十堰东北部汉水流域以及荆州西南和荆门以东, 从河流地貌发育角度看, 该时期遗址分布在较高位置与此时期河流主要分布在较高地势区有关。城背溪文化时期原有的旧石器遗址分布区此时的遗址分布寥寥无几, 相反, 在西南部宜昌附近的长江沿岸却明显增多, 并成为该时期一个重要的分布区。大九湖孢粉谱的特征表明, 城背溪文化期遗 址数只有23 处主要与当时处于全新世湿热期降水量较大以及洪水较多有关。大溪文化、屈家岭文化和石家河文化对应于大九湖孢粉带Ⅳ的中上部, 这一阶段总体上气候适宜, 是有利于农业文明发展的全新世暖湿期, 在湖北中东部地区各时代遗址数递增显著, 但屈家岭文化时期, 原先分布在长江三峡地区的34 处大溪文化遗址有32 处消失, 而在襄樊-荆门-孝感一线以北的较高地势区却猛然增长了近90 处, 此种变化主要与当时水域范围扩大有关。楚文化时期对应于大九湖孢粉带V, 处于全新世温干气候阶段, 但当时的温湿条件仍有利于农业耕种, 故该时期遗址数骤增至593 处。湖北东南部海拔0~50 m 的湖群区因地势低洼, 洪涝严重, 所以成为历代遗址分布最少的地区。     

慢速扩张脊下的复杂熔-岩相互作用：来自大西洋北纬14°97′区段洋中脊含铬铁矿纯橄岩的记录

在大西洋洋中脊北纬14°97′附近贫岩浆型慢速扩张脊区段的洋底岩石调查中,拖网取样及洋底钻探均发现蛇纹石化地幔岩石中有脉状纯橄岩。纯橄岩中的铬铁矿粒度以毫米级为主,个别颗粒直径接近厘米级别,成分上显示中等程度的铬值与镁值(Cr^#=52.2～56.1;Mg^#=44.6～51.5)较高的TiO₂含量(0.60%～0.91%)。铬铁矿内部包裹体中大量出现韭闪石+金云母组合,并发现自形磷灰石包裹体。这些特征与“俯冲带型铬铁矿”的成分特征及矿物包裹体组合非常类似。本文的样品观察说明在洋中脊下方的熔体通道内,高度演化的熔体可以形成小体积的富水岩浆并参与铬铁矿的形成。拖网调查与钻探研究证实,研究区的纯橄岩、异剥橄榄岩、富橄榄石橄长岩、辉石岩、辉长岩及橄榄辉长岩等均以脉体形式产于难熔的大洋岩石圈橄榄岩质地幔中。这些脉状岩石共同记录了洋中脊玄武质熔体向上迁移过程中与围岩方辉橄榄岩间的熔-岩反应,属于“交代橄榄岩”的范畴,揭示了慢速扩张洋脊之下熔体迁移诱发的复杂熔-岩相互作用。     

南海内波研究前沿与热点

内波为发生在层结海洋内部的亚中尺度波动,是物理海洋学研究,特别是海洋混合及能量级串研究,不可或的缺环节。孤立内波的突发性巨大冲击能量可对水下航行和工程设施构成灾难性威胁,实现实时监测与预报海洋内波具有重大现实意义。南海是全球海洋中超强内波多发海区之一。长期现场观测表明,吕宋海峡以西海域内孤立波振幅高达150～200 m,且终年发生。因此,南海是目前海洋内孤立波观测与研究热点海域。本文以2015年至2021年间发表的论文为依据,评述南海内波研究新进展,认为7 a来研究成果取得质的提升。第一,实现了由卫星为主要手段2D观测到以卫星与潜标同步3D观测为主要手段的提升。由此催生出振幅240 m超强内孤立波、中尺度涡对内波的调制作用、重现周期23 h内孤立波、浅海内孤立波裂变现象、深海盆内波及动能级串等创新成果。第二,研究区开始呈现向中部深海盆扩展趋势。迄今为止,南海内波观测与研究集中在吕宋海峡以西和北部陆架,现已出现向中部深海盆扩展趋势。第三,海洋探测高新技术应用于南海内波观测与研究,取得了突破性成果。由卫星高度计沿轨海面高度场二维平面波分解技术得出的南海M2内潮辐射图,解决了多年争论不休的南...     

吐鲁番和若羌冬季气溶胶垂直分布的飞机观测分析

利用2019年冬季吐鲁番和2020年冬季若羌共14次完整机载探测气溶胶资料,结合宏观天气资料及大气污染数据,研究飞机爬升或降落阶段两地上空气溶胶粒子数浓度、粒子平均粒径的垂直变化规律,分析不同高度的粒子谱分布特征。结果表明：（1） 两地冬季气溶胶粒子数浓度及粒子直径存在明显差异。在无明显天气过程下,若羌气溶胶粒子数浓度均值（5354·cm^-3）明显高于吐鲁番（3948·cm^-3）;粒子平均粒径来看,均值差异不大,但吐鲁番出现大直径粒子（0.16 \mathrm{\mu } \mathrm{m}）数量高于若羌（0.13 \mathrm{\mu } \mathrm{m}）。2019年12月15日大风后最为明显,粒子直径最大值达到0.21 \mathrm{\mu } \mathrm{m},这与沙尘气溶胶多有关联。从垂直变化情况来看,两地气溶胶粒子数浓度均随高度增加而升高,若羌各层普遍高于吐鲁番,但吐鲁番近地面粒子直径随高度增加有明显下降,若羌整层变化很小。（2） 吐鲁番、若羌气溶胶粒子数浓度和粒子平均粒径受大风、降水等天气过程以及逆温层的影响十分明显。两地高层均主要为输入型气溶胶,低层差异主要是由于吐鲁番地区人为源气溶胶粒子的排放导致的大气环境污染。（3） 吐鲁番、若羌两地粒子谱分布在0.10~3.00 \mathrm{\mu } \mathrm{m}范围内变化趋势大体一致,主要以小粒径为主,谱分布受天气过程影响变化较为明显。（4） 从三模态粒径相似度对比可以得出,无论是吐鲁番还是若羌,在第一模态中数谱分布差异不大,若羌平均相似度为50.330%,略高于吐鲁番46.770%。有明显天气过程时,吐鲁番气溶胶数谱在二、三模态相似度（小于0.020%）急剧下降,而若羌第二模态相似度仍满足置信度95%,但第三模态中变化凸显,相似度不足0.020%。     

冷涡背景下不同类型强对流天气的成因对比分析

为提高对东北地区雷暴大风的分析和预报能力,基于2017—2021年东北地区自动气象站、闪电定位仪、葵花8号卫星综合判识雷暴大风天气,利用ERA5再分析资料计算强对流物理量和东北冷涡中心及半径等特征参量,研究东北地区雷暴大风的观测特征及其与东北冷涡（简称“冷涡”）的关系。结果表明：（1）东北地区雷暴大风（简称“总体”）集中出现在蒙古高原至大兴安岭以西、东北平原和辽宁沿海。冷涡导致的雷暴大风占总体雷暴大风的50.6%,辽河平原是冷涡雷暴大风最高发区域。东北地区总体和冷涡雷暴大风均具有单峰分布的日变化特征,在午后发生频率最高,但是深夜和上午时段雷暴大风多与冷涡有关,占比达75%。（2）雷暴大风逐小时出现的站数（简称“站数”）大多小于10次,站数大于10次的雷暴大风个例中,冷涡个例占56.5%,高于非冷涡。相比于非冷涡,冷涡雷暴大风发生在更干冷、850与500 hPa强温度直减率以及强的风垂直切变和风暴承载层环境中。（3）冷涡系统的不同象限出现的雷暴大风占冷涡雷暴大风的百分比从大到小依次为东南象限（73.5%）、西南象限（17.5%）、东北象限（7.5%）和西北象限（1.5%）。冷涡外围的雷暴大风次数多于冷涡本体,集中出现在冷涡东南象限距离冷涡中心0.5—2个冷涡半径的范围内,该区域大气中层存在干层、低层存在大的温度垂直递减率、中等以上的风垂直切变和更大的风暴承载层风速,并且更容易受低空切变线的影响,这也是冷涡雷暴大风集中出现在该区域的原因。（4）导致雷暴大风的冷涡中心集中于（45°—55°N,111°—128°E）,其中导致区域性雷暴大风的冷涡中心的频次分布为南北向,集中在116°E和122°E处。造成区域性雷暴大风的冷涡中心和最外围环流的位势高度均低于造成局地雷暴大风的冷涡,春、秋季差异更明显;冷涡半径在8月略大于导致局地雷暴大风冷涡,其他月份则反之。以上研究证明东北冷涡是导致东北地区雷暴大风最主要的天气系统,总结的冷涡不同象限处雷暴大风的空间分布和产生区域性雷暴大风的冷涡的特征,可供东北冷涡雷暴大风预报、预警时参考。     

安宁河谷雨季层状云和对流云降水的雨滴谱特征

利用2017年8—10月安宁河谷的激光雨滴谱仪观测数据,对层状云和对流云降水粒子谱的微物理参量、Gamma函数拟合、Z-I拟合关系、降水粒子对数浓度和降水强度贡献率进行了分析。结果表明：层状云雨滴谱较对流云窄,对流云降水粒子总数浓度、降水强度、液态水含量和雷达反射率因子等均显著高于层状云。Gamma函数可以较好地拟合雨滴谱的分布情况,层状云的函数曲线较对流云更加平滑。层状云、对流云降水的Z-I拟合关系均较好,分别为Z=181.90I^1.54和Z=175.59I^1.54。层状云降水强度贡献率的80%集中在直径不超过2 mm的粒子,而对流云的90%集中在直径超过1 mm的粒子,表明降水粒子尺度较浓度对降水强度的影响更大,大尺度降水粒子对降水强度贡献更大。     

全球变暖加剧新疆森林火情

新疆稀缺的森林资源承担着重要的生态服务功能, 林火作为森林生态系统中重要的干扰因子, 与当前全球变暖关系密切, 明确全球变暖对新疆森林火灾的影响及二者关系对于保护新疆森林资源及生态具有重要意义。本研究选取新疆维吾尔自治区1988~2020年森林火灾数据及气候数据, 对二者采用M-K检验、距平分析法、异常度分析法和相关性分析后发现, 1988~2020年期间新疆森林覆盖区域气候显著变暖, 生长季及夏季气温影响当年森林火灾, 而4月降水与6月气温变化对第二年火灾产生重要影响, 气候变化改变燃料湿度、堆积量等燃料条件可能为导致这一现象发生的主要原因。这一研究为全球变暖下新疆林火预警提供重要参考。

     

利用GRACE重力和重力梯度变化估计2012年苏门答腊地震断层参数

2012年4月11日苏门答腊北部附近海域发生M_W=8.6地震,国际上采用不同数据获得了该地震的断层滑动模型,但断层走滑性质存在较大差异.卫星重力GRACE（Gravity Recovery and Climate Experiment）观测覆盖震中区域,可以提供很好的断层参数估计约束.本文采用GRACE月重力场模型数据提取了此次地震同震重力和重力梯度变化,表明了北向分量的优越性.并与断层模型理论计算结果进行了比较,分析了T_xx（北-北向重力梯度）分量对断层参数的敏感性,以及基于粒子群算法以及Okubo位错模型反演了该地震断层参数.结果表明GRACE观测到的同震重力梯度变化在空间形态分布上与断层模型模拟结果符合较好,但振幅差异较大.重力和重力梯度的北向分量可以很好地压制条带误差,其中g_N（北向重力变化）和T_xx的误差最小,其次是T_xz（北-上向重力梯度）,误差最大和对条带误差抑制效果最差的是T_xy（北-东向重力梯度）.T_xx对断层的深度不敏感,对其余断层参数较敏感.基于GRACE反演得到的断层的走向角为113.63°,倾角为89.99°,滑移角为175.26°,平均滑移量为28.18 m,相应的矩震为8.71级,且此次地震的走滑性质为右旋走滑.

     

南海北部晚中新世-上新世期间碎屑物质输入对青藏高原隆升与季风演化的响应

青藏高原在中新世晚期隆升到一定高程之后,它对东亚气候系统和风化作用的影响,通过对高原东北缘干旱、半干旱区域沉积记录的研究取得了重要的认识;然而在整体处于温暖湿润气候状态下的高原的东南缘区域,风化作用过程对高原活动的响应方式则需要更多的工作去揭示。文章选择位于南海北部琼州海峡的钻孔沉积物(QZ6,钻孔总长200.15 m,顶部3.05 m以上未取样),尝试在利用磁性地层学确定地层年代框架的基础上,探讨高原东南缘的风化作用自中新世晚期以来的基本规律。磁性地层学结果揭示,约197 m厚的沉积物发生在约7.20~3.10 Ma之间,沉积速率在约5.25 Ma从早期较低快速突变至最高,这一变化与高原东北缘红粘土堆积和河湖沉积体系的沉积速率变化一致,但是与接受高原南缘碎屑输入的南海南部和孟加拉扇的沉积速率变化相反,说明高原在中新世末期可能存在向东扩展、而南缘相对稳定的特征。风化作用的强度以4.75 Ma为界,前后两个阶段具有不同的控制因素,早期受高原构造活动影响,物理风化、剥蚀作用强烈,而后期与东亚夏季风的强度相关,化学风化作用增强。