全球主要河流流域碳酸盐岩风化碳汇评估

碳酸盐岩风化吸收的大气CO₂主要以HCO₃ ^-形式连续地经由河流从大陆输送到海洋,成为陆地生态系统的重要碳汇。目前主要河流流域的碳酸盐岩风化碳汇估算存在不确定性,分布格局尚不清晰。基于GEMS-GLORI全球河流数据库提供的全球10万km ²以上主要河流流域多年平均监测数据,利用水化学径流法估算出全球主要河流流域碳酸盐岩对CO₂的吸收速率为0.43±0.15 Pg CO₂ yr ^-1,平均CO₂吸收通量为7.93±2.8 t km ^-2 yr ^-1。CO₂吸收通量在不同气候带下差异显著,热带和暖温带CO₂年吸收速率占全球主要河流流域年吸收速率的62.95%。冷温带CO₂年吸收速率占全球主要河流流域的33.05%,仅次于热带地区。本文划分出全球CO₂吸收通量的9个关键带,关键带的交汇处CO₂吸收通量较高。喀斯特出露流域碳酸盐岩对CO₂吸收通量的均值为8.50 t km ^-2 yr ^-1,约为非喀斯特流域的3倍。全球喀斯特出露流域碳酸盐岩风化碳汇在全球碳循环、水循环及碳收支平衡估算研究方面占据重要地位。     

近30年长江口海域生态系统健康状况及变化趋势研究

为评估长江口海域生态系统健康状况,本文以鱼类浮游生物为指示生物,选择1986年、1999年、2007年和2016年4个年份的数据,选取鱼类浮游生物总种类数、底栖鱼种类数、水层鱼种类数、低耐污鱼种类数、高耐污鱼种类数百分比、杂食性鱼种类数百分比、虫食性鱼种类数百分比、肉食性鱼种类数百分比、鱼类取样个体数、天然杂交种种类数百分比等10个评价指标,采用1、3、5赋值法计算4个不同年份的河口生物完整性指数(Estuarine Biotic Integrity Index,EBI),并以此评价近30年长江口海域生态系统健康状况变化趋势。结果显示,1986年、1999年、2007年和2016年4个不同年份的EBI值分别是52、40、36、34,对应的EBI等级分别为“好”、“一般”、“一般−差”、“差”。通过分析EBI年际变化的结果,发现近30年来长江口海域生态系统健康状况呈现先下降,而后稳定在较低水平的趋势,说明长江口海域生态系统亟需及时进行保护和修复工作。     

低温雨雪过程的粒子群-神经网络预报模型

利用逐日气温和降水量数据、NCEP/NCAR再分析资料以及预报场资料,通过分析提取我国南方区域持续性低温雨雪过程及其预报因子,使用粒子群-神经网络方法建立非线性的统计集合预报模型 (PSONN-EPM),对我国南方区域持续性低温雨雪过程进行预报试验。结果表明:以过程的冷湿程度及影响范围为标准,将低温雨雪过程分为一般过程和严重过程,并建立不同的预报模型效果较好。通过10 d独立样本预报试验看,基于粒子群-神经网络方法建立的集合预报模型比基于逐步回归方法建立的预报模型的预报平均相对误差小,对严重过程预报能力高于对一般过程预报,且这种非线性统计集合建模方法在建模过程中不需要调整神经网络参数,在实际预报业务中值得尝试。     

中国帕米尔地区黄土上部色度变化特征及古气候意义

以中国境内帕米尔黄土-古土壤序列为研究对象,对剖面上部进行土壤色度指标与其他常用气候替代指标（如磁化率、碳酸盐和有机碳）对比研究后发现:在帕米尔黄土沉积期间,亮度L*很大程度上受控于颜色分量a*和b*,进而可能与影响a*、b*的物质相对含量有关。红度a*在整个黄土-古土壤剖面中变化特征明显,与磁化率呈明显的负相关关系,可能与土壤中铁氧化物的种类和含量关系密切。由于a*和b*具有较高的相关性,认为它们具有较为一致的致色物质,可能受控于相似的气候因子。色度a*、b*和亮度L*的变化表明其可以作为帕米尔地区良好的气候代用指标,结合磁化率共同反映该地区的古气候变化过程。     

塔中地区志留系碎屑锆石测年及其地质意义

志留系是塔里木盆地第一套砂岩储层广泛分布的沉积盖层,其沉积来源与成因对志留纪构造演化及周边造山带的研究具有重要意义。塔中地区3个志留系样品的碎屑锆石LA?ICP?MS U?Pb定年研究表明,志留系具有比较集中的二期物源年龄：南华纪中期、古元古代中期。碎屑锆石测定的年龄表明塔中志留系物源均来自前寒武纪,塔中东部源区方向的塔南隆起基底在奥陶纪已隆升成为蚀源区。大量的新元古代中期锆石年龄表明塔里木板块在新元古代时期可能与Rodinia超大陆具有相似的聚合与裂解演化史。     

利用物理方法确定外方位元素的卫星立体摄影测量的精度分析

本文在分析用物理方法确定外方位元素的情况下卫星立体摄影测量的精度影响因素,推导了卫星立体摄影测量的理论精度计算公式,并以SPOT5 HRS立体像对为例,计算了SPOT5 HRS立体测量的理论精度,进行了利用少量地面控制点的立体测量试验。结果证明卫星立体摄影测量的理论精度估算公式是正确的,同时SPOT5 HRS立体测量精度能够满足1∶50000测图的要求。     

Possible climate change/variability and human impacts,vulnerability of drought-prone regions,water resources and capacity building for Africa

ABSTRACT

This review article discusses the climate, water resources and historical droughts of Africa, drought indices, vulnerability, impact of global warming and land use for drought-prone regions in West, southern and the Greater Horn of Africa, which have suffered recurrent severe droughts in the past. Recent studies detected warming and drying trends in Africa since the mid 20th century. Based on the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change and the Coupled Model Intercomparison Project Phase 5 (CMIP5), both northern and southern Africa are projected to experience drying, such as decreasing precipitation, runoff and soil moisture in the 21st century and could become more vulnerable to the impact of droughts. The daily maximum temperature is projected to increase by up to 8°C (RCP8.5 of CMIP5), precipitation indices such as total wet day precipitation (PRCPTOT) and heavy precipitation days (R10 mm) could decrease, while warm spell duration (WSDI) and consecutive dry days (CDD) could increase. Uncertainties of the above long-term projections, teleconnections to climate anomalies such as ENSO and the Madden-Julian Oscillation, which could also affect the water resources of Africa, and capacity building in terms of physical infrastructure and non-structural solutions are also discussed. Given that traditional climate and hydrological data observed in Africa are generally limited, satellite data should also be exploited to fill the data gap for Africa in the future.

Editor D. Koutsoyiannis; Associate editor N. Ilich     

地震前兆仪器管理系统建设

长期以来,对前兆台网仪器的管理缺乏系统性。为此,研发了前兆仪器管理系统。该系统实现了对前兆仪器从购买到淘汰整个生命周期的管理,其中包括安装、接入、运行、故障、停测、报废等,以及仪器故障维修流程的管理,其中包括故障登记、处理、维修、备机备件库等。基于这些信息,对仪器及故障维修情况进行综合统计分析,为管理决策提供信息支持。本文主要介绍了该系统设计的一些主要技术方面和系统实现的主要功能。     

简单海-气边界层模式中的埃克曼流动Ⅰ——无限深海的情形

近十余年来,海洋和大气相互作用这一课题日益受到人们的关注。从海-气边界层结构以及通过海面的物理量和化学量输送机制的研究到大尺度海洋和大气相互作用的研究都取得了可喜的成果。此外,还从海洋和大气相互作用的观点探索了风暴潮预报的新的可能途径^[2]。然而,由于问题的复杂性,通过海面以及海-气边界层的物理量的小尺度输送机制迄未得到澄清,企图从本质上改善大尺度海洋和大气相互作用的理论是不现实的。     

Frequency-dependent rupture process,stress change,and seismogenic mechanism of the 25 April 2015 Nepal Gorkha <Emphasis Type="Italic">M</Emphasis><Subscript>w</Subscript> 7.8 earthquake

On 25 April 2015, an M _w 7.8 earthquake occurred on the Main Himalaya Thrust fault with a dip angle of ~ 7° about 77 km northwest of Kathmandu, Nepal. This Nepal Gorkha event is the largest one on the Himalayan thrust belt since 1950. Here we use the compressive sensing method in the frequency domain to track the seismic radiation and rupture process of this event using teleseismic P waves recorded by array stations in North America. We also compute the distribution of static shear stress changes on the fault plane from a coseismic slip model. Our results indicate a dominant east-southeastward unilateral rupture process from the epicenter with an average rupture speed of ~3 km s^?1. Coseismic radiation of this earthquake shows clear frequency-dependent features. The lower frequency (0.05–0.3 Hz) radiation mainly originates from large coseismic slip regions with negative coseismic shear stress changes. In comparison, higher frequency (0.3–0.6 Hz) radiation appears to be from the down-dip part around the margin of large slip areas, which has been loaded and presents positive coseismic shear stress changes. We propose an asperity model to interpret this Nepal earthquake sequence and compare the frequency-dependent coseismic radiation with that in subduction zones. Such frequency-dependent radiation indicates the depth-varying frictional properties on the plate interface of the Nepal section in the main Himalaya thrust system, similar to previous findings in oceanic subduction zones. Our findings provide further evidence of the spatial correlation between changes of static stress status on the fault plane and the observed frequency-dependent coseismic radiation during large earthquakes. Our results show that the frequency-dependent coseismic radiation is not only found for megathrust earthquakes in the oceanic subduction environment, but also holds true for thrust events in the continental collision zone.