中国南方春季降水年际变化强度的年代际变化及其与海温异常的联系

基于1979—2014年中国756个站逐月降水资料,以及ERA-interim再分析资料、哈德莱中心的逐月海表温度资料,通过EOF和相关分析等统计方法,研究了1979—2014年中国南方春季降水年际变化强度的年代际变化,以及与之相关联的环流特征和海温异常信号。结果表明:中国南方春季降水年际变化强度的空间分布在不同的年代有着明显的差异,1979—1994年间,华南(SC)春季降水的年际变化强度较大,这与该段时间内春季西太平洋海表温度异常(SSTA)以及前期冬季南太平洋海温三极子(SPT)年际变化强度较大有关,西太平洋(WP)的冷(暖)SSTA会在局地激发出异常的下沉(上升)运动以及反气旋性(气旋性)环流,并通过一个垂直环流,使得华南地区出现异常的上升(下沉)运动,导致华南地区春季降水增多(减少),前冬的SPT则通过影响春季WP的SSTA从而间接影响华南的春季降水。而1995—2006年间,则是长江中下游地区(YZR)春季降水的年际变化强度更强,这可能是与这一时期年际变化加强的春季南印度洋偶极子(SIOD)有关,春季SIOD为正(负)位相时,副高异常偏强(弱)、偏西(东),有(不)利于太平洋上的水汽向长江中下游地区输送,同时中高纬西伯利亚高压脊偏弱(强),东亚大槽较浅(深),干冷空气偏北(南),使得长江中下游地区降水偏多(少)。     

夏季长江中下游和华南两类雨型的环流特征及预测信号

利用中国南方66站降水观测资料和NCEP/NCAR再分析资料,采用经验正交函数分解（EOF）、合成分析和相关分析等方法,对夏季长江中下游和华南两类雨型进行了划分,对比分析了两类雨型同期大气环流和前期海温及环流的差异,以探讨两类雨型的形成机制及前期预测信号。结果表明:20世纪80年代之前华南型出现的频次较高,之后长江中下游型出现频次增多;长江中下游型年西太平洋副热带高压（副高）偏强偏西偏南,东亚夏季风（EASM）偏弱,副热带西风急流位置偏南,乌拉尔山阻塞高压（乌阻）和鄂霍次克海阻塞高压（鄂阻）较强,欧亚中高纬以经向环流为主,冷暖空气在长江中下游辐合,导致长江中下游降水偏多;华南型年大气环流与长江中下游型年大体相反,登陆华南的台风偏多,冷暖空气在华南地区辐合,导致华南地区降水偏多;其中副高的脊线位置和中高纬阻塞强弱是长江中下游型和华南型形成的关键因素。两类雨型前期海温分析表明,长江中下游型年,前冬赤道中东太平洋和印度洋偏暖,为典型的东部型El Ni?o,副热带南印度洋偶极子（SIOD）呈负位相,春季El Ni?o衰减,SIOD负位相也减弱,但印度洋持续增暖;华南型年,前冬和春季的海洋演变与长江中下游型年大体相反;关键区域海温与长江中下游夏季降水（YRR）和华南夏季降水（SCR）的年际关系存在年代际变化,YRR和SCR与前冬Ni?o3.4指数、SIOD指数和春季热带印度洋全区一致海温模态（IOBW）指数的相关关系在80年代之后逐步减弱,这主要是由于这三个关键海温指数与EASM及副高脊线的相关关系在80年代之后逐步减弱;两类雨型前期大气环流差异分析表明,春季大气环流的差异性要比前冬显著,长江中下游型年,春季副高、南海副高、马斯克林高压（马高）、澳大利亚高压（澳高）均偏强,大西洋欧洲区极涡强度偏弱,北太平洋涛动（NPO）呈正位相;华南型年春季的关键环流系统异常不明显,仅大西洋欧洲区极涡强度偏强,NPO呈负位相。前期海温演变及春季大气环流关键系统的异常可以作为两类雨型年的一些预测信号。     

气候变化下长江中下游水稻灌溉需水量时空变化特征

选择长江中下游单季中稻为研究对象,结合45个气象站1961~2010年逐日气象资料,基于统计降尺度模型(SDSM),生成HadCM3气候模式A2和B2两种情景下各站点参考作物腾发量和降水数据。基于联合国粮食及农业组织(FAO)推荐的作物系数法,并考虑有效性降雨和不同地区深层渗漏量,分析历史和未来的水稻灌溉需水时空变化特征。结果表明:过去50年,除了太湖流域以外的长江中下游大部分区域的参考作物腾发量和水稻需水量都呈显著下降趋势,而显著下降的水稻灌溉需水量主要位于鄱阳湖流域;未来两种情景下,参考作物腾发量、水稻需水量和水稻灌溉需水量均值都呈下降趋势,但水稻灌溉需水量降幅最小;水稻需水量和水稻灌溉需水量在长江中下游地区的变化趋势具有明显的空间异质性,水稻需水量大幅减少的区域由太湖流域向汉江和洞庭湖流域扩展。未来水稻灌溉需水量减少的区域主要分布在太湖流域、汉江流域东部和洞庭湖流域北部,并随时间推移呈扩大趋势。     

长江中下游燕山期逆冲推覆构造及成因机制

长江中下游地区为我国著名铜、铁多金属成矿带之一.本文根据长江中下游及邻近地区构造等特征,将该区构造单元自北向南划分为华北地块、大别造山带、长江中下游前陆构造带、扬子地块、华夏地块;并进一步将长江中下游前陆构造带细分为保康-武汉-宿松-巢湖褶冲带、长江中下游中生代坳陷带、通山-瑞昌-石台-宁国褶冲带三个次级构造带.在燕山早期,长江以北的保康-武汉-宿松-巢湖褶冲带逆冲构造极性指向SE,而长江以南的通山-瑞昌-石台-宁国褶冲带逆冲构造极性指向NW.长江以南褶皱样式在岳阳-通山-瑞昌一线以南由隔挡式变为隔槽式,叠瓦式逆冲断裂更发育.在九岭-幕阜山隆起及南部的白垩纪红色盆地基底中逆冲断裂多为高角度,褶皱多为隔槽式,元古宇的浅变质岩卷入逆冲作用,为典型的厚皮构造.长江以北的紧闭同斜褶皱主体形成在印支期,随后被早燕山期的逆冲推覆作用改造.结合野外地质调查,通过对已有跨长江中下游地区的深地震剖面重新解释,发现以长江为界,长江中下游地区北侧深部、浅部构造处于耦合状态;而南侧深部、浅部构造已经脱藕,形成上下地壳的“鱼骨刺”结构,深部构造可能是是印支期扬子地块向华北地块下俯冲的残余结构.长江中下游地区浅部从北向南的逆冲作用应该与大别造山带超高压变质岩挤出有关,而从东南向北西的逆冲推覆作用可能同中侏罗世古太平洋板块向亚洲大陆俯冲有关.     

宁镇地区安基山岩体锆石LA ICPMS U Pb 定年及意义

宁镇地区安基山岩体最早被厘定为高Sr低Y型岩石(Adakite),为深入理解安基山岩体的成因与深部地质作用演化过程,本文利用LA ICPMS锆石U Pb定年方法对安基山岩体的花岗闪长斑岩进行了年代学研究,获得其206Pb/238U加权平均年龄为 1088±12 Ma,表明岩浆侵位时代为早白垩世。另外,结合本地区高精度年代学数据,构筑了长江中下游地区中生代岩浆岩的精细年代学格架,划分为四个阶段：148~133 Ma（第一阶段）、131~127 Ma（第二阶段）、126~123 Ma（第三阶段）以及109~102 Ma（第四阶段）。     

安徽铜陵姚家岭锌金多金属矿床成岩成矿年代学研究

姚家岭锌金多金属矿床位于铜陵断隆区与繁昌断凹区的过渡部位,是长江中下游成矿带新近发现的大型锌金多金属矿床,也是铜陵矿集区中迄今发现的首例大型锌金多金属矿床。在详细野外地质工作及室内研究的基础上,对姚家岭矿床花岗闪长斑岩体开展了LA-ICPMS锆石U-Pb定年工作,获得206Pb/238U加权平均年龄为141.4±1.7Ma(MSWD=0.78,n=19),代表成岩年龄;选取了该矿床金属矿物辉钼矿进行Re-Os同位素测年,获得模式年龄范围为141.2±2.1Ma~141.6±2.7Ma,平均年龄为141.4±2.4Ma,可代表热液成矿作用的时代,与成岩年龄一致。姚家岭锌金多金属矿床为早白垩世早期岩浆热液作用形成的,是铜陵断隆区燕山期大规模成矿作用的产物,铜陵断隆区具有进一步寻找锌金矿床的有利前景。     

4.5~4.0kaB.P.气候变化、人口增长、条件限制与黄河中下游地区龙山酋邦社会产生

黄河中下游地区龙山时代中晚期(4.5~4.0kaB.P.)酋邦社会的产生是我国史前社会演进过程中一个重要事件,关于其形成机制,学者提出了各种假说或理论,然而到目前为止,还没有一种理论能够给出令人满意的解释。本文首先根据考古和历史文献证据,揭示出龙山时代中晚期战争盛行的社会现象,从而支持了国际学术界关于战争是史前社会演化主要驱动力理论;然后利用多种自然气候记录恢复了龙山时代气候变化历史,发现龙山时代中晚期,即大约4.5~4.0kaB.P.发生了显著气候变化,其发生时间与黄河中下游地区龙山酋邦社会产生的时间比较吻合,暗示二者之间存在某种联系。另外结合人口学和社会演进理论,尝试提出另一种可供检验的假说,即认为在主要由于人口增长形成的限制条件下,气候变化作用于一定人口规模之上,引起人口-资源失衡,并进而触发的冲突和战争是黄河中下游地区酋邦社会产生的主要动因。     

长江中下游江湖水沙调控数值模拟

以长江中下游防洪系统为对象,在大型复杂防洪系统洪水运动数值模拟基础上,成功地将面向长江中下游防洪规划论证需求的洪水演进数学模型转化为面向长江防洪系统江湖水沙调控需求的长江中下游江湖水沙调控数学模型.为适应江湖水沙调控和评估的要求,提出了基于水动力学的闸坝调度计算模式.此外,还对河网分汊泥沙分配模式进行了深入研究.通过长江中下游防洪规划及其洞庭湖区"控支强干"方案论证模拟计算,较好地解决了防洪措施蓄泄后效评估和工程优化调控模式等关键难题,为防洪规划方案的制定提供了定量依据,主要成果已应用于长江中下游防洪规划方案.     

长江中下游江湖蓄泄关系实时评估数值模拟

以长江中下游防洪系统为对象,将面向长江中下游防洪规划论证需求的水沙数学模型转化为面向长江防洪系统防汛方案评估需求的长江中下游蓄泄关系实时评估数学模型.为适应实时蓄泄评估快速、准确的要求,提出了基于水动力学的循环滚动计算模式、实时校正模式和实时防洪调度的试验机制.实现了水文学实时校正方法与水动力学数学模型的耦合,建立了基于水动力学的实时校正模式.为了满足长江中下游江湖蓄泄关系实时评价的需求,探讨了洪水模拟与分蓄洪调度模式的耦合.通过长江中下游防汛期间的试运行,较好地解决了防洪措施蓄泄关系评估和工程优化调控模式等关键难题,为防洪规划方案的制定和实时洪水调度方案优化提供了定量的依据,主要成果已应用于长江中下游防洪规划和防汛调度方案中.     

安徽宁芜地区铁氧化物-磷灰石矿床中金云母Ar-Ar定年及其地球动力学意义

铁氧化物-磷灰石型铁矿床是长江中下游成矿带的重要组成部分,对其成岩成矿时限的精确厘定,是理解长江中下游地区中生代大规模成矿作用的动力学演化的关键。本文分别对宁芜盆地南部白象山、和睦山及中部的陶村三个大-中型铁矿床中与磁铁矿密切共生的金云母单矿物进行了Ar-Ar同位素测年,获得白象山矿床金云母Ar-Ar坪年龄为134.9±1.1Ma,对应的反等时线年龄为133±2Ma;和睦山矿床金云母Ar-Ar坪年龄为132.9±1.1Ma,对应的反等时线年龄为133.9±2.4Ma;陶村矿床金云母的反等时线年龄为128±14Ma。该区铁氧化物-磷灰石型矿床与该区火山-次火山岩具有密切的时间联系,成岩成矿时限主要集中于135～126Ma。综合研究表明,长江中下游第二期成岩成矿作用的时限为135～126Ma,对应于岩石圈的大规模快速减薄的地球动力学背景。