Earthquakes as a potential contributing factor to climate change at multi-decadal scale

Climate changes at the multi-decadal scale are often associated with multi-decadal phase shifts of the dominant sea surface temperature （SST） pattern, such as the Pacific Decadal Oscillation （PDO）. The PDO may be associated with the North Pacific branch of the Thermohaline Circulation （THC）. Great earthquakes （M 〉8）, particularly along the route of the THC, might modulate the vertical mixing and bring deep, cold water to surface, contributing to multi-decadal changes in surface currents and the PDO. This may eventually lead to multi-decadal climate changes. We tested this hypothesis for the Pacific Ocean where great earthquakes have been frequently recorded. We found associations between the PDO and recurrent earthquakes along the route of the deep currents of the THC in the modern period since 1900, and relationships between hydroclimate change in Monsoonal Asia and historical earthquakes since 1300. However, it should be noted that this hypothesis is very preliminary and has many gaps that needs further evidences from more observational records and modeling studies.     

1981—2010年佛山地区气温、降水和灾害性天气的特征分析

根据佛山地区3个气象站1981—2010年的观测资料,采用线性趋势、Mann-Kendall突变检验等方法,研究佛山地区近30年气温、降水和灾害性天气的变化特征。结果表明,近30年佛山的年平均气温具有上升的趋势,在1994年发生突变,快速增暖;年雨量波动明显,年降雨日数则呈现出下滑的趋势。高温、暴雨、强对流天气、灰霾等是影响佛山的主要灾害性天气。高温日数呈现出增加的趋势,持续高温现象加剧。暴雨日数具有非常明显的年际变化特征,总体上呈波动且缓慢上升的趋势。佛山全年均有可能出现强对流天气,其中6—8月是高发期,在10月随着汛期的结束强对流天气急剧下降。灰霾天气主要发生在1—3月份和10—12月份,2007年之后,逐年灰霾日数缓慢下降。     

开平市1960—2012年灰霾的气候变化特征

根据开平气象观测站1960—2012年观测资料,采用滑动平均、线性趋势分析等统计方法,分析了开平市近53年灰霾的气候变化特征。结果表明,开平市年平均灰霾日数为21.1 d,年最多132 d,年最少0 d,总体呈上升趋势,上升速率为1.72 d/年,特别是2000年以来年灰霾日上升趋势最为显著,上升速率达10.01 d/年。其中,20世纪80年代中后期、90年代中期和21世纪初是3个明显的上升阶段,21世纪以来,年平均灰霾日数58.4 d,是20世纪80年代平均值的近17倍。开平市灰霾以轻微为主,比例达57.6%,其次是轻度,比例为22.6%。另外,采用日均值、14：00实测值判别法得到的开平市灰霾日整体变化趋势与人工记录较一致,但3种方法统计的多年平均灰霾日相差较大,其中,日均值法计算的多年平均霾日数较14：00实测值法多13.8 d。     

双齿围沙蚕对温度、盐度和干露的耐受性研究

本论文主要研究双齿围沙蚕(Perinereis aibuhitensis)对盐度突变、温度突变和盐度渐变、温度渐变及干露的耐受性。实验结果表明:双齿围沙蚕耐受盐度的范围比较广泛,为5~45,适宜的盐度范围为20~30,求得双齿围沙蚕96 h半致死盐度上限为33.1。适宜温度范围为20~30℃,对低温有很强的耐受力。双齿围沙蚕在低温保湿干露10 d未发生死亡,大量死亡集中在13~14 d。本研究结果表明:双齿围沙蚕对环境的适应性较强,耐温、耐盐范围较广,且具有很强的耐干露能力。     

摄食水平和温度对军曹鱼幼鱼生长及氮收支的影响

研究了不同摄食水平(从饥饿至饱食)和温度(21℃、27℃和33℃)对军曹鱼幼鱼(平均初始体重约10g)生长和氮收支的影响,并建立了生长-摄食/温度关系和不同摄食水平和温度条件下的氮收支方程。结果表明,在实验的温度范围内,军曹鱼幼鱼特定生长率均随摄食水平的增加呈显著增长趋势,生长-摄食关系在33℃时表现为线性相关,在27℃和21℃时表现为减速增长趋势,采用对数函数定量描述;在实验的摄食范围内(饥饿组除外),军曹鱼特定生长率随温度增加呈增长或先升后降的变化趋势,两者间的关系均采用二次函数定量描述。在实验的温度范围内,随摄食水平增加,军曹鱼幼鱼食物转化效率在水温33℃和21℃时呈增长趋势,在水温27℃时呈先升后降的变化趋势;在实验的摄食范围内(饥饿组除外),军曹鱼幼鱼食物转化效率随温度增加呈增长或先升后降的变化趋势,饱食时虽然食物转化效率最大值出现在33℃时,但方差分析显示33℃和27℃之间无显著性差异,其他摄食水平组在27℃时有最大值。在实验的摄食水平和温度范围内,军曹鱼幼鱼的排泄氮随摄食水平和温度的增加均呈显著增长趋势。     

莱州湾东岸三山岛段砂质海岸沉积物运移动力机制

通过对三山岛岸段冬夏重复的地形测量和表层沉积物的粒度分析,研究了其地貌特征与地形变化规律、沉积物类型、粒度特征、运移趋势,并探讨了沉积物运移的动力机制。结果表明:该岸段可根据1985黄海高程-1.2m(低潮水位)和-6.5m(闭合深度)平面划分为海滩、水下岸坡和浅海陆架三个地貌单元,各地貌单元表层沉积物分布规律与地形变化特征区别显著。其中水下岸坡和浅海陆架地貌单元主要受潮流作用,海滩地貌单元主要受波浪作用。在西向落潮流和西南向潮余流的作用下,水下岸坡地貌单元发育一个中等规模潮流通道-沙脊沉积系统。表层沉积物以向西运移的趋势为主,少数滞留于西部潮流沙脊处,与地形"东侵西淤"的变化规律相符,这些西向运移的沉积物最终离开研究区,补给莱州浅滩。     

利用温度链对南海内波振幅的观测

内波的实测资料一般为走航或者浮标布站观测得到的一个关于时间和空间的大面资料,将此资料进行滤波后,进行简单的数值处理,即可得到内波的振幅。但是这种资料较少,布控站位难度较大,成本也较高,是一种不易获取的资料。本文利用的温度链资料是一种获取简单,成本也较低的实测资料。利用温度链资料基于内波带动水质点上下波动的物理过程,进行内波振幅的计算,将会有较大的适用性。     

一种基于相对梯度法的海水温度分层模型

提出了一种以海表面温度为输入参数的海水温度分层模型。以2005—2012年的Argo气候态数据集与Argo浮标数据为基础,采用相对梯度法对海水温度垂向结构进行了分层,并据此获取了各层拟合方程所需的参数,包括:混合层深度、混合层梯度、温跃层上界深度、温跃层下界深度、深层大洋起始深度以及方程拟合系数。本文通过世界大洋数据库09版的CTD、XBT实测剖面数据对模型进行了检验。检验结果表明,该模型可以有效地对海水温度结构进行模拟,特别是400m以上的中上层大洋。模拟结果的总体均方根差(RMSE)为0.778℃,而在水深400m以上的中上层区域误差为0.494℃。     

Sea surface temperature and salinity reconstruction based on stable isotopes and Mg/Ca of planktonic foraminifera in the western Pacific Warm Pool during the last 155 ka

Changes in sea surface temperature(SST), seawater oxygen isotope(δ 18 O sw), and local salinity proxy(δ 18 O sw-ss) in the past 155 ka were studied using a sediment core(MD06-3052) from the northern edge of the western Pacifi c Warm Pool(WPWP), within the fl ow path of the bifurcation of the North Equatorial Current. Our records reveal a lead-lag relationship between paired Mg/Ca-SST and δ 18 O during Termination II and the last interglacial period. Similarity in SST between our site and the Antarctic temperature proxy and in CO 2 profi le showed a close connection between the WPWP and the Antarctic. Values of δ 18 O sw exhibited very similar variations to those of mean ocean δ 18 O sw, owing to the past sea-level changes on glacial-interglacial timescale. Calculated values of δ 18 O sw-ss refl ect a more saline condition during high local summer insolation(SI) periods. Such correspondence between δ 18 O sw-ss and local SI in the WPWP may refl ect complex interaction between ENSO and monsoon, which was stimulated by changes in solar irradiance and their infl uence on the local hydrologic cycle. This then caused a striking reorganization of atmospheric circulation over the WPWP.     

亚心形四爿藻生长与温度、盐度关系的构建

采用面心立方设计(CCF)研究了温度(16~32℃)和盐度(15~55)对亚心形四爿藻生长的联合效应。结果表明,温度与盐度的一次、二次效应及互作效应对亚心形四爿藻比生长速率影响都极显著(P<0.01),温度对亚心形四爿藻比生长速率的影响大于盐度。响应曲面法分析结果表明,当温度和盐度同时升高时,亚心形四爿藻比生长速率呈先上升后下降的趋势。构建亚心形四爿藻比生长速率与温度、盐度间的模型方程,模型的决定系数为0.987 3,拟合度极高;预测决定系数为0.882 4,表明可用于预测亚心形四爿藻比生长速率的变化。通过模型优化及验证实验,在温度、盐度组合为26℃/33时,亚心形四爿藻比生长速率达到最大值。