欧亚大陆湖泊记录和两万年来大气环流变化

159个湖泊地质记录提供了欧亚大陆两万年来大气环流变化信息。盛冰期北欧低湖面而地中海地区高湖面,反映冰流反气旋控制和西风带南迁。随着晚冰期冰流高压减弱、西风带回迁,南欧为低湖面而北欧低湖面范围减小。全新世早中期北欧阻塞高压发展,干燥炎热;南欧地区性季风环流加强,气旋雨增加。中国青藏高原至东西伯利亚高湖面,反映东亚季风扩张、季风雨以及高原对流雨增加。晚更新世以来湖泊所反映的西风带和季风环流变化,揭示了辐射异常和北半球冰流消长的动力控制。     

1980-2019年西北地区海拔依赖性变暖与雪雨比的关系研究北大核心CSCD

海拔依赖性变暖(EDW)及其机制是近年来的热点研究问题,目前对于中国西北地区EDW及其与降水相态变化之间的关系尚不清晰。本研究利用1980—2019年西北地区185个站点的日气温与降水数据,对西北地区EDW、雪雨比、降雪量、降雨量变化的关系进行了探讨。结果表明:①整个西北地区秋季、冬季存在EDW,年尺度不存在EDW。从空间分布来看,半干旱区夏季、半湿润区春季和冬季、青藏高原区冬季存在EDW,各气候区年尺度也不存在EDW。②西北地区在空间上雪雨比变化与海拔关系并不显著,只有半湿润区春季雪雨比下降速率随海拔升高而增大,其与EDW有显著的统计负相关。此外,半湿润区1000 m以下和1000~2000 m区间春季气温与雪雨比变化之间呈显著负相关关系。③西北地区在空间上降雪降雨量变化与海拔关系也并不显著,只有半湿润区1000 m以上春季降雪量下降率随着海拔升高而增大,其与EDW有显著的统计负相关。此外,半湿润区1000~2000 m和2000~3000 m区间春季气温与降雪量变化呈显著负相关关系,半干旱区2000~3000 m区间春季、青藏高原区各海拔区间春季、河西走廊及内蒙古西部1000~2000 m区间秋季、青藏高原区2000~4000 m区间秋季气温与降雨量变化呈显著正相关关系。西北地区EDW与降水相态变化之间存在复杂的关系,其相互作用机制存在明显的时空差异,还需要进一步深入研究。     

北半球陆地生态系统碳交换通量的空间格局及其区域特征

陆地生态系统通过植被的光合作用吸收大气中的CO_2,深入了解陆地生态系统碳吸收强度的空间变异及其区域特征对于准确地预测和评估全球碳收支以及制定高效的区域性生态系统管理政策具有重要的指导性意义。本文以ChinaFLUX的长期联网观测数据为基础,整合了北半球区域已发表的涡度相关文献数据,对北半球区域碳交换通量,即总初级生产力(GPP)、生态系统呼吸(RE)和净生态系统生产力(NEP)的空间格局及其区域特征进行综合分析。我们获取了233个通量站点,732条站点年数据。观测站点分布于亚洲、欧洲和北美洲,纵跨纬度2.97°N到74.47°N,横跨经度148.88°W到161.34°E。气候类型涵盖了热带、亚热带、温带、北方林、极地与亚极地以及高山气候类型。生态系统类型包涵了森林(107个站点)、草地(65个站点)、农田(33个站点)和湿地(28个站点)四大生态系统。研究结果得出:北半球陆地生态系统GPP和RE呈现出显著的随着纬度升高而线性降低的趋势,纬度每升高1°N,GPP和RE在空间格局上约减少22.9g C/m~2/a,而NEP的纬向变化规律不明显。森林和农田生态系统的GPP和NEP显著高于草地和湿地生态系统。RE则在森林生态系统最高,平均约为1185±641g C/m~2/a,而在其余生态系统间无显著差异。在亚洲、欧洲和北美洲3个区域之间,森林、农田和湿地生态系统的GPP,RE和NEP均无显著差异。仅在草地生态系统中,欧洲草地生态系统的GPP和RE分别为1472±473g C/m~2/a和1236±452g C/m~2/a,显著高于亚洲和北美洲。GPP,RE和NEP呈现出从温暖性气候区向寒冷性气候区逐渐降低的趋势,同时受到水分状况的调节,表现出在相同的温度带里,相对湿润的气候区具有更高的NEP。这些结果表明北半球陆地生态系统碳交换通量存在着空间变异性,但没有显著的区域差异,然而在不同气候区和生态系统类型间差异显著,这意味着北半球陆地生态系统碳交换通量主要受到温度和水分环境条件以及人类活动的共同影响。     

2004—2006年日本数值预报产品分析检验

本文利用吉林省气象台提供的2004年10月到2006年12月的日本数值预报产品的降水天气系统资料,通过系统性分类,并结合对应的降水填图资料,从不同季度、不同天气系统出发,以雨区范围、雨区位置、中心位置、中心强度、移速作为检验指标,对三年中日本数值预报产品的预报效果进行了系统性检验,结果表明：日本数值预报产品对吉林省降水系统的预报是比较稳定可靠的,其中以西风带系统为主,占总个例的65．0％,五项指标检验平均准确率达到68．6％。     

The Freezing Precipitation over the Middle-Lower Reaches of the Yangtze River during February-March 2009

In this paper, the authors analyze the quasistationary fronts, surface conditions, and atmospheric stratification processes associated with a freezing precipitation event over the middle-lower reaches of the Yangtze River, especially in the Dabie mountain during February-March 2009. The long duration of freezing precipitation was primarily caused by stationary and anomalous synoptic weather patterns, such as a blocking high pressure in the northern branch and a trough in the southern branch of the westerlies, which resulted in the encounter cold air from northern China and warm moisture from the south. The east-west-oriented, quasi-stationary front （or shear line） found in central China was mostly responsible for producing the precipitation. The warm layer and nearsurface frozen layer were located in the lower troposphere along the front zone. Although the warm layer （〉 0℃） existed along the whole front, a surface temperature less than 0℃ appeared only over the lower-middle reaches of the Yangtze River, especially in the Dabie mountain. Therefore, the surface temperature was the main influencing factor, as the freezing precipitation only happened over the Dabie mountain.     

季风爆发前后青藏高原西部改则地区大气结构的初步分析

通过2008年青藏高原西部改则地区季风前(FM)和季风爆发阶段(MJ)两个加强观测期的无线电探空资料发现: 青藏高原西部改则地区对流层顶以第二对流层顶为主。冬季多表现为双对流层顶或复对流层顶。到了夏季, 第一对流层顶 (极地对流层顶) 较少见, 基本只有第二对流层顶。季风前第一对流层顶高度为10752 m, 温度为219 K, 气压为245.2 hPa, 第二对流层顶高度16826 m, 温度为202 K, 气压93 hPa。季风爆发阶段, 第一对流层高度为10695 m, 温度229 K, 气压256.7 hPa; 第二对流层顶高度为17360 m, 温度198 K, 气压89.4 hPa。由两个观测期的月平均温度的升温情况可以判断出第二对流层顶温度夏低冬高, 第一对流层顶温度为夏高冬低。从小时的时间尺度上发现, 第二对流层顶的高度变化和对流层顶温度、气压、风速的变化均为反位相变化; 对流层顶升高时, 对流层顶气压、温度、风速、湿度随之降低, 反之也成立。第一对流层顶对地表向上的热量输送及云顶有很好的阻挡作用, 进而对大气加热有显著影响。从靠近地面的月平均风速均匀混合特征, 判断出季风爆发阶段改则地区边界层高度能达到3500 m左右。西风急流在高原改则地区有明显季节变化。冬季西风急流最强, 几乎没有东风带出现。季风爆发阶段西风急流逐渐离开改则地区并向高原北部移动, 在该地区表现为减弱。同时东风带逐渐北移到改则地区, 在该地区上空表现为逐渐增强, 并位于西风带之上。     

青藏高原北部冰前湖沉积记录的中晚全新世冰川活动

青藏高原的冰川为亚洲地区大多数人口提供了重要的水资源,研究青藏高原的冰川活动历史有助于预估未来气候变化条件下的冰川响应。本文通过对羌塘腹地布若错沉积物岩芯的粒度、元素以及总有机碳等指标进行分析,重建了该流域中晚全新世以来的冰川活动历史。结果表明,布若错流域在5.2~4.0 cal.ka B.P.期间,冰川退缩,气候相对温暖;然而,4.0 cal.ka B.P.以来环境逐渐变干,印度季风持续减弱;随着3.2 cal.ka B.P.左右大规模的冰川前进,布若错流域进入新冰期,并受到较强西风的影响,气候寒冷干旱;1.3 cal.ka B.P.以来,流域内冰川仍然维持着较大规模,然而湖面却略有升高,可能反映了西风带来了一定的降水。此外,该流域存在4次显著的冰川前进事件,它们分别发生在3.6~3.4 cal.ka B.P.、3.2~2.3 cal.ka B.P.、1.9~1.7 cal.ka B.P.和0.4~0.1 cal.ka B.P.。这4次冷期与青藏高原其他古气候记录对应较好,这种频繁发生的冷事件可能与太阳辐射的长期衰减以及太阳活动的周期性变化有关,热带辐合带的持续南退是季风持续减弱的重要原因;此外,中晚全新世北大西洋的气候变化通过增强的西风环流对该流域产生影响。     

柴达木盆地盐湖锂矿床成矿过程及分布规律

柴达木盆地盐湖蕴藏230×10~4t锂,集中分布在别勒滩、东西台等4个盐湖,占我国卤水锂资源总量~80%,战略资源地位不言而喻。近年来提锂技术及工程化研究倍受重视,而对盐湖锂矿成因和分布规律的了解凸显不足,锂矿资源流失严重与之不无关联。研究查明,昆仑山高温热泉群含锂泉水长期注入洪—那河,流入终端盐湖,蒸发富集成矿;锂的年输入通量748.8 t,结合区内盐湖锂矿总储量保守估算,成矿期始于14 ka BP之后;洪—那河早期主要流向别勒滩,在山前冲积扇向北推进、扇前河改道北流后,方才形成含锂河水当前分配格局。据此,破解了别勒滩锂矿在研究区储量最大的原由。还查明了锂矿床仅存在于别勒滩,而在达布逊等3个区段不能成矿的原因。阐明了锂的来源与新生代火山喷发岩、深部岩浆房、昆仑大断裂活动有关,以及含锂热水持续远程输送至盐湖成矿的地貌和水文气候动因。企业应当根据锂的分布规律和矿床特征,迅速转变钾肥生产模式。     

辽河三角洲不同干湿气候区参考蒸散发敏感因子时空变化

根据辽河三角洲19个气象台站1961~2010年气象观测资料,采用Penman-Monteith参考蒸散发计算方法,分析辽河三角洲半湿润区、半干旱区以及滨海干湿过渡区3个气候亚区参考蒸散发对平均气温、风速、相对湿度和太阳辐射的敏感性及其时空分异。结果表明：在半干旱区,敏感系数由大到小依次是相对湿度、风速、太阳辐射和平均气温;在半湿润区和滨海干湿过渡区,敏感系数由大到小依次是相对湿度、太阳辐射、平均气温和风速。不同气候亚区参考蒸散发对气象因子的敏感系数具有较大的差异和变化趋势。     

中国气候区划新方案

根据全国609个气象站1971-2000年的日气象观测资料,遵循地带性与非地带性相结合、发生同一性与区域气候特征相对一致性相结合、综合性和主导因素相结合、自下而上和自上而下相结合、空间分布连续性与取大去小等5个基本原则,在充分吸纳已有气候区划基本理论与区划方法的基础上,参照中国科学院《中国自然地理》编辑委员会制定的气候区划三级指标体系,对我国气候进行重新区划;结果将我国划分为12个温度带、24个干湿区、56个气候区。与先前区划方案相比发现:20世纪70年代以来,中国气候带、区的总体格局并未发生明显变化,但一些重要的气候分界线却出现了一定程度的移动。其中亚热带北界与暖温带北界均出现了北移,北方地区的半湿润与半干旱分界线也出现了不同程度的东移与南扩,同时中温带、暖温带、北亚热带和中亚热带的三级气候区也出现了一定程度的变动;这种变化可能主要是因为20世纪80年代以后我国大多数地区出现不同程度的增暖及北方一些区域出现干旱化而引起的;且与本区划所采用的资料站点和部分区划原则有一定更新有关。