近千年东亚夏季风演变历史重建及与区域温湿变化关系的讨论

集成中国季风区石笋氧同位素记录的共同变化特征,初步建立了近千年10年平均的东亚夏季风演变序列。在10年尺度以上分析了东亚夏季风演变与其他气候要素变化之间的关系。主要结论有： 1)近千年来东亚夏季风演变可划分为中世纪时期(11～13世纪初期)的季风稍弱阶段,13世纪中后期至14世纪前半叶的季风较强时期,14世纪后半叶至17世纪的季风较弱阶段,自18世纪开始持续约200年的季风再次增强时期,以及20世纪初开始的季风逐渐减弱阶段。2)近千年来东亚大陆或北半球温度的变化虽然对东亚夏季风变化具有一定的影响,但东亚夏季风强度的变化并不总是取决于陆地温度的变化。3)近千年来东亚夏季风的强弱变化与降水变化在低频趋势上有良好的对应关系,在东亚夏季风增强的时期,中国东部降水较多,而在夏季风减弱时,中国东部降水趋于偏少。     

下半年Nino3区海表升温对东亚春季大气环流及山东春季降水的影响

通过分析下半年Nino3区(150º~90ºW,5ºS~5ºN)海表温度(SST)升高引起的次年春季500 hPa高度、850 hPa及200 hPa经向风的异常特征,发现下半年Nino3区显著升温,可导致次年春季热带和西北太平洋副热带地区的500 hPa高度场升高,即西太平洋副热带高压偏强、偏西、偏北,东亚大槽偏弱、偏东;巴尔喀什湖至贝加尔湖的高度场降低,即该地区经常有低槽维持;亚洲至西太平洋地区盛行纬向环流。我国东部沿海地区及邻近海域的偏南风加强,而我国东北和华北地区的偏北风偏弱。这种高度场与风场的异常恰与山东4月降水偏多年所对应的异常特征相吻合,即下半年Nino3区显著升温通过影响次年春季大气环流异常,进而影响山东春季降水。资料统计表明,下半年Nino3区显著升温,次年山东及我国中纬度东部地区春季尤其4月的降水往往偏多。     

热带西太平洋对风应力的斜压响应

发展了一个线性热带西太平洋两层模式,分别为混合层和温跃层,其密度、温度各不相同.利用这一模式分析了热带西太平洋对纬圈风应力的响应,求出西边界的解,以及解析地求得热带西太平洋温跃层厚度、洋流及海温分布.结果表明,热带西太平洋物理量的变异在El Nino/La Nina事件中起着重要作用,在温跃层中海温变化的振幅明显大于混合层,这从理论上支持了近年来的观测事实.     

重建与模拟中过去500年厄尔尼诺和东亚夏季风关系的年代际变化

在厄尔尼诺衰减年夏季,西北太平洋上通常会激发异常反气旋,并加强东亚夏季风。基于过去500年的重建数据,分析发现厄尔尼诺和东亚夏季风的关系并不稳定,而是存在年代际震荡。特别是在17世纪的小冰期,在厄尔尼诺衰减年的夏季,西北太平洋上空的环流表现为气旋异常。通过EOF分解发现,厄尔尼诺引起的东亚夏季风异常的年代际变化有两种主导模态：第一种是偶极子模态,表现为中南半岛和菲律宾群岛的负降水异常,以及中国东部降水增多;第二种是东亚地区表现为一致变化的均一模态。在厄尔尼诺衰减年的夏季,西北太平洋异常反气旋的年代际变化主要是由偶极子模态控制,且与有效太阳辐射呈正相关。在小冰期,太阳辐照度剧烈减少,从而导致衰减年的夏季西北太平洋出现气旋型异常。模式模拟可以重现重建资料得到的偶极子和均一模态,并且反气旋的年代际变化同样也是由偶极子模态引起的。从内部变率的视角来看,偶极子模态与类厄尔尼诺型的太平洋气候平均态有关。当关注于外部强迫的响应,尽管模式集合平均与有效太阳辐射表现为负相关,但是集合成员之间并不是完全一致的年代际变化,存在较大的方差。说明对于外强迫的响应,模式与重建资料仍存在一定的差异。

     

南海东北部末次冰盛期以来的水文气候变化

本研究以南海东北部MD18-3569孔（22°09.30'N,119°49.24'E;水深1320m）上部10.09m的沉积物为研究材料,利用浮游有孔虫Globigerinoides ruber壳体的氧同位素（δ¹⁸O_c）、Mg/Ca比值计算了表层海水剩余氧同位素（δ¹⁸O_residual）,重建了过去两万年以来（19.88~0.78 ka B.P.,时间分辨率约152a）的表层海水盐度演变历史,结合南海其他站位降水重建记录,分析了研究区的水文气候变化特征。研究表明：1）南海南部和北部δ¹⁸O_residual记录的长期趋势呈反相变化关系,即南海北部δ¹⁸O_residual在末次冰消期逐渐偏负、全新世以来逐渐偏正,指示海表盐度先减小后增大,而南海南部δ¹⁸O_residual则呈现先偏正、后偏负的变化特征。这种南、北反相变化关系表明末次冰消期过程中,随着北半球夏季辐射量逐渐增加,热带海洋上方的大气对流活动增强,包括南海南部在内的暖池区水汽蒸发及相关δ¹⁸O分馏增强,同时东亚夏季风增强、把更多蒸发水汽传输至东亚大陆,途中在南海北部产生更多δ¹⁸O偏轻的季风降水,导致研究区海表盐度降低、δ¹⁸O_residual逐渐偏负。2）在千年尺度上,全新世东亚夏季风于1.4 ka B.P.、2.7 ka B.P.、4.4 ka B.P.、6.2 ka B.P.、7.2 ka B.P.和8.9 ka B.P.共出现6次降水减少事件,平均间隔约1500年,与中国东部石笋δ¹⁸O记录的全新世千年尺度事件一致,可能受太阳辐照度变化影响。因此,末次冰盛期以来,研究区的δ¹⁸O_residual主要受夏季风降水影响。

     

热带对流和环流季内振荡强度与海表温度关系对比研究

利用外逸长波辐射(OLR）、风场和海表温度(SST)资料, 研究了热带大气季节内振荡(ISO)强度的季节变化特征, 发现热带印度洋和热带西太平洋区域是OLR和风场季内振荡最主要的共同活跃区。对比分析了OLR和风场季内振荡强度与海表温度异常之间的年际异常关系, 发现OLR季内振荡强度异常与海表温度异常之间存在显著局地正相关关系, 即在热带中东太平洋区域、热带西北太平洋区域和热带西南太平洋区域, 当海表温度正(负)异常时, OLR季内振荡增强(减弱),特别在冬春季节这一关系更清楚。除个别区域外, 风场季内振荡强度异常与海表温度异常不存在类似OLR的局地关系。OLR和风场季内振荡强度异常与海表温度异常之间局地和非局地关系的差异, 体现了两种要素特性的本质差异。但两种要素季内振荡强度在El Niño事件发展过程中的变化基本一致, 即在气候场中季内振荡活跃的区域, 事件发生之前季内振荡会增强, 并逐渐向东传播, 事件发生之后这些区域振荡减弱。     

日食一厄尔尼诺系数及其应用

通过比较本世纪以来的厄尔尼诺年和日食资料,发现了高纬（包括极区）日食与厄尔尼诺年之间存在着一定的因果关系。通过定义年日食一厄尔厄诺系数Ｒ１和累积日食一厄尔尼诺系数Ｒ２后,可以发现当某年的Ｒ１≥９或Ｒ２≥１０．５级时,则当年必为厄尔尼诺年,反之亦然．本文还提出了日食诱发厄尔尼诺现象的热一动力机制,并预测２０００年将是一个强厄尔尼诺年．     

基于遗传算法优化的ENSO指数的动力预报模型反演

基于NCEP/NCAR提供的1958～1995年全球月平均海温距平场再分析资料,采用动力系统反演思想和遗传算法途径,进行了El Nino/La Nina指数的动力预报模型的参数优化和模型反演,从上述海温资料中重构了Nino3海温距平指数的非线性动力模型.模型预报试验结果表明,遗传算法具有的全局搜索和并行计算优势能够客观、有效地反演海温指数的动力预报模型,对Nino3海温指数和El Nino/La Nina事件进行较为客观准确的预测,为El Nino/La Nina预测提供有益的研究参考.     

据赤道经向风剖面及岛屿站风资料诊断厄尔尼诺事件

据赤道经向风剖面及热带西太平洋岛屿站测风资料来诊断厄尔尼诺（ＥｌＮｉｎｏ）事件,试图从观测事实方面来跟踪与预测ＥｌＮｉｎｏ的发生。分析结果得出：气候监测公报中８５０ｈＰａ风指数对监测、诊断已发生的ＥｌＮｉｎｏ事件较好,但不能用来预测ＥｌＮｉｎｏ事件的发生,而热带西太平洋岛屿站月平均纬向风对ＥｌＮｉｎｏ事件的发生有一定的指示意义。从越赤道气流的演变特征进一步证明,ＥｌＮｉｎｏ事件对应于弱季风,而拉尼娜（ＬａＮｉｎａ）事件对应于强季风。     

江西地质科技辉煌成就50年

本文列举了新中国成立以来江西地质科技工作在基础地质,矿产地质,工程地质,水文地质,物化探,环境地质等方面取得令人瞩目的成就,对外科技交注与合作方面的丰硕成果的地矿事业５０年的历史巨变,歌颂了伟大的中国共产党,优越的社会主义制度和伟大的祖国。