Multi-isotope (Ba,C, O) partitioning during experimental carbonatization of a hyper-alkaline solution

Carbonates formed from hyperalkaline aqueous solutions at the Earth?s surface are known to bear the most extreme disequilibrium isotope signatures reported so far in nature. We present here the results for stable carbon (C), oxygen (O), and barium (Ba) isotope fractionation during the precipitation of witherite (BaCO₃) induced by the chemical absorption of atmospheric carbon dioxide (CO₂) into an aqueous hyper-alkaline solution (at 4° and 21?°C; 1?atm total pressure). Independent from temperature, the barium carbonate formation was associated with a substantial enrichment of the lighter C and O isotopes in the solid compared to the atmosphere (C, O), close to previous results found in experiments and nature. A new approach is introduced to explain oxygen isotope fractionation upon hydroxylation of CO₂. With Ba isotope enrichment factors between ?0.45 and ?0.53‰ (^138/134ε) or ?0.34 and ?0.40‰ (^137/134ε), respectively, the synthesized BaCO₃ displays the highest kinetic enrichment of the light Ba isotope in the carbonate solid reported so far.     

山西省降水规律特性研究

以降水的成因和来源为基础出发点,对山西省的降水发生发展和分布特点进行全面研究,分析其在时间和空间上的变化趋势和特点,对水资源根本基础进行深入探讨,为整个地区的水资源分析评价和水资源发展战略规划及水生态和水环境保护提供科学参考依据.     

喜马拉雅降水势能与剥蚀强度时空对应的定量研究

在活动造山带的研究中,剥蚀作用被认为与大气降水有着密切的关系,并且越来越 多的研究证据发现,气候因子在山脉的演化中承载了重要的影响力,降水被认为是活动造山 带剥蚀作用的动因。研究者用降水量和剥蚀强度的对应来阐释气候对山脉演化的制约。然而 也有学者提出反面例证来否定降水量与山脉剥蚀强度之间的耦合关系,进而否定气候因子在 活动造山带构造演化中的影响。由此而提出的科学问题是：降水究竟与剥蚀强度有没有关 联？降水怎样影响剥蚀强度,遵循怎样的机理？在详细分析活动造山带剥蚀作用过程和机理 的基础上,本文提出了降水势能的概念,在校验和整合TRMM 降水量数据与Etopo1 数字地貌 数据体之后,计算了喜马拉雅造山带的降水势能空间分布。同时,收集整理了喜马拉雅造山 带内已公开发表的磷灰石裂变径迹（AFT）年龄数据,以此为数据库获取了喜马拉雅剥蚀强度 时空分布格局。通过这两个数据体的定量分析,研究发现,喜马拉雅造山带内,剥蚀强度与 降水势能之间有很好的空间耦合性。这说明, 在喜马拉雅构造带, 现今的AFT 年龄空间分 布,是受气候作用主导的。进一步的研究发现,喜马拉雅带大约2.8 Ma 以来的AFT 年龄与现 今的降水势能秩相关性显著,且有局部最优的线性相关性,说明喜马拉雅带的剥蚀空间分布 受第四纪以来很年轻的地质历史时期的地表降水过程所控制。最新的气候样式决定了现今的 降水过程,控制了造山带剥蚀强度的空间分布。     

日以下尺度降雨随机模拟研究进展

目前我国作物生长、土壤侵蚀等应用模式发展很快,利用这些模式进行气候变化影响评价的研究逐渐成为热点,但日以下尺度降雨观测资料却严重不足,迫切需要针对我国复杂的气候条件建立日以下尺度降雨模拟模型,为应用模式提供更为精细的降雨资料输入。重点从次降雨事件的划分方法、次降雨事件模型的模拟过程、Bartlett-Lewis和Neyman-Scott点过程模型的模拟过程、参数估计、参数敏感性分析以及模型改进等方面综合概述了日以下尺度降雨随机模拟的进展,同时给出这几种模型的对比研究结果,从而为人们根据不同目的和条件选择不同模型提供借鉴。最后指出,结合点过程和次降雨事件等方法优点的混合模型——基于天气分型的随机模拟模型以及将统计与动力方法相结合的模拟模型,可能是未来降雨模拟的重要发展方向。     

1967—2008年青藏高原汛期不同强度降水日数变化

利用1967—2008年青藏高原68个台站逐日降水资料,按照《气象规范》对不同等级降水的定义,对青藏高原汛期（5—9月）不同强度的降水日数进行分析。结果表明：1967—2008年青藏高原汛期总降水日数及各强度降水日数均呈现出由东南向西北递减的空间分布特征,降水总日数和小雨日数以减少趋势为主,最显著的区域位于青藏高原东北...     

不同行星边界层参数化方案对新疆降水模拟的影响研究

使用NCEP-FNL全球分析资料作为WRF模式的初始场和边界场,利用该模式中6种行星边界层参数化方案对新疆进行2006年10月1日至2008年1月1日的模拟积分试验,重点考察模式在10 km水平分辨率下不同行星边界层参数化方案对新疆降水模拟的敏感性。结果表明:1）采用6种行星边界层参数化方案的模式都能较好地模拟出年、雨季总降水量的空间分布及月降水的季节循环。2）对于新疆整体来说,采用Grenier-Bretherton-McCaa（GBM）方案模拟雨季降水更接近观测,偏差在±30%以内。对于天山地区来说,采用Bougeault-Lacarrere（BouLac）方案模拟年降水更接近观测,偏差为－19.13%;采用GBM方案模拟中雨和大雨的TS评分最高分别为0.37和0.33,并且能够较好地模拟7月5次较大降水日中不同下垫面类型的昼夜降水,偏差在5 mm以内。3）BouLac方案能够较好地模拟天山地区年降水的时空分布特征,GBM方案更适合模拟新疆整体雨季期间降水。因此利用WRF模式开展新疆降水模拟研究时应考虑不同行星边界层参数化方案的适用范围。     

Improvement of 6–15 Day Precipitation Forecasts Using a Time-Lagged Ensemble Method简

A time-lagged ensemble method is used to improve 6-15 day precipitation forecasts from the Beijing Climate Center Atmospheric General Circulation Model,version 2.0.1.The approach averages the deterministic predictions of precipitation from the most recent model run and from earlier runs,all at the same forecast valid time.This lagged average forecast （LAF） method assigns equal weight to each ensemble member and produces a forecast by taking the ensemble mean.Our analyses of the Equitable Threat Score,the Hanssen and Kuipers Score,and the frequency bias indicate that the LAF using five members at time-lagged intervals of 6 h improves 6-15 day forecasts of precipitation frequency above 1 mm d-1 and 5 mm d-1 in many regions of China,and is more effective than the LAF method with selection of the time-lagged interval of 12 or 24 h between ensemble members.In particular,significant improvements are seen over regions where the frequencies of rainfall days are higher than about 40％-50％ in the summer season; these regions include northeastern and central to southern China,and the southeastem Tibetan Plateau.     

江苏降水长期趋势及年代际变化空间差异分析

根据江苏省60个气象站1961~2001年的逐月降水量资料，计算了逐月、季和年降水量距平百分率（RAP），以此研究了江苏降水的长期趋势和年代际变化特征及其空间差异。结果表明:全省平均降水量1、3、6月有显著的增多趋势，而4、9两月有显著的减少趋势；年降水量，南部增多，而北部减少；春季降水量大部分地区减少，夏季降水量主要是南部增多，北部减少，秋季大部分地区降水量减少，冬季全省降水量增多。4个年代年RAP符号变化，在江苏南部呈“--++”型，北部为“++--”型，中部则呈“+--+”、“+-+-”等过渡型。春季则在北方呈“-+-+”型，中部呈“+--+”型，南部呈“+---”型，徐州和盐城地区主要为“++-+”型。夏季RAP符号，主要分布型由北到南依次为“++--”、“+-+-”、“+--+”、“-+-+”和“--++”。秋季RAP符号全省绝大多数台站为“+-+-”型。冬季RAP符号在东部和南部大片地区为“-+-+”型，而西部则主要为“-+++”、“--++”、“-+-+”和“---+”型混杂。     

宇宙成因核素~(10)Be揭示的北祁连山侵蚀速率特征

山脉侵蚀速率的大小和时空分布信息是研究山脉构造—气候相互作用和地貌演化的关键切入点,其大小是受气候还是构造控制争论已久。宇宙成因核素10Be方法为从千年至万年尺度上定量研究流域平均侵蚀速率提供了一种先进和快捷的技术手段,为揭示侵蚀速率与现代气候和构造地貌因子的关系并进行相关分析提供了基础。利用该方法对北祁连山近现代侵蚀速率进行了研究。所采集的9个流域现代河沙样品,结合前人数据进行共同分析,结果显示该区侵蚀速率的变化范围为18.7~833 mm/ka,北祁连山中段的侵蚀速率约为323 mm/ka,该区侵蚀速率与降雨量没有明显的对应关系,但与流域平均坡度呈现很好的非线性关系,揭示坡度是该区侵蚀速率的最主要控制因素。通过对比北祁连山地表平均侵蚀速率和该区域的断层垂直滑动速率发现整体上该区域地表侵蚀速率要低于祁连山北缘断层的垂直滑动速率,反映了北祁连山正处于地形抬升和生长的过程之中。     

物理过程参数化方案对中国夏季降水日变化模拟的影响

系统地分析了不同陆面过程、辐射传输以及积云对流参数化方案对区域气候模式模拟中国夏季降水日变化能力的影响,发现日内最大标准化降水及其出现时刻的模拟对不同模式物理过程的组合方案敏感。陆面过程、辐射传输参数化方案只影响降水强度的模拟,而对降水日变化形式和峰值出现时间模拟的影响较小, 降水日变化形式的模拟对积云对流参数化方案敏感且与模拟区域的选择关系密切。Grell方案对青藏高原东部、长江中游地区夏季降水的日变化特征具有较好模拟能力,Kuo和Anthes Kuo方案较好地模拟出了东北、华南地区夏季降水的日变化特征,BM方案仅能模拟华南地区夏季降水的日变化特征。4种积云对流参数化方案均不能模拟出江淮—华北地区夏季降水日变化的双峰值结构。