太阳常数的微小变化在气候变化中的作用

将复杂的气候系统抽象为含有云辐射动态反馈过程的高度非线性气候模型,利用分岔理论,分析了该模型的平衡态及其稳定性。计算结果表明,云反照率反馈、地表反照率反馈和水汽反馈是气候系统呈现多平衡态结构的主要因素,是气候变化复杂性根源,而云放射率反馈对系统结构的影响,只有在强烈的水汽放射率反馈条件下才表现明显。较强的地表反照率反馈和水汽放射率反馈,均可在太阳常数仅有微小变化时就能导致全球气候突变。     

黄土潜水含水层深井抽水的井流特性分析

本文通过对黄土地区潜水含水层深井进行现场单井多落程抽水试验和双井抽水试验资料的整理分析,得到黄土潜水含水层深井抽水井流的一般规律,同时对水跃值的变化规律进行分析.     

Asymmetric seafloor spreading and short ridge jumps in the Australian-Antarctic discordance

The crenulated geometry of the Southeast Indian ridge within the Australian-Antarctic discordance is formed by numerous spreading ridge segments that are offset, alternately to the north and south, by transform faults. Suggested causes for these offsets, which largely developed since ~ 20 Ma, include asymmetric seafloor spreading, ridge jumps, and propagating rifts that have transferred seafloor from one flank of the spreading ridge to the other. Each of these processes has operated at different times in different locations of the discordance; here we document an instance where a small (~ 20 km), young (< 0.2 Ma), southward ridge jump has contributed to the observed asymmetry. When aeromagnetic anomalies from the Project Investigator-1 survey are superposed on gravity anomalies computed from Geosat GM and ERM data, we find that in segment B4 of the discordance (between 125° and 126° E), the roughly east-west-trending gravity low, correlated with the axial valley, is 20–25 km south of the ridge axis position inferred from the center of magnetic anomaly 1. Elsewhere in the discordance, the inferred locations of the ridge axis from magnetics and gravity are in excellent agreement. Ship track data confirm these observations: portions of Moana Wave track crossing the ridge in B4 show that a topographic valley correlated with the gravity anomaly low lies south of the center of magnetic anomaly 1; while other ship track data that cross the spreading ridge in segments B3 and B5 demonstrate good agreement between the axial valley, the gravity anomaly low, and the central magnetic anomaly. Based on these observations, we speculate that the ridge axis in B4 has recently jumped to the south, from a ridge location closer to the center of the young normally magnetized crust, to that of the gravity anomaly low. The position of the gravity low essentially at the edge of normally magnetized crust requires a very recent (< 0.2 Ma) arrival of the ridge in this new location. Because this ridge jump is so young, it may be a promising location for future detailed studies of the dynamics, kinematics, and thermal effects of ridge jumps.The U.S. Government right to retain a non-exclusive, royalty-free license in and to any copyright is acknowledged.     

跳出南海看南海——新特提斯洋闭合与南海的形成演化

本文总结了笔者参与基金委重大研究计划"南海深海过程演变"的研究成果。我们发现南海和青藏高原都是新特提斯洋闭合的产物,而非前人所说的南海是由青藏高原碰撞导致的中南半岛逃逸所形成。与青藏高原碰撞隆升机制不同,南海是新特提斯闭合后期弧后拉张的结果。新特提斯洋位于北边的欧亚大陆与南面的非洲、印度和澳大利亚板块之间,呈东宽西窄的喇叭型。在西部,新特提斯洋向北的俯冲可能在侏罗纪就开始了,局部形成了弧后盆。约130Ma前,由于凯尔盖朗等大火成岩省的喷发,新特提斯洋脊也开始向北漂移。由于新特提斯洋东部宽度较大,弧后拉张明显,形成了古南海。新特提斯洋闭合过程中一个重大事件是洋脊俯冲:从菲律宾经福建及两广到青藏高原,均有100Ma左右的埃达克岩产出,是洋脊俯冲的产物。其中,菲律宾、福建、广东埃达克岩形成了斑岩铜金矿床;而在青藏高原,埃达克岩虽有矿化,但没有形成大规模的斑岩铜金矿床。同时期,华南出现了一次短暂的大规模挤压事件,与洋脊俯冲契合。这次挤压事件可能导致了古南海闭合的开始。与此同时,青藏高原冈底斯出现高温岩石——埃达克质紫苏花岗岩;其北面有～110Ma短时间内发生的大规模花岗岩事件。考虑到板块重建的结果,这些埃达克岩和华南短时间挤压事件的时空分布显示新特提斯洋脊在约100～110Ma,近似平行于俯冲带俯冲到了欧亚大陆之下;其前片下沉,扰动软流圈,形成大规模岩浆活动;后片则缓慢后撤,于～80Ma形成了A-型花岗岩。这些A-型花岗岩多属于A2型,受到了还原性板块俯冲的影响而普遍含锡,形成了全球60%的锡矿。俯冲板片的后撤,导致了拉张,可以合理解释南海北缘的"神狐运动"。随着俯冲板片后撤,俯冲角度加大,形成新的弧后拉张,于～33Ma出现洋壳,形成了南海。青藏高原碰撞引起的物质向东、南、北等各方向逃逸,对东亚大陆的构造格局也产生了重要的影响,但是并非南海拉张的主要控制因素。到～23Ma时,东经九十度海岭的俯冲阻挡了青藏高原下方地幔物质向东南方向逃逸,改变了东亚构造格局。同时,由于该海岭俯冲产生的向北东方向的挤压,造成印支半岛向西南挠曲,导致南海洋脊产生向南的跃迁。     

MULTI-HIERARCHICAL STRUCTURE AND JUMP OF TEMPERATURE FOR THE GLOBE, CHINA AND YUNNAN OVER THE PAST 100 YEARS

An analysis has been conducted of the multi-hierarchical structure and jump of temperature variation for the globe, China and Yunnan Province over the past 100 years using an auto-adaptive, multi-resolution data filter set up in You, Lin and Deng (1997). The result is shown below in three aspects. (11 The variation of global temperature in this period is marked by warming on a large scale and can be divided into three stages of being cold (prior to 1919), warm (between 1920 and 1978) and warmer (since 1979). Well-defined jumps are with the variation in correspondence with the hierarchical evolution on such scale, occurring in 1920 and 1979 when there is the most substantial jump towards warming. For the evolution on smaller scales, however, the variation has shown more of alternations of cold and warm temperatures. The preceding hierarchical structure and warming jump are added with new ones. (2) The trend in which temperature varies is much the same for China and the Yunnan Province, but it is not consistent with that globally, the largest difference being that a weak period of cold temperature in 1955-1978 across the globe was suspended in 1979 when it jumped to a significant warming,while a period of very cold temperature in 1955-1986 in China and Yunnan was not followed by warming in similar extent until 1987. (3) Though there are consistent hierarchical structure and jumping features throughout the year in Yunnan, significant changes with season are also present and the most striking difference is that temperature tends to vary consistently with China in winter and spring but with the globe in summer and fall.     

艾比湖流域沙尘气候变化趋势及其突变研究

通过艾比湖流域5个气象站建站~2001年的观测资料,对艾比湖流域沙尘气候的变化趋势进行了分析。结果表明,气候发生了明显的变化,主要表现在气温升高,降水增多,但分布不均,沙尘暴、扬沙和大风日数稳定减少,但浮尘日数显著上升,风速分布发生了变化,大风日数的迅速减少还引起蒸发能力的减弱。艾比湖干枯的湖底盐漠面积与该流域沙尘总日数之间存在密切关系,艾比湖水域的伸缩而引发的荒漠化环境变化是造成该流域沙尘天气的主要因素。对艾比湖流域沙尘气候的突变检验结果表明,大风、沙尘暴、扬沙日数的减少和浮尘日数的上升是一种突变现象,这种突变与整个西北气候的变化和艾比湖流域沙漠化条件的变化存在一定的关系。     

近50年我国江淮流域气候变化

为了详实地了解江淮流域的气候变化和进一步做好短期气候预测,利用近50a气温和降水资料,从平均值和变率两方面研究了我国江淮流域的气候变化.结果表明:(1) 近50a来江淮流域气候变化的主要特征是气候变暖,与全国变暖的趋势一致;降水呈不显著的增长趋势.温度和降水由低基本态向高基本态过渡,目前均处于高气候基本态下;(2) 无论是温度还是降水,其变率随时间而变,目前均处于高气候变率时段,要注意高基本态和高变率结合易导致的高温、洪涝等极端气候事件;(3) 温度在1986年前后发生了一次突变,降水在1968年前后发生了一次突变.无论是温度还是降水,突变后均比突变前有所增加.根据突变分析可将江淮流域近50a气候变化过程划分为相对冷干阶段(20世纪50～60年代)-相对冷湿阶段(70～80年代)-相对暖湿阶段(90年代至今).     

汶川地震前地震连续波形资料中的异常信号

以汶川地震震中距800 km范围内169个地震台站在震前40 d的连续波形资料为研究对象,分析其记录的可能异常信号,得到了两类比较明显、影响范围较大的震前异常信号,按照信号波形形态称之为：1）纺锤状异常。在约63%的台站中出现,持续时间1.5~2 d,振幅绝对值大多为1 700 count,优势频率约为0.2 ~0.3 Hz。 2）突跳异常。在约15%的台站出现,在南北分量出现较多,持续时间大多在2 000 s左右,振幅大多±2 000 count,优势频率约为0.1 ~0.2 Hz。分析异常机制认为,纺锤状异常可能与台风影响有关,突跳异常可能符合较新的孤立波前兆解释。该研究结果有助于深入了解地震孕震过程和地震前兆异常信号的捕捉。     

我国北方干旱化趋势的预测

首先，利用小波分析法求出了我国北方三地区1951—1998年降水序列在32年尺度和16年尺度的可能突变年份；接着采用Yamamoto检验法确定了真突变年份；然后利用非线性统计一动力建模法求出了对应的旱涝跃迁时间；最后作出了旱涝趋势预测。结果表明：对于32年尺度，东北地区从1999年开始的偏旱将持续到2052年，华北地区从1965年开始的偏旱将持续到2010年，西北地区从1995年开始的偏旱将持续到2016年。对于16年尺度，东北地区从1999年开始的偏旱将持续到2025年，华北地区从1999年开始的偏旱将持续到2014年，西北地区从1995年开始的伯早将持续到2012年。三地区于1999年和2000年的预测结果与实况基本吻合。     

近45年哈密地区温度变化特征

利用1961-2005年近45年哈密地区6个站点的观测资料,分析了该地区的平均气温、平均最高气温、平均最低气温和平均日较差、炎热日以及寒冷日的年际、年代际的变化特征,同时对降水、云量等要素也进行了分析,揭示其与哈密地区温度变化的可能关系。结果表明,近45年来哈密地区气候显著增暖,平均气温在夏季增暖幅度最大,春季最弱。1990年代以后增暖趋势表现最明显,21世纪以来增幅最大。与平均气温变化趋势相一致,最高温度和最低温度也呈显著升高趋势,其中最低温度的升高幅度远大于最高温度和平均气温的升高幅度。哈密地区近45年平均日较差显著减小,这主要是因为最低气温的升高幅度大于最高气温的升高幅度。在全球增暖背景下,哈密地区的炎热日数显著增加,而寒冷日数显著减少。个别站的气温增温不明显,这与局地的降水、云量增加,日照减少有一定关系。此外,哈密地区冬季平均气温在1980年代中后期有一次明显的突变,突变时间晚于新疆其他地区5~6年左右,表明气候突变在不同地区会有不同的表现。