中国区域气溶胶对东亚夏季风的可能影响(Ⅱ)：黑碳气溶胶及其与硫酸盐气溶胶的综合影响

 利用NCAR的新一代GCM CAM3.0模式耦合一个气溶胶同化系统,研究了中国区域黑碳气溶胶的直接气候效应。结果显示,中国区域黑碳气溶胶引起全球平均辐射强迫为0.13 W/m2,导致除了青藏高原和广西以外的中国大部分地区降温,其中东北、四川和内蒙古中北部降温最显著。由此造成海陆温差缩小,气压差降低,从而总体上使东亚夏季风减弱。但与硫酸盐气溶胶的影响相比,黑碳气溶胶使季风减弱的程度较小,长江中下游地区的降水有所增加。黑碳气溶胶加强了中国东南部地区的对流活动,这与硫酸盐气溶胶的作用相反。同时,探讨了中国区域硫酸盐和黑碳气溶胶的综合直接气候效应。结果表明,硫酸盐和黑碳气溶胶的综合作用与仅有硫酸盐气溶胶的情形十分相似,降水变化的区域也和硫酸盐的保持一致。     

东北区域暴雪天气分析及数值模拟

2007年2月14日和3月6日中国东北先后出现暴雪过程,降雪过程范围之广、强度之大都超出了有历史记录以来的极限,给国民经济和人民生活造成极大的损失.在收集大量降水、T213和地面高空气象报告等资料基础上,分析了东北东部这两场大暴雪过程的环流成因并利用GRAPES进行了数值模拟.这两次暴雪过程由于500hPa上空冷空气强度和入侵路径的差异,分别是由蒙古低槽东移和西南涡东北上(对应地面为蒙古气旋和江淮气旋)引起的,后者的天气形势与东北夏季暴雨的一种形势有很大的相似.GRAPES对这两次暴雪过程模拟的结果表明,不仅能够成功地预报天气尺度的主要环流形势演变和影响系统的移动路径,还能够预报出与主要降雪区域相对应的低空中尺度辐合系统,比仅用高空观测报告分析的结果有很大的改善;对降雪强度变化和落区移动状况也能够很好地作出预报,但是有时预报量有偏大的弱点.可以认为GRAPES提供的各种预报产品对日常业务实时应用是很有价值的.     

热带印度洋环流动力与季风相互作用研究进展

围绕中国科学院战略性先导科技专项"泛第三极环境变化与绿色丝绸之路建设"之子课题"热带印度洋环流动力与季风相互作用及其影响",从热带印度洋上层海洋环流、盐度变异对印度洋典型海气耦合过程的影响、印度洋海气相互作用及其对泛第三极水汽输送的影响方面回顾了热带印度洋环流动力与季风相互作用的研究进展.针对国内外研究发展的现状,提出热带印度洋上层经向、纬向、垂向流系间三维联动机制,海盆尺度热盐再分配对局地海-气模态变异的响应和反馈机制,热带印度洋典型海气耦合模态对泛第三极地区气候变化的影响机理等关键科学问题亟待解决.开展该子课题研究的最终目标是：全面认识和理解热带印度洋上层环流体系,加深印度洋海洋环流动力与海气相互作用及其对泛第三极经向水汽输送作用的理解,提高泛第三极地区气候预测水平,提升丝绸之路海上观测航道监测保障能力,从而为"一带一路"倡议和"21世纪海上丝绸之路"建设服务.     

闽中北短时暴雨概念模型

通过对福建中北部35个站1994～2001年97次暴雨过程的环流背景、影响系统等进行分析,将天气类型分为冷式切变(或槽)影响型、西南气流影响型、副高型(Ⅰ～Ⅱ型),归纳总结了各天气型的雷达回波源地、加强区域、路径、演变及降水特征,建立了天气图等常规资料与雷达回波资料相结合的闽中北短时暴雨3种概念模型。Ⅰ、Ⅱ型的降水强度总体相差不很大,有西南风急流比没有时降水强,Ⅱ型尤其明显,Ⅲ型降水强度最弱、持续时间最短。     

柴达木盆地东部尕海短钻岩芯记录的过去近400 a区域环境变化

干旱区湖泊沉积可以有效记录区域湿度变化及粉尘活动历史,位于柴达木盆地德令哈南部的咸水封闭湖泊尕海具有恢复区域环境变化的潜力.该地区的长序列环境演变研究已开展了较多的工作,但缺乏短尺度、高分辨率的近代以来的环境变化湖泊记录.通过对尕海深水区短钻岩芯放射性核素210Pb和137Cs的年代测定和沉积物各指标分析,认为尕海沉积物碳酸盐含量可以反映区域湿度变化;而粗颗粒组分(66.9μm)主要由风力搬运入湖,其含量可以指示区域粉尘活动历史.区域近400 a的环境变化可划分为3个阶段:1633 1750 AD:各指标出现大幅度波动,表现出该时期气候环境的不稳定和干湿交替,其中1650 1720 AD的变化波动尤为显著,这与太阳活动进入Maunder极小期存在一定的联系.1750 1950 AD:区域气候环境无明显波动,碳酸盐含量逐渐降低,湿度增加.1950 2010 AD:各指标变动剧烈,区域虽降水增多,但由于蒸发加强,湿度降低;1974 AD以后粗颗粒组分含量急剧上升,表现出高强度尘暴事件.     

东亚冬季风气候变异和机理以及平流层过程的影响

本文综述了近几年来关于东亚冬季风变异特征和机理方面的研究,特别对平流层过程对东亚冬季风和气候异常的可能影响作了回顾和进一步分析.东亚冬季风的变异除了季风强弱变化外,还有东亚冬季风的路径变化;研究表明,前者往往对应全国气温一致的变化,而后者可以引起我国气温的南北反相振荡,并导致东亚冬季风变异存在南北两个子系统.此外,进入本世纪后,东亚冬季风的建立推迟,并且东亚冬季风在盛期明显减弱,但冬季风活动在早春比以往要更为活跃,这些变化与冬季气温南北反相变化也有密切的联系.进一步的分析揭示出东亚气温的南北反相变化是东亚冬季风变异的主要模态之一,而且它与平流层极涡强度密切相关.当异常的平流层极涡向下传播时,可以引起对流层低层北极涛动(AO)的异常以及西伯利亚高压的异常,并在东亚地区出现南北反相的温度变化.有关东亚冬季风变异的成因研究表明,上世纪70年代中后期以后,热带厄尔尼诺—南方涛动(ENSO)的影响变弱,而中高纬的北太平洋涛动(NPO)和乌拉尔地区阻塞强度的影响显著增强,相关研究还揭示了这些变化的原因.此外,东亚冬季风在1987年以后的持续减弱主要与准定常行星波活动年代际变化有关,行星波活动通过波流相互作用可以影响AO以及西伯利亚高压和阿留申低压,从而导致冬季风异常.最后,本文还讨论了太阳活动11年周期变化对东亚冬季气候异常的可能影响和过程.     

我国青藏块体地区未来几年地震危险性分析

研究了我国青藏块体地区每一地震活跃幕里地震活动的主体地区、地震活动强度和地震活动持续时间,认为2008年四川汶川8.0级地震的发生可能意味着我国青藏块体自1995年或1997年开始的地震活跃幕已经进入后期,同时也意味着这一地区自1920年以来更长时间尺度里的地震活动期也进入了收尾阶段.未来几年青藏块体地震活动水平为7级...     

Alkaline Phosphatase Activity and Utilization of Dissolved Organic Phosphorus by Algae in Subtropical Coastal Waters

Alkaline phosphatase activity (APA) and the availability of dissolved organic phosphorus (DOP) to marine algae were determined in Xiamen Bay and in algal batch culture systems. Results showed that APA changed with seasons, increasing to the highest value in summer and decreasing to the lowest in autumn and spring in Xiamen Bay. Tests on natural populations of planktonic algae and bacteria community showed that algae were mostly responsible for DOP utilization, while bacteria could not take up DOP compounds. Results from algal batch cultures also supported the above conclusion. Relationships between APA and environmental factors indicated that APA was negatively correlated with phosphorus level such as phosphate and small molecular DOP, and APA played an important role in utilization of DOP by algae. All the results emphasized the ecological significance of DOP in subtropical coastal waters.     

开封断裂第四纪活动特征

开封断裂是郑州-开封断裂带的重要组成部分,也是黄河中下游平原的一条重要控制性断裂。利用浅层地震勘探发现,开封断裂为总体走向EW,倾向N的正断层;断裂分为东、西2支,断裂活动性具有明显的分段特征,东支活动性较西支强。钻孔联合剖面揭示开封断裂东支断裂上断点埋深27～35 m,根据地层年代学结果,其最新活动时间为晚更新世。研究成果为开封市城乡规划、重大工程选址和地震区划工作提供了重要的基础数据。     

超声波处理对微囊藻群体光合活性和沉降过程的影响

关注微囊藻群体在超声处理下光合活性变化及超声解除后的浮力恢复情况,可以为超声波控藻技术提供理论依据和数据支撑,具有重要的实践意义.本研究采用处理后水柱中叶绿素a浓度的垂向分布比例和叶绿素荧光变化情况分析微囊藻群体在超声波处理下的光合活性变化和沉降过程.结果表明,适量的超声处理(35 kHz、0.0353 W/cm~3)能在避免破裂藻细胞的同时,显著抑制其光合活性;60 s的处理造成了45.5%的光合活性被抑制.然而,在适宜生长条件下,所有实验组藻细胞中受抑制的光合活性均在24 h内恢复至对照组的80%左右.此外,在上述超声条件下,5 s的超声处理能使水柱中叶绿素a浓度在短时间内(0.5 h)的去除率达79.5%.然而,当处理时间小于30 s时,大于90%的沉降藻细胞可在超声解除后的72 h内恢复浮力上浮;而当处理时间延长至60 s以后,藻细胞基本丧失了上浮能力.通过分析发现,超声处理后微囊藻群体的粒径分布对藻细胞沉降及上浮过程起决定性作用,并且还发现微囊藻群体在超声处理时首先表现为藻细胞失去浮力下沉和光合系统受损,进而发生大群体振散.