东亚-太平洋遥相关型波列对夏季东北亚阻塞高压年际变化的影响

利用1980～1988年9年的观测资料,分析了夏季东北亚阻塞高压的年际变化及其与江淮地区夏季降水之间的关系,指出夏季东北亚阻塞高压具有十分明显的年际变化,同时它与江淮地区夏季降水之间存在着较密切的关系:当夏季东北亚阻塞高压频发时,江淮地区降水偏多;而当夏季东北亚阻塞高压维持日数少时,江淮地区降水偏少。为考察产生上述结果的原因,我们分析了全球海温异常,并利用合成的热带西太平洋海温异常模拟研究了热带西太平洋海温异常对东北亚阻塞高压形成和维持的影响。最后指出热带西太平洋海温异常引起的东亚-太平洋型遥相关波列是产生夏季东北亚阻塞高压的年际变化及其与江淮地区夏季降水之间关系的一个重要原因。     

晚第四纪西北太平洋风尘记录与冰期旋回的比较

西北太平洋两个柱状样沉积学、矿物学与环境磁学的综合分析表明 ,在排除了火山活动干扰后可以直接利用石英丰度、磁化率及非滞后剩磁等替代性标志 ,指示来自东亚大陆的风尘沉积 ,提取有关古大气环流的信息 .通过RC1 0 1 75柱状样的风尘记录与氧同位素曲线对比 ,发现全新世气候最佳期以及末次间冰期是风尘堆积量明显增强时期 ,与早期的认识并不一致 ,显示了海、陆风尘记录与全球冰期旋回之间以及气候与环境系统的内部存在相当复杂的非线性关系     

中国黄土高原的风积证据:晚新生代北半球大冰期开始及青藏高原的隆升驱动

据黄土高原最近 7.2Ma风积黄土 红粘土序列的磁化率曲线和沉积速率变化 ,并分别与赤道东太平洋δ18O曲线和北太平洋风尘石英沉积通量变化对比 ,将晚新生代北半球大冰期的发生、发展过程分为 :约 7.2～ 3.4MaBP的来临期 ,3.4～2 .6MaBP的初始期 ,2 .6Ma以来的大冰期 ;相应地将以冬季风和夏季风组合为特征的东亚季风形成演变过程分为 :冬、夏季风均偏弱的初显期 ,冬、夏季风同步增强的过渡期和冬、夏季风彼此消长的盛行期 .晚新生代全球构造隆升 ,尤其是青藏高原隆升以及与隆升有关的大气CO2 浓度的变化 ,在很大程度上控制着北半球大冰期的发生过程和东亚季风气候长时间尺度的变迁 ,其中约 3.4～ 2 .6MaBP时段青藏高原的加速隆升起着重要驱动作用     

南海北部中更新世0.78～1.0 Ma期间的陆源碎屑粒度记录

南海北部陆坡大洋钻探计划(ODP)1144站的高速堆积体为高分辨率的古环境研究提供了良好的材料。通过分析1144站陆源碎屑的粒径分布,高分辨率地(200a)研究了中更新世气候转型期(0.78～1.0Ma)东亚夏季风演变在南海北部的记录。结果显示,陆源碎屑的粒径比值(3.5～8.2μm)/(9～23μm)可以作为东亚夏季风演化的替代指标,高值代表强盛的夏季风。这个比值指示了夏季风在920ka时突然增强,表明中更新世转型以夏季风突然增强为起点,此后夏季风处于不断加强和减弱的循环状态,说明了中更新世气候转型是一个渐变的过程。东亚夏季风演化的强弱与北半球夏季日射量基本呈线性关系,显示东亚季风演化的天文驱动机制。频谱分析发现,夏季风演化存在3.3ka和1.2ka左右的千年尺度周期,且在转型前后千年尺度周期也发生变化,说明中更新世的气候转型不仅表现在轨道尺度的气候周期变化上,也体现在千年尺度气候波动的特征变化上。     

南海西南部海区近200ka来的动力环境与东亚古季风

包括南海在内的热带海洋是东亚夏季风的发源地,分析其动力环境特征的的演变历史,可提供东亚古季风活动的海洋证据。对取自该海区的NS93-5柱状样做了详细的粒度分析,结合氧内闰素地层结果、微体古生物观察统计和CaCO3测试资料,尝试采用高精度的粒度分析作为替代性指标,讨论近200ka以来的水动力及古生产力变化特征。结果认为,自末次盛冰期以来该海区的海洋动力环境发生了明显的变化,而在此之前则变化不显著,在倒数第2次冰期中由于夏季风作用致该局部区域上升流发育和海面温度偏高。古生产力变化规律一般是：在冰期较高,并呈稳定或上升趋势;在间冰期较低,出现下降现象。近200ka来的特殊情况出现于全新世早期,古生产力达到最高值。通过与黄土高原及其它地区的古季风环境对比,发现东亚古季风区内在全新世和末次盛冰期的遥相关较好,而在倒数第2次冰期中存在明显差别,说明在冬季风和夏季风的相互作用下,产生了特定时期内典型季风区的局部海洋区域性特征。     

早、中更新世东亚冬季风强度的快速变化

对黄土高原中部洛川黄土堆积进行了系统的粒度和磁化率测量,以黄土－古土壤中的粗颗粒组分,即＞３０μｍ颗粒的百分含量作为冬季风强度代用指标,根据一个独立的时间标尺,发现在１４５～１６５、２４０～２８０、３２０～３５０、３９０～４４０、６００～６４０、８６０～８９０、９００～９３０和１３３０～１４００ｋａＢ．Ｐ．东亚冬季风强度存在千年尺度快速变化的特征,冬季风加强事件的持续时间在１．４～７．２ｋａ之间,变化幅度也不相同;周期分析结果表明,这些古气候变化存在１．８９～４．０ｋａ之间的周期,由于时间标尺的精度还有待于进一步提高,在这里没有把冬季风强度变化与北大西洋沉积物记录的古气候事件进行对比,但是,实验结果证明在早、中更新世的某些阶段东亚冬季风强度存在快速变化的现象     

MRI-CGCM模式气候预测回报试验在东亚夏季的检验和降尺度订正

应用1979—2010年MRI-CGCM模式回报、NCEP/NCAR再分析数据和中国东部降水观测资料检验了模式对东亚夏季风的模拟能力,并利用模式500 hPa高度场回报资料建立了中国东部夏季降水的奇异值分解（SVD）降尺度模型。模式较好地模拟了亚洲季风区夏季降水的气候态,但模拟的季风环流偏弱、偏南,导致降水偏弱。模拟降水的方差明显偏小,且模拟降水的外部、内部方差比值低,模拟降水受模式初值影响较大。模式对长江雨型的模拟能力最高,华南雨型次之,华北雨型最低。模式对东亚夏季风第1模态的模拟能力明显高于第2模态。对于东亚夏季风第1模态,模式模拟出了西太平洋异常反气旋,但强度偏弱,且未模拟出中高纬度的日本海气旋、鄂霍次克海反气旋,导致长江中下游至日本南部降水偏弱。各时次模拟环流均能反映但低估了ENSO衰减、印度洋偏暖对西太平洋反气旋的增强作用。对于东亚夏季风第2模态,模式对西太平洋的“气旋-反气旋”结构有一定的模拟能力,但未模拟出贝加尔湖异常反气旋和东亚沿海异常气旋,导致中国东部“北少南多”雨型在模拟中完全遗漏。仅超前时间小于4个月的模拟降水能够反映ENSO发展对降水分布的作用。通过交叉检验选取左场时间系数可以提高降尺度模型的预测技巧,SVD降尺度模型在华南、江南、淮河、华北4个区域平均距平相关系数分别为0.20、0.23、0.18、0.02,明显高于模式直接输出。      

东亚原特提斯洋(Ⅰ):南北边界和俯冲极性

原特提斯洋是从新元古代Rodinia裂解到早古生代发育于滇缅泰/保山微陆块以北、塔里木-华北陆块以南的一个复杂成因的洋盆。长期以来对原特提斯洋的南、北边界及其早古生代末俯冲极性还存在争论,而这是恢复重建Pangea超大陆聚合前构造背景的关键。本文综合利用野外地质、构造、岩浆、沉积学、地球化学、构造年代学和层析成像等最新成果,以期界定原特提斯域的南、北边界位置,确定原特提斯洋边界俯冲极性。集成分析结果表明,北界为古洛南-栾川缝合线(或宽坪缝合线)及其直至西昆仑的西延部分;南界为龙木措-双湖-昌宁-孟连缝合线。原特提斯洋北部在华北-阿拉善-塔里木陆块泥盆纪向南俯冲并与冈瓦纳大陆北缘拼合过程中,形成了一个巨型弯山构造,现保存在祁连-阿尔金-柴达木地区的中国中央造山带内。原特提斯洋南部分支也可能在泥盆纪闭合,使得包括羌北、若尔盖、扬子、华夏、布列亚-佳木斯等在内的大华南陆块、印支陆块等也向南俯冲与冈瓦纳北缘发生了聚合。     

东亚和南亚夏季风对中国季风区径流深影响

为揭示中国东部季风区径流深对东亚和南亚夏季风变化的响应规律,建立了八大流域VIC(Variable Infiltration Capacity)水文模型以及应用了Mann-Kendall和局部加权回归分析(Locally Weighted Scatter Plot Smoothing, LOWESS)相关性检验方法,并分析了径流深系数空间变化情况。结果表明:东亚夏季风与径流深显著性相关范围要明显大于南亚夏季风,主要位于长江流域以北和松花江流域以南的广大地区以及华南部分地区,并分别成正相关和负相关;而南亚夏季风与径流深显著性正负相关的区域则分别位于华南地区及长江流域上游部分地区。此外,季风区径流深系数空间差异明显,易产流区主要位于长江流域及东南沿海地区,而黄河及海河流域则产流较难。因此,对东亚及南亚夏季风的研究可为预测中国东部不同地区的水文过程及水资源变化提供重要的科学参考。