华北汛期降水长期变化规律研究新进展

华北汛期降水的年代际减少,一直是气候学领域关心的重要课题之一。本文扼要回顾了华北汛期旱涝研究的最新代表性成果,主要包括华北汛期起讫的客观识别、华北汛期降水多时间尺度的变化特征、华北汛期降水变化与大气遥相关型的关系,以及华北汛期降水量增多趋势的停滞等。在此基础之上,归纳和总结了该领域需要继续深入研究的问题,如：华北汛期起讫时间的统一性;在华北汛期降水年代际变少的归因分析中,其年际振荡成分衰减的物理原因;华北汛期降水年代际变多趋势停滞的原因;华北汛期降水何时恢复增多等科学问题。     

中生代复杂构造体系的成矿过程与成矿作用——以华北大陆北缘西拉木伦钼铜多金属成矿带为例

西拉木伦钼铜多金属成矿带处于华北克拉通与中亚造山带的过渡区,是古生代古亚洲构造域与中生代西太平洋构造域的交汇部位。在中生代受多种构造体系的制约,如中亚造山带造山后期局部伸展、蒙古-鄂霍茨克俯冲-碰撞造山作用、古太平洋板块的向西俯冲和中国东部岩石圈减薄事件的影响等。西拉木伦成矿带成矿斑岩锆石U-Pb年龄和辉钼矿Re-Os同位素年龄资料显示,钼铜矿成岩成矿主要集中在260～220Ma、180～150Ma和140～120Ma三个时期。结合华北克拉通北缘构造演化历史,推测这三期成矿作用主要与造山后局部伸展、构造体系转折和陆内伸展(岩石圈减薄)过程有关,并相应建立了"车户沟式"、"鸡冠山式"和"敖伦花式"三类斑岩钼铜矿床成矿模式。进一步研究表明,岩石的酸碱性、岩浆来源、岩浆的氧逸度、岩浆演化方式、构造背景等因素,制约了成矿作用的专属性。     

The Exhumation History of North Qaidam Thrust Belt Constrained by Apatite Fission Track Thermochronology: Implication for the Evolution of the Tibetan Plateau

Determining the spatio-temporal distribution of the deformation tied to the India-Eurasian convergence and the impact of pre-existing weaknesses on the Cenozoic crustal deformation is significant for understanding how the convergence between India and Eurasia contributed to the development of the Tibetan Plateau. The exhumation history of the northeastern Tibetan Plateau was addressed in this research using a new apatite fission track (AFT) study in the North Qaidam thrust belt (NQTB). Three granite samples collected from the Qaidam Shan pluton in the north tied to the Qaidam Shan thrust, with AFT ages clustering in the Eocene to Miocene. The other thirteen samples obtained from the Luliang Shan and Yuka plutons in the south related to the Luliang Shan thrust and they have showed predominantly the Cretaceous AFT ages. Related thermal history modeling based on grain ages and track lengths indicates rapid cooling events during the Eocene-early Oligocene and since late Miocene within the Qaidam Shan, in contrast to those in the Cretaceous and since the Oligocene-Miocene in the Luliang Shan and Yuka region. The results, combined with published the Cretaceous thermochronological ages in the Qaidam Shan region, suggest that the NQTB had undergo rapid exhumation during the accretions along the southern Asian Andean-type margin prior to the India-Eurasian collision. The Cenozoic deformation initially took place in the North Qaidam thrust belt by the Eocene, which is consistent with the recent claim that the deformation of the northeastern Tibetan Plateau initiated in the Eocene as a response to continental collision between India and Eurasia. The immediate deformation responding to the collision is tentatively attributed to the pre-existing weaknesses of the lithosphere, and therefore the deformation of the northeastern Tibetan Plateau should be regarded as a boundary-condition-dependent process.     

Subsurface Water Masses in the Central North Pacific Transition Region: The Repeat Section along the 18° Meridian

A repeat hydrographic section has been maintained over two decades along the 180° meridian across the subarctic-subtropical transition region. The section is naturally divided into at least three distinct zones. In the Subarctic Zone north of 46°N, the permanent halocline dominates the density stratification, supporting a subsurface temperature minimum (STM). The Subarctic Frontal Zone (SFZ) between 42°–46°N is the region where the subarctic halocline outcrops. To the south is the Subtropical Zone, where the permanent thermocline dominates the density stratification, containing a pycnostad of North Pacific Central Mode Water (CMW). The STM water colder than 4°C in the Subarctic Zone is originated in the winter mixed layer of the Bering Sea. The temporal variation of its core temperature lags 12–16 months behind the variations of both the winter sea surface temperature (SST) and the summer STM temperature in the Bering Sea, suggesting that the thermal anomalies imposed on the STM water by wintertime air-sea interaction in the Bering Sea spread over the western subarctic gyre, reaching the 180° meridian within a year or so. The CMW in this section originates in the winter mixed layer near the northern edge of the Subtropical Zone between 160°E and 180°. The CMW properties changed abruptly from 1988 to 1989; its temperature and salinity increased and its potential density decreased. It is argued that these changes were caused by the climate regime shift in 1988/1989 characterized by weakening of the Aleutian Low and the westerlies and increase in the SST in the subarctic-subtropical transition region. This revised version was published online in August 2006 with corrections to the Cover Date.     

鄂尔多斯地块—扬子地块深部电性结构特征及其动力学意义

位于青藏高原东北缘的秦岭造山带在大地构造上南接扬子地块、北接华北地块,是特提斯构造域和古亚洲洋构造域的转换带。本文基于对一条起始于扬子地块,穿过秦岭造山带和鄂尔多斯地块,到达河套地堑的南北向大地电磁测深剖面的研究,探讨秦岭造山带和其北侧的鄂尔多斯地块、南侧的扬子地块之间的接触关系,以及青藏高原物质东北向逃逸等地学问题。对实测数据进行了张量阻抗分解和维性分析等工作,并对剖面进行了二维反演,获得岩石圈电性结构模型。根据电阻率模型认为:在秦岭造山带北部发现大规模"瓶颈状"分布的低阻异常体(C2),可能为华北、华南地块双向俯冲前缘地幔物质的上涌通道,或者是青藏高原中、下地壳物质沿秦岭造山带中构造薄弱位置向东逃逸的通道;在秦岭造山带和大巴山弧形带边界处发现南倾的低阻异常(C1),解释为大巴山弧形带北缘的逆冲断裂在电性上的反映;电性结构模型中,扬子地块高阻异常体(R2、R3和R4)向北倾斜至秦岭造山带下方,而北部鄂尔多斯地块的高阻异常体(R5和R6)向南倾斜至秦岭造山带下方;高阻异常通常被认为是稳定岩石圈的反映,据此推断这两组相向俯冲至秦岭造山带下方的高阻异常是华北地块和扬子地块向秦岭造山带下方汇聚的电性结构探测依据;鄂尔多斯地块南、北电性差异较大,北部中、下地壳大规模分布电阻率值在3～100Ω·m之间的低阻异常体,可能为地幔上涌导致的局部熔融或含盐流体共同作用的结果。     

澳大利亚冷空气活动对西北太平洋热带气旋生成的影响

利用1980—2012年NCEP/NCAR再分析资料及中国气象局的最佳台风路径资料,研究澳大利亚冷空气活动对西北太平洋热带气旋生成的影响。研究发现,北半球夏季925 h Pa经向风超过6 m/s的频数在澳大利亚东北部海域最高,达40 d/a。为此,确定澳大利亚冷空气侵入南北半球低纬的关键区为澳大利亚东北部所罗门海地区,并用该区域经向风风速定义了一个澳大利亚冷空气活动强度指数。该指数与越赤道气流及赤道西风都有很好的相关关系,还与同期的SOI(Southern Oscillation Index,南方涛动指数)显著相关。当SOI偏低(高)时,关键区经向风风速偏强(弱)。合成分析和相关分析结果表明,澳大利亚冷空气活动强、弱年西北太平洋热带气旋生成的位置的变化与季风槽的变化一致,西北太平洋热带气旋生成总数则无显著差异。澳大利亚冷空气活动强年季风槽偏强偏东,热带气旋生成位置偏东偏南;而弱年季风槽偏弱偏西,热带气旋生成位置偏西偏北。低层涡度场、水汽输送、风垂直切变以及低纬地区对流活动的分布表明,澳大利亚冷空气活动强年有利于热带气旋生成位置偏东、偏南;弱年偏西、偏北。     

北印度洋—南海海面风速和有效波高的年代际变化

采用1958年1月—2001年12月ECMWF ERA-40的10m风场资料,以及由该风场资料驱动WAVEWATCHⅢ得到的北印度洋—南海海域44a的海浪场资料,通过EOF分析、正交小波分析和M-K检测方法,分析了北印度洋—南海海域海面风场和有效波高的年代际变化特征。结果表明：北印度洋—南海海域存在3个大风、大浪区,其中亚丁湾以东洋面风力最强,有效波高最高;表面风场和有效波高存在35、15和3a的主周期变化,并自20世纪70年代中期以来,年平均风场和有效波高均存在明显增强趋势,1977年为突变起始年;年平均海表10m风速和有效波高随时间增大主要是由冬季和春季海表10m风速和有效波高随时间增大引起的;冬、秋季海面风场与有效波高的年际、年代际变化周期较一致,冬季以35～40a的周期为主,秋季以11～12a的周期为主。     

海草床鱼类群落结构的时空变化及其在热带海草床中的育幼

本文以印尼北苏拉威西东部的潟湖为对象,研究了热带海草床鱼类群落的种类组成和时空变化。研究发现当地鱼类的香农-威纳指数在1.57-3.69之间多样性相对较高。在科水平,天竺鲷科的丰度（8.27 ind./（100 m²））和生物量（28.49 g/（100 m²））最高。在物种水平,侧带天竺鲷（Apogon lateralis）的丰度最高,环纹圆天竺鲷（Sphaeramia orbicularis）的生物量最大。对于物种的空间变化,潟湖湖顶、湖中和湖口首先聚类在一起,这可能是由于基质类型引起的。干季和湿季的鱼类种类、丰度和生物量均比转换季高,这可能是由较强的季风造成的,强季风为鱼类提供了更适宜的环境和食物。93.1%的鱼类的最大体长小于它们的性成熟体长,暗示了海草床是很多鱼类的育幼场。因此,保护海草床对渔业和资源的可持续利用至关重要。     

柴北缘托莫尔日特地区变基性火山岩年代学、地球化学特征及地质意义

托莫尔日特-赛坝沟蛇绿混杂岩带位于柴北缘结合带东段,对该蛇绿混杂岩带中的变火山岩进行了系统的年代学及岩石地球化学研究。结果表明,变基性火山岩SiO₂含量为47.78%～50.01%,MgO含量为4.52%～9.36%,~TFeO含量为8.00%～14.94%,K₂O含量为0.04%～0.80%,Na₂O含量为1.02%～4.20%,具典型的拉斑玄武质岩浆特征。微量元素上表现出轻稀土元素弱亏损,富集大离子亲石元素,亏损Nb、Ta等高场强元素特征,表明该基性岩很可能形成于弧后盆地环境。LA-ICP-MS锆石U-Pb测年结果显示,变基性火山岩年龄为480.1±1.8 Ma。综合区域地质资料,认为原特提斯洋在早奥陶世已经开始了俯冲消减作用。     

根据烈度分布确定华北历史地震破裂区的经验准则及其应用

地震破裂区是地震时沿发震断裂带的同震错动面或破裂面在地表的垂直投影区域,指示了震源断层/破裂的位置与尺度。确定过去长期的强震/大地震破裂区是鉴别地震空区、研究与预测强震危险性的重要基础。对于现代强震,破裂区可运用多种现代技术方法确定,但对于历史强震,破裂区确定的方法需要探索与发展。以华北地区为例,研究利用烈度/等震线资料、结合地震构造与震区地表地质环境等信息确定历史强震破裂区的方法,并开展应用试验。结果表明:研究区现代地震破裂区延伸的烈度区间与极震区烈度、震区环境之间存在密切关系,基于这种关系建立了2条经验准则,可分别用于根据烈度分布确定华北2类震区环境(基岩区和厚层第四纪松散堆积覆盖区)历史强震破裂区的位置与延伸。文中还提出通过综合地震构造、现代小震/余震分布等信息,辅助确定历史强震破裂区横向宽度的思路与途径。作为应用试验,文中确定了5次历史地震的破裂区,结果表明本文发展的经验准则及相应方法适用于华北地区历史强震破裂区的确定。