中中新世中亚构造抬升驱动气候干旱化：以塔里木盆地东南缘江尕勒萨伊剖面为例

中亚前陆盆地地层中氧同位素和孢粉,以及黄土高原和北太平洋粉尘记录均表明,中中新世(16~12 Ma)中亚地区气候干旱化显著增强。然而,对其驱动机制的认识不一,包括全球降温、中亚地区的构造抬升、高海拔的"原西藏高原"的存在、副特提斯洋的退缩以及上述几者联合作用的结果。不过,全球降温(约14 Ma)、"原西藏高原"的抬升(≥40 Ma)、以及副特提斯洋退缩的时间(34 Ma)与中中新世中亚气候干旱化增强的时间(16~12 Ma)不一致。因此,它们可能是导致中中新世中亚干旱化增强的重要边界条件,或者是有利的辅助条件,但没起直接的主导作用。对塔里木盆地东南缘江尕勒萨伊剖面的前期研究结果表明,阿尔金山快速抬升始于16 Ma。在获得了磁性地层年龄的基础上,前人的碳氧同位素数据指示了16 Ma江尕勒萨依地区气候干旱化逐渐增强。鉴于同时发生,笔者把16 Ma气候干旱化增强归因于此时阿尔金山的快速抬升。从更广范围看,中中新世中亚发生了广泛的的地壳缩短变形和造山运动。对中国黄土高原的红粘土以及北太平洋粉尘沉积的多指标分析(磁化率、粒径、粉尘通量以及物源等)表明,中中新世中亚构造抬升及其引起的雨影效应是中亚气候干旱化增强的主因。     

2001—2018年中亚干旱区地表水资源时空变化特征

基于2001—2018年长时间序列地表水遥感监测数据,提取中亚五国地表水面积信息,通过动态度法、变化斜率法和相关分析法揭示中亚五国地表水面积的时空动态变化特征并对其进行驱动力分析。结果表明：① 中亚五国地表水呈“北密南疏”分布特征,中北部地表水变化明显。近18 a来,季节水面积呈显著增加趋势,增加了133.55%,而永久水呈波动减少趋势,减少了17.27%。哈萨克斯坦地表水面积占比最大且变化也最为明显,其次是乌兹别克斯坦,其余三国无较大变化。② 2001—2018年,中亚五国全区季节水动态度为7.42%,并呈快-慢-快的增长趋势,而永久水呈增长-下降-增长的演变趋势,乌兹别克斯坦地表水变化最为活跃;北部边缘及图尔盖洼地、西部里海沿岸和咸海地区永久水面积显著减少而季节水显著增加,永久水向季节水转换现象明显。③ 中亚五国增温趋势不明显,降水呈减少趋势,人口、GDP和耕地均呈增加趋势。中亚五国地表水面积变化主要受社会经济因子的影响,气候因子对地表水的影响不显著。     

北半球平流层臭氧的时空分布特征

利用1963－1985年北半球的平流层臭氧观测资料，采用自然平交分解方法，初步分析了北半球、特别是东亚地区大气臭氧层的时空分布特征。结果表明：（1）北半球大气臭氧的空分间分布可能与下垫面的性能有关；（2）东亚地区大气臭氧的时间分布主要具有2年和11年变化的周期特征，这与太阳黑子的准2年和准11年变化有一定的对应关系；（3）北美地区的臭氧变化则主要包含4年和7年的周期变经成分。     

东南亚地震活动与b 值的时空分布特征

东南亚地区是“21世纪海上丝绸之路”（以下简称“海洋丝路”）的重要组成部分,该区历史上曾发生十余次巨大地震,地震及其次生地质灾害是威胁东南亚地区经济社会发展和国际合作的主要自然灾害。系统梳理该区地震活动的时空分布特征及评估未来灾害风险格局,对于推进“一带一路”倡议实施及区域经济社会可持续发展具有重要意义。文章基于东南亚地区1900年以来M≥5地震的时空分布统计分析和地震b值计算,揭示出该区的地震活动在时间上表现出活跃期与平静期交替变化的特征;空间上表现出明显的聚集效应,成丛性强且主要集中在5个地震统计区内,其中印尼—马来多岛弧盆系地震区和菲律宾群岛地震区的地震活动最为活跃。总体而言,东南亚5个地震区的b值偏低,在0.42~0.91之间。该区内的地震b值也存在时空差异,受大地震事件、俯冲带年龄、活动断裂带和震源深度等众多因素影响,但主控因素在不同区域有所不同。地震b值时空变化特征对区域地震活动预测具有启示作用。上述认识为推进“海洋丝路”工程建设和“一带一路”防灾减灾对策提供了科学支撑。     

中国与俄罗斯及中亚地区的贸易格局分析

作为上海合作组织成员国及丝绸之路经济带的重点区域,俄罗斯及中亚地区与中国经贸关系日益密切,对中国内陆开放及地缘政治安全具有重大意义。利用贸易强度指数、贸易互补性指数、出口集中指数等,对1992-2012年中国与俄罗斯及中亚地区的贸易发展历程及空间格局、进出口产品格局进行深入分析。结果显示双方贸易强度不断提升,且贸易互补性增强,同时俄罗斯及中亚出口产品种类明显增加。当前双方贸易格局呈现以下特点:俄罗斯及中亚形成了以资源类初级产品为绝对主导的出口产品结构,中国则以机械设备及纺织服装等为主;中国对其出口贸易格局是边境贸易与地区产业专业化格局叠加的结果,进口贸易格局则受边境贸易及能源需求格局的影响。     

基于遥感技术的近30年中亚地区主要湖泊变化

在全球气候变暖的背景下,研究中亚干旱半干旱地区主要湖泊的变化不仅对内陆水资源管理和可持续发展有着重要意义,也为进一步研究湖泊变化对气候变化和人类活动的响应提供基础。获取1978年MSS、1989年TM、1998年TM及2010年ETM的同季相4期遥感图像数据,通过人工解译提取中亚地区7个湖泊信息,获得近30 a的湖泊面积变化;利用T/P和Envisat雷达高度计提取1992—2012年的湖泊水位信息;基于湖泊面积和水位的时空变化特征分析了湖泊变化的影响因素。结果表明:近30 a来,由于湖泊类型的不同,除萨雷卡梅什湖外的其他6个湖泊均出现不同程度的面积缩减;其中,平原尾闾湖面积变化最显著,高山封闭湖相对平稳,吞吐湖泊的面积变化相对复杂;湖泊的水位变化模式因流域和湖泊类型而异;高山封闭湖泊受气候的影响较大,而吞吐湖泊受人为因素影响显著。     

Study of the climatological behaviors of Euro-Atlantic and West Asia blockings in the period of 1959–2018

In this study, comparison of blocking climatological behaviors is presented for the two periods of 1959–1988 and 1989–2018 in a part of the Northern Hemisphere including the Atlantic Ocean, Europe and West Asia regions. Blocking events were detected using a modified blocking index that is based on vertically integrated potential vorticity. By applying this index, the characteristics of detected blocking events such as frequency, duration, intensity and area were determined and compared for both the periods.According to the results, on average, 16 and 15 blocking events per year were identified in the first and second periods, respectively. The trend analysis shows that the number of blocking events in the period 1959–1988 was significantly decreased, while it was slightly increased in the period 1989–2018. Blocking activity was most prevalent from the eastern Atlantic through Europe to West Asia, but this longitude band exhibits a relatively eastward shift in the second period. In addition, the seasonal distributions are similar to those found in previous studies with the higher occurrence of blocking events during winter and autumn seasons and the lowest frequency in summer, as well as long-lasting events and greater intensity and extension in winter than the summer time, especially in the second period. These seasonal variations of blocking frequency may be due to synoptic scale eddies and planetary waves which are more active and stronger in the colder seasons than the other seasons. On the other hand, a comparison between the two periods shows that the blocking events tend to be more frequent over West Asia especially during summer in recent years. Although discrepancies between the two periods are not significant, they could be partly due to the impacts of climate change in recent decades.     

青藏高原与东亚地区暖季MCSs统计特征的对比分析

利用1996-2010年逐时红外云顶亮温(TBB)数据,对青藏高原(下称高原)和东亚地区暖季(3-9月)中尺度对流系统(MCSs)进行了普查,获得MCSs各项特征数据集;结合CMORPH降水资料对MCSs降水特征进行了分析,在此基础上又对高原和东亚地区的MCSs特征进行了对比分析.结果表明:(1)高原是东亚地区MCSs高频发生区域,高原MCSs的平均发生频次远高于东亚25°N以北地区,是东亚25°N以北地区唯一的MCSs活动高频区.高原腹地是高原地区MCSs发生的高频区,在31°N,88°E附近MCSs的发生频次最高.(2)高原地区 MCSs分布有明显的月际变化,春季主要出现在高原北部,夏季主要出现在高原中东部和南部.高原地区MCSs的月际变化特征与东亚地区基本一致,东亚夏季风是其月际变化的重要影响因子.(3)高原地区MCSs存在明显的单峰型日变化特征,但春、夏季日变化特征略有不同,高原MCSs的日变化较东亚地区更为显著.(4)高原地区MCSs的降水频次为5.6％,降水贡献率为10.1％,最大降水频次为12％,最大降水贡献率为27％;与东亚地区相比,高原的MCSs降水偏小.(5)高原地区的MCSs大多为向东移动且移速缓慢以及短生命史的MβCS,平均生命史为4.6h,平均面积约为11.2×10-1km2,平均移速为31.5 km·h-1,东移的MCSs占59.4％;与整个东亚地区的MCSs相比,高原的MCSs面积和尺度都较小,生命史略短且移速慢,云顶平均TBB和平均最低TBB均偏高.     

VARIATIONS OF CLOUD FRACTION OVER EAST ASIA UNDER GLOBAL WARMING CONDITIONS IN THE PAST 20 YEARS

Based on the variation of cloud fraction revealed by D2 Cloud Climatic Data of the International Satellite Cloud Climatology Project and trend analysis methods, the trend of different types of cloud fraction over East Asia during 1984-2006 is obtained. The analysis focuses on the relationship between temperature and different cloud fraction under the background of globe warming. The result shows a fluctuating decreasing tendency in the total cloud fraction, high-level cloud and low-level cloud over East Asia with the decrement being 2.24%, 1.65% and 1.68%, respectively, while the mid-level cloud increases by 1.07%. In addition, there are great regional differences in cloud fraction. Temperature and water-vapor content variation caused by the greenhouse effects over East Asia is the primary reason for the variation of cloud fraction. Over the Tibetan Plateau, the Bay of Bengal and the Intertropical Convergence Zone, the temperature is negatively correlated with high-level cloud, but positively correlated with mid- and low-level cloud. However, over the West Pacific and the ocean east and north of Japan, the temperature is negatively correlated with low-level cloud but positively correlated with high-level cloud.     

夏季索马里越赤道气流垂直结构的变化特征及其与东亚夏季风活动的关系

采用NCEP/NCAR和ERA40再分析月平均资料,对比分析夏季垂直尺度上五层(1000 hPa、925 hPa、850 hPa、700 hPa、600 hPa)索马里越赤道气流(SMJ)的时空演变特征。指出对流层中低层SMJ存在不同的垂直结构,且具有年际、年代际变化特征。夏季SMJ垂直结构主要呈现出全区一致、上下反相两种分布型(“A”型和“B”型),细分为一致增强型(“A+”型)、一致减弱型(“A-”型)、上弱下强型(“B+”型)和上强下弱型(“B-”型)。进一步分析指出,SMJ垂直结构与东亚夏季风活动关系密切,SMJ“A+”(“A-”)型垂直结构对应东亚夏季风偏强(弱),我国内蒙古东部、华北地区降水偏多(少);夏季SMJ“B+”(“B-”)型垂直结构对应东亚夏季风偏弱(强),我国江南、日本地区降水偏少(多)。