高原季风特征及其与东亚夏季风关系的研究

利用ERA-Interim的位势高度场、温度场和风场再分析资料,计算了1988-2017年的传统高原季风指数(Trational Plateau Monsoon Index,TPMI)和动态高原季风指数(Dynamic Plateau Monsoon Index,DPMI),分析了高原季风的空间分布特征和时间演变规律,结合东亚夏季风指数(East Asian Summer Monsoon Index,EASMI),探讨了高原季风与东亚季风的关系。研究表明:(1)高原夏季风从4月开始形成,暖性低值系统在高原上生成;6月暖性低压系统中心形成并达到最强,此时高原夏季风强度也达到最大;10月暖性闭合低压系统向东北方向移动且强度也随之减弱并退出,高原夏季风结束。(2)DPMI和EASMI具有明显的年际变化特征,在关键年高原夏季风和东亚夏季风的强度表现一致。(3)中纬度受东亚季风所影响区域的位势高度场和青藏高原区域的位势高度场均处于同一正相关区域,而且超前两个月的DPMI同EASMI的相关系数最大,表明高原夏季风对东亚夏季风具有一定的指示意义。(4)东亚夏季风经圈环流受高原温度场变化的影响而移动,高原夏季风的低压系统与高原温度场关系密切。     

那曲高寒草地总体输送系数及地面热源特征

利用中国科学院那曲高寒气候环境观测研究站那曲/BJ观测点的野外观测数据,估算了青藏高原那曲地区典型高寒草地下垫面的热量和水汽总体输送系数以及地表大气相对湿度因子,在此基础上利用中国气象局那曲气象站1980-2016年的常规业务观测数据,采用总体输送法计算并分析了那曲高寒草地地表通量特征。研究结果表明:(1)那曲/BJ观测点地表大气相对湿度因子γ的数值在33%~62%,9月最大,2月最小,热量和水汽输送系数CH和Cλ的季节变化范围分别在1.6×10^-3~2.7×10^-3和1.0×10^-3~2.0×10^-3,两者存在较大的差异。(2)1980-2016年那曲高寒草地感热通量总体呈现减弱趋势,而潜热通量呈现增强趋势,导致地面热源变化趋势不明显;分阶段来看,感热通量的变化在2004年前后发生转折,转折点前后的趋势为先减弱后增加,潜热通量在1994-2005年下降趋势明显,这也导致地面热源在1995-2005年有一个明显的减少。(3)年内季节变化上潜热通量相较于感热通量更明显,地面热源的季节变化更依赖于潜热通量的季节变化。     

西北太平洋副高东西变动与西南地区降水的关系

西北太平洋副热带高压（简称副高）位置的异常变动对东亚和中国气候有十分重要的影响。为进一步认识副高东西变动对中国西南地区降水的影响,根据东亚—西北太平洋地区高低层大气环流的季节特征,选取700 hPa不同关键区区域平均相对涡度定义了一个新的表征副高位置东西变动的VORT指数。分析发现:该指数不仅能客观定性地表征副高反气旋环流位置的东西变动,而且能反映副高与东亚经向环流变化的关系,副高偏东（西）时,东亚呈负-正-负（正-负-正）经向异常波列。与其他副高指数相比,该指数能较好地反映夏季中国东部雨带位置的季节性移动,并与西南地区降水呈显著相关,对西南地区降水变化有指示意义。其中,6月和7月的相关非常显著,副高偏西时,6月四川西部和南部、云南中北部地区降水偏少,贵州大部降水偏多;7月四川北部和东部、贵州东北部降水偏多,而云南中部和西北部降水偏少,反之亦然。进一步分析还发现,副高与海温的关系与副高活动的位置有关,副高越偏北,与海温的关系就越弱。     

春季对流层温度的季内和季节以上分量对南海夏季风爆发的年代际变化的相对影响

南海夏季风爆发时间在1993/1994年出现显著的年代际提早, 探讨了大气要素场的不同时间尺度分量季节演变的年代际变异对南海夏季风爆发时间的年代际变异的相对影响作用。南海夏季风爆发时间的年代际提早与南海季风区对流层经向温度梯度季节性逆转的年代际提早有密切联系。南海季风区5月中对流层经向温度梯度年代际增强主要由季风区北部温度的年代际显著增暖造成。季内分量和季节以上分量对1993年之前南海季风区经向温度梯度逆转及加强时间偏晚的作用同等重要。经向温度梯度距平的季节以上分量主要源于季风区北部温度相应分量的贡献, 而季节内分量则主要由南部相应分量影响所致, 并由25~90 d分量所主导。季节以上分量对1994年之后南海季风区经向温度梯度逆转及加强时间偏早的贡献要大于季节内分量的贡献。经向温度梯度距平的季节以上分量和季内分量对总距平的正贡献都主要来自于季风区北部温度相应分量。两种季内低频分量对温度梯度季内分量的贡献率相当, 10~25 d分量主要由南海北部温度相应分量所主导, 25~90 d分量对总距平的正贡献也源自北部分量。准双周振荡分量对各年代南海夏季风爆发具有明显的触发作用。      

多因子和多尺度合成中国夏季降水预测模型及预报试验

根据青藏高原60个站平均的月积雪深度、热带太平洋Nino 3区月海温和中国160个站月降水量等资料,用小波变换和相关分析,分析了1958～1998年秋冬季青藏高原异常雪盖与El Nino-南方涛动(ENSO)的关系、多时间尺度变化的特征及其与中国夏季降水的相关型式.并取青藏高原积雪和Nino 3区海温的年际变化、年代际变化和线性趋势三种不同时间尺度的小波分量作为预报因子,对我国夏季降水距平作线性回归,建立了相应的预测模型.最后,利用1999～2002年的独立资料进行了预报试验,并在2003年和2004年应用于实际预报.研究表明,青藏高原雪盖与ENSO这两个物理因子彼此具有一定的独立性.它们都是多时间尺度现象,并与中国夏季降水有较好的关系.在不同时间尺度上不仅有不同的相关型式,而且相对贡献也有变化.回归预测模型的拟合情况和预报试验表明,综合考虑前期秋冬季青藏高原雪盖和ENSO这两个物理因子的年际变化、年代际变化和线性趋势作为预报因子建立的预测我国夏季降水距平分布的模型,有一定的预报能力.     

Lithofacies and stratigraphy of the Ordovician Guniutan Formation in its type area,China

The Lower to Middle Ordovician Guniutan (Kuniutan) Formation in the eastern Yangtze Gorges, China has been demonstrated to be similar to the ‘Orthoceratite Limestone’ in Baltoscandia with respect to facies, stratigraphic development and conodont biostratigraphy. Thus the ‘Orthoceratite Limestone’ appears to be a much more widely distributed and characteristically Ordovician facies than has hitherto been assumed. Five lithostratigraphic subdivisions of the Guniutan Formation are here defined in ascending order as the Nanya, Puxi, Wuguixi, Daping and Niangjiafang members. It is shown that these members, which represent considerable spans of time as indicated by their conodont stratigraphy, may be fairly thin but nevertheless regionally extensive. A new conodont zone, with Eoplacognathus crassus as the zonal fossil, is established to accommodate the precise dating of the Wuguixi and Puxi members. Microfacies data from the Guniutan Formation, available for the first time, show that its dominant component particles are sand-sized echinoderm and arthropod debris, as in the Baltoscandian ‘Orthoceratite Limestone’.     

Pedosedimentary development and palaeoenvironmental significance of the S1 palaeosol on the northeastern margin of the Qinghai-Xizang (Tibetan) Plateau

The S1 pedocomplex, correlated to Oxygen Isotope Stage 5 of the ocean cores, has been traced west of the Loess Plateau on to the extreme northeastern margin of the Qinghai-Xizang (Tibetan) Plateau in China. Detailed micromorphological analysis of closely spaced thinsections from the pedocomplex at this site provides the basis for reconstruction of the sequence of pedosedimentary processes and associated palaeoenvironmental changes occurring during this time interval. The six pedosedimentary stages identified are interpreted in terms of temporal variations in depositional rates, size of particles transported and availability of moisture for pedogenic alteration, as determined by changing balances in dominance of winter and summer monsoonal forces. Two main ‘soil-forming intervals’ are identified: the more extensive of the two in terms of resultant pedological features reflects pedogenic alteration at a relatively ‘stable’ land surface under a semi-arid climate during the later part of pedosedimentary stage 2. The other main period corresponds to pedosedimentary stages 4 and 5, when leaching and bioturbation processes were active at aggrading surfaces, leading to development of an accretionary unit without clear differentiation of horizons. Pedosedimentary stages 1, 3 and 6 were characterised mainly by rapid rates of coarse loess accumulation, with synsedimentary modification restricted to surface slaking and crust formation, and minor localised redistribution of calcite.     

南海北部浮游植物生物量的研究特点及影响因素

介绍了浮游植物生物量变化的研究方法。综述了南海北部浮游植物生物量在营养盐、光照、季风等理化因子影响下出现的变化特点。该海域生态环境复杂,由富营养的珠江口、沿岸带、北部湾和广阔的陆架及贫营养的开阔海区等不同生态区组成,因此浮游植物群落和生物量有其自身复杂的空间和时间变化特点。     

南海现代沉积物中正构烷烃碳分子组合特征及其指示意义

利用1998年6~9月南海海洋环境调查及1987年SO-50中德联合调查中所取得的资料,对南海沉积物中正构烷烃碳分子组合特征进行分析和研究,并将南海与渤海、黄海、东海现代沉积过程中的正构烷烃碳分子组合特征进行对比,结果表明:(1)南海北部沉积物中正构烷烃碳分子分布范围为nC15~nC33,双峰群,居前的低碳数主峰碳为nC19~nC22,居后的高碳数主峰碳为nC27,nC24以后奇碳的优势明显,OEP为2.13,nC23-/nC24 值平均为1.53,沉积物中陆源输入居多;南海南部沉积物中正构烷烃碳分子分布范围为nC15~nC33,呈双峰群,居前的低碳数峰群以nC19~nC23为主峰碳,居后的高碳数峰群以nC27或nC29为主峰碳,OEP为1.58,nC23-/nC24 值平均为2.15,沉积物中海洋生物来源居多。南海沉积物中正构烷烃碳分子为海洋和陆源两种有机质来源。(2)南海南部处于典型热带海洋环境,生物生产力较高,大量硅质、钙质生物在海域繁殖,生物效应降低了陆源物质的丰度。物源效应和生物效应的差异是南海南、北部现代沉积物的碳分子组合分布变化的主要原因。(3)南海现代沉积物各站位沉积物中正构烷烃的P r/Ph值基本小于1,说明沉积物沉积时为缺氧还原的沉积环境,但局部海域沉积环境具有较强的氧化性,沉积物在沉积过程中一定程度上受到涌升的南极底层水的影响。(4)南海与东海、黄海、渤海不同海域沉积物中正构烷烃碳分子组合特征对比可知,各海域沉积物均显示出物源效应。     

中国西部活动地块运动模型的建立及其运动学分析

中国西部的青藏和新疆地区现代构造变形活动非常强烈, 业已证实该区可以进一步划分为塔里木、 阿拉善、 天山、 柴达木和西藏5个活动地块。 利用GPS观测资料得到的中国大陆地壳水平运动的速度场, 借鉴全球板块运动模型的建模方法, 将其视为刚性的地块系统, 反演得到各地块相对欧亚板块运动的欧拉矢量, 进而求得各地块两两之间相对运动的欧拉矢量, 并计算出沿地块边界的相对运动速率。 结果显示, 与地块边界上的地震滑移矢量, 由地质学资料得到的滑移速率, 以及GPS数据本身均有较好的一致性, 从而也说明了将该地区划分为若干活动地块并视为刚性地块的合理性。