古里雅冰芯气候记录对ENSO事件的响应

ENSO现象是一个产生于大尺度海-气相互作用的全球事件, 它是影响全球中低纬度大部分地区气候年际变化的一个重要的因子. 通过高通滤波法、累积异常法以及非参数检验等方法, 对古里雅冰芯中所记录的气候信息与ENSO事件进行相关分析表明, 在厄尔尼诺年, 古里雅冰芯中记录的降水量显著减少, 但对于δ¹⁸O而言, 虽然也在厄尔尼诺年偏低, 但未达到显著性水平.     

厄尔尼诺的三个调控器

在地球系统中,气候和构造活动是相互影响的.气候变化引起地表大规模的物质运动,是长期被忽视的构造运动的动力之一.构造运动改变了陆海分布的类型,又会引起全球气候类型的强烈变化.德雷克通道和环南极海冰的全球气候冷暖开关作用是最典型的事例.环南极海冰的扩大压迫南大洋的西风漂流和赤道辐合带北移,加强三大寒流,引发拉尼娜冷事件.     

Silver-Bearing and Associated Minerals in El Zancudo Deposit, Antioquia, Colombia

The occurrence and the chemical compositions of ore minerals (especially the silver‐bearing minerals) and fluid inclusions of the El Zancudo mine in Colombia were investigated in order to analyze the genetic processes of the ore minerals and to examine the genesis of the deposit. The El Zancudo mine is a silver–gold deposit located in the western flank of the Central Cordillera in Antioquia Department. It consists mainly of banded ore veins hosted in greenschist and lesser disseminated ore in porphyritic rocks. The ore deposit is associated with extensive hydrothermally altered zones. The ores from the banded veins contain sphalerite, pyrite, arsenopyrite, galena, Ag‐bearing sulfosalts, Pb‐Sb sulfosalts, and minor chalcopyrite, electrum, and native silver. Electrum is included within sphalerite, pyrite, and arsenopyrite, and is also partially surrounded by pyrite, arsenopyrite, sphalerite, and tetrahedrite. Native silver is present in minor amounts as small grains in contact with Ag‐rich sulfosalts. Silver‐bearing sulfosalts are argentian tetrahedrite–freibergite solid solution, andorite, miargyrite, diaphorite, and owyheeite. Pb‐Sb sulfosalts are bournonite, jamesonite, and boulangerite. Two main crystallization stages are recognized, based on textural relations and mineral assemblages. The first‐stage assemblage includes sphalerite, pyrite, arsenopyrite, galena and electrum. The second stage is divided into two sub‐stages. The first sub‐stage commenced with the deposition and growth of sphalerite, pyrite, and arsenopyrite. These minerals are characterized by compositional growth banding, and seem to have crystallized continuously until the end of the second sub‐stage. Tetrahedrite, Pb‐Cu sulfosalts, Ag‐Sb sulfosalt, and Pb‐Ag‐Sb sulfosalts crystallized from the final part of the first sub‐stage and during the whole second sub‐stage. However, one Pb‐Ag‐Sb sulfosalt, diaphorite, was formed by a retrograde reaction between galena and miargyrite. The minimum and maximum genetic temperatures estimated from the FeS content of sphalerite coexisting with pyrite and the silver content of electrum are 300°C and 420°C, respectively. These estimated genetic temperatures are similar to, but slightly higher than the homogenization temperatures (235–350°C) of primary fluid inclusions in quartz. The presence of muscovite in the altered host rocks and gangue suggest that the pH of the hydrothermal solutions was close to neutral. Most of the sulfosalts in this deposit have previously been attributed as the products of epithermal mineralization. However, El Zancudo can be classified as a xenothermal deposit, in view of the low pressure and high temperature genetic conditions identified in the present study, based on the mineralogy of sulfosalts and the homogenization temperatures of the fluid inclusions.     

ENSO年东亚夏季风异常对中国江、淮流域夏季降水的影响

利用Nio3指数,把ENSO循环不同位相的夏季划分为4类并进行聚类分析,发现ElNio发展期和LaNia衰减期可以聚为一类,其夏季淮河流域降水往往偏多,长江中下游降水偏少;ElNio衰减期和LaNia发展期可以聚为一类,其夏季长江中下游地区降水往往偏多,淮河流域降水往往偏少。而后对这两大类中的年份分别聚类和合成分析。结果发现,这次聚类的结果反映了强弱夏季风对江、淮地区降水的影响。这一方面表明ENSO循环的同一位相既可能对应强东亚夏季风也可能对应弱夏季风,另一方面表明ENSO循环通过影响东亚夏季风环流异常的范围而使雨带位置发生变化,东亚夏季风强弱主要使雨量多少发生变化。     

地球系统模式FIO-ESM v2.0对北太平洋年代际气候变化的模拟评估

数值模拟方法在研究长时间的气候变化上扮演着重要角色。一直以来,数值模式模拟年代际气候变化如太平洋年代际震荡（PDO）的位相转换存在巨大挑战。本文利用自然资源部第一海洋研究所研发的地球系统模式（First Institute of Oceanography-Earth System Model Version 2,FIO-ESM v2.0）145年（1870–2014年）历史气候模拟试验结果,结合再分析资料和另外两个地球系统模式结果,分析评估了该模式对太平洋年代际振荡的模拟能力。研究发现,FIO-ESM v2.0能够再现历史时期PDO的空间模态分布特征,其PDO指数具有10～30年的周期变化特征,同时于1960年以后能刻画出与再分析数据结果相近的PDO位相转变特征。研究表明,FIO-ESM v2.0能够较为准确地模拟出PDO的位相转变特征。另外,本文还评估了该模式对大气环流模态的模拟能力及其与PDO之间的关系,以及该模式模拟PDO的可能机制。该模式的PDO与大气环流的阿留申低压模态相关。进一步的分析表明,平流作用和热通量是关键年代际海域海温异常振幅的主要因素,而罗斯贝波西传时间则可能是影响PDO位相转变的关键因素。     

赤道太平洋西风爆发事件的时空特征

赤道太平洋西风爆发事件(简称“西风事件”)对厄尔尼诺有重要的触发作用。基于ERA-Interim和NCEP2(NCEP-DOE Reanalysis 2)风场资料以及OI(NOAA OI SST V2 High Resolution Dataset)海表面温度资料,本文对西风事件的时空特征进行了研究诊断,并初步分析了ENSO(ElNi?o-Southern Oscillation)对西风事件的影响。结果显示,西风事件发展初期主要集中在中西部太平洋,季节性变化表现为冬春季较强,夏秋季较弱。西风事件频次和强度都有一定的年际变化特征,其中中太平洋西风事件的强度与ENSO信号的关系更紧密。当Ni?o3.4指数大于1℃时,西风事件的频次和强度与ENSO信号相关性好;当Ni?o3.4指数小于1℃时,西风事件频次的随机性增加,但其强度仍受到赤道中东太平洋海温异常信号的制约。     

冬季北极涛动异常与新疆气温变化的关系

基于新疆96个气象站1961—2014年月平均气温、北极涛动指数和NCEP/NCAR再分析环流资料,分析了冬季北极涛动异常与新疆同期气温变化的关系及其影响。结果表明:冬季北极涛动指数与新疆冬季平均气温相关较好,42.7%的测站冬季气温与北极涛动指数的相关系数通过0.05显著性水平检验,主要集中在新疆北部地区。在冬季北极涛动指数偏强的7 a,新疆冬季气温偏高、偏低的概率分别为93.0%与6.3%;在冬季北极涛动指数异常偏低的14 a,冬季气温偏高、偏低的概率分别为41.5%和56.1%,偏低概率高于偏高概率。当冬季北极涛动指数偏强时,850 h Pa新疆及其北部广大区域盛行异常偏南风,不利于冷空气南下,新疆冬季气温高;反之,盛行异常偏北风,新疆冬季气温偏低。     

2008年和2012年冬季欧洲气候的差异及成因

2008年冬季（1月和2月）和2012年冬季均发生了较强的拉尼娜事件,但欧洲气候,尤其是西欧在这两年差异较大,2008年异常偏暖,而2012年却出现了极寒事件.诊断表明,大气环流异常是造成气候差异的直接原因.2008年冬季,北大西洋上空大气环流异常呈正位相的北大西洋涛动,有利于欧洲异常偏暖;2012年冬季,北大西洋和欧亚高纬阻塞的长期维持是西欧发生极端严寒的重要原因.通过数值试验,研究了前期海表热状况异常对大气的影响.结果表明：北大西洋海温异常能在一定程度上解释这两年欧洲各自的气候异常;尽管热带海温异常对2012年冬季的北大西洋环流形势和欧洲气候异常起一定的贡献,但不能解释2008年的情形;靠近欧洲的北极海冰异常偏少使得欧洲气候偏冷,对2008年的偏暖气候贡献为负,对2012年则有正贡献.     

中全新世和末次盛冰期北大西洋涛动变化及其与亚洲降水的联系:基于MPI-ESM模拟试验

本文利用古气候模式比较计划第三阶段(PMIP3)中MPI-ESM模式模拟输出, 采用主分量分析、回归分析、多窗谱分析等方法, 探讨了中全新世(MH)和末次盛冰期(LGM)北大西洋涛动(NAO)变化及其与亚洲降水的关系。结果表明:MH冬季NAO较现代有轻微增大, 南部高压中心东移; 而LGM冬季NAO明显减弱, 南北气压活动中心转为西南-东北走向。MH冬季强NAO信号可通过海洋记忆效应持续至夏季, 并以准静止Rossby波形式传至东亚地区, 导致乌拉尔山和鄂霍次克海阻高增强、贝加尔湖低压加深, 这种倒"Ω"流场增强有利于冷空气南下, 并通过热成风原理使得副热带西风急流增强, 急流南侧产生上升异常, 有利于该区降水产生; 而LGM时NAO减弱引起夏季倒"Ω"流场减弱, 冷空气南下弱于现代, 使得副热带西风急流减弱, 其南侧产生下沉异常, 最终抑制降水。因此, MH和LGM两阶段的NAO引起大气环流的变化可能对亚洲夏季降水产生影响。     

NAO在末次冰盛期和全新世对AMOC影响的对比研究

大西洋经向翻转环流(AMOC)的年代际变率对气候变化起着重要的调制作用。在现代气候背景下, 北大西洋涛动(NAO)加强能使AMOC增强, 但这种关系在更长时间尺度上是否成立尚不清楚。本研究利用TraCE-21ka模拟资料, 对比分析末次冰盛期(LGM)和全新世时期NAO对AMOC影响的异同。结果表明, LGM时期较全新世时期经向温度梯度偏强, NAO位置偏南, 这导致NAO与AMOC关系的不同: NAO的增强在LGM时期可以使AMOC增强, 而在全新世使AMOC减弱。具体地, 在LGM时期NAO的加强使北大西洋副极地气旋性环流增强, 其南支导致向北的高盐海水输送增加, 从而使北大西洋副极地区域密度升高, AMOC增强。与此同时, NAO正位相还能在中纬度激发异常的Ekman下沉流使AMOC加强。相反, 在全新世时期, NAO正位相导致北大西洋副极地地区气旋性环流减弱, 这导致中纬度向高纬度输送的高盐度海水减少, AMOC减弱。本研究表明NAO与AMOC的关系在很大程度上取决于不同气候背景下NAO的位置。