On the Differences and Climate Impacts of Early and Late Stratospheric Polar Vortex Breakup

The stratospheric polar vortex breakup (SPVB) is an important phenomenon closely related to the seasonal transition of stratospheric circulation. In this paper, 62-year NCEP/NCAR reanalysis data were employed to investigate the distinction between early and late SPVB. The results showed that the anomalous circulation signals extending from the stratosphere to the troposphere were reversed before and after early SPVB, while the stratospheric signals were consistent before and after the onset of late SPVB. Arctic Oscillation (AO) evolution during the life cycle of SPVB also demonstrated that the negative AO signal can propagate downward after early SPVB. Such downward AO signals could be identified in both geopotential height and temperature anomalies. After the AO signal reached the lower troposphere, it influenced the Aleutian Low and Siberian High in the troposphere, leading to a weak winter monsoon and large-scale warming at mid latitudes in Asia. Compared to early SPVB, downward propagation was not evident in late SPVB. The high-latitude tropospheric circulation in the Northern Hemisphere was affected by early SPVB, causing it to enter a summer circulation pattern earlier than in late SPVB years.     

从华北克拉通中、西部结构的区域差异性探讨克拉通破坏

详细的深部结构信息是深入认识华北克拉通显生宙改造和破坏的重要依据。基于密集流动地震台阵和固定台网记录的远震P波和S波接收函数资料,获得了跨越华北克拉通东、中、西部的3条剖面的岩石圈和上地幔结构图像,揭示了克拉通不同区域深部结构特征的显著差异。与东部普遍减薄的岩石圈(60～100km)相比,中、西部表现出厚、薄岩石圈共存的强烈横向非均匀性,既在稳定的鄂尔多斯盆地之下保留着厚达200km的岩石圈,又在新生代银川—河套和陕西—山西裂陷区存在厚度<100km的薄岩石圈,差异最大的厚、薄岩石圈仅相距约200km。岩石圈厚度在东、中部边界附近的约100km横向范围内显示出20～40km的迅速增加。岩石圈厚度的快速变化与地表地形从东向西的突然改变以及南北重力梯度带的位置大致吻合,并对应于地壳结构、地幔转换带厚度和660km间断面结构的快速变化。这种从地表到上地幔底部深、浅结构的耦合变化特征表明,东西两侧区域在显生宙可能经历了不同的岩石圈构造演化和深部地幔动力学过程。克拉通东部薄的地壳、岩石圈和厚的地幔转换带以及复杂的660km间断面结构可能与中生代以来太平洋板块深俯冲及其相关过程对这一地区岩石圈的改造和破坏有关;而中、西部存在显著减薄的岩石圈这一观测结果,并结合岩石、地球化学资料表明,克拉通岩石圈改造和减薄不仅发生在东部,而且可能影响了包括中、西部在内的更广泛的区域。岩石圈薄于100km的中、西部裂陷区可能与先前存在于岩石圈中的局部构造薄弱带相联系。这些古老岩石圈薄弱带可能经历了后期构造事件的多次改造,并在新生代印度—欧亚陆陆碰撞过程中被进一步弱化、减薄,最终造成地表裂陷。另一方面,中、西部总体较厚的地壳、岩石圈以及正常偏薄的地幔转换带表明,同太平洋深俯冲对东部的作用相比,包括印度—欧亚大陆碰撞在内的多期热-构造事件对该地区的构造演化影响相对较弱,不足以大范围改造和破坏高强度的克拉通岩石圈地幔根,从而造成了该地区现今岩石圈结构的高度横向不均匀。     

福建早侏罗世火山作用的动力学机制及大地构造学意义探讨

通过对福建早侏罗世火山作用的研究,对中生代大地构造演化提出了新的看法。研究认为华南地区的早中生代火山作用是印支运动后造山大陆裂解（伸展）形成的,与古太平洋板块俯冲无关;中侏罗世是区域中生代构造-岩浆活动性质发生重大变化的主要时期,由于古太平洋板块作用导致印支后造山裂解大陆的闭合,构造域转换发生在中侏罗世。中侏罗世太平洋板块往北西方向俯冲碰撞和持续挤压,早侏罗世的火山-沉积盆地逐渐开始闭合,开始从东西向特提斯构造域向北东向太平洋构造域的体制转换,在地球动力学体制上,由后造山阶段的伸展应力体制转换为挤压应力体制。     

三大自然区过渡带生境质量时空差异及形成机制——以榆中县为例

以地处三大自然区过渡地带的榆中县为案例,分析了1995-2015年县域及内部分区生境质量演变的时空特征,借助地理探测器模型分析并探索了生境质量影响因素及其机制。结果表明：① 全县生境质量变化保持稳定并略有提升,县域内部生境质量变化呈现出由南向北递减的三级梯度特征;② 全县生境质量的地带间与地带内差异均趋于缩小,北部黄土高原区持续加大,中部平原区连续下降,南部山区则先缩小后增大;③ 全县及县域内部的影响因素及机制因为地理尺度的差异而不同。自然环境变量对生境质量变化发挥着基础和关键性的作用,社会经济变量呈现出减小的态势,而政策调控变量对生境质量的影响则越来越大,各因子间的协同增强效应推动了生境质量的变化。     

青海湖流域土壤可蚀性K值研究

以土壤亚类为基础,依据青海省第二次土壤普查资料建立了青海湖流域土壤亚类理化性质数据库.使用Wischmeier建立的通用方程计算土壤可蚀性K值,利用三次样条函数插值方法转换不同粒径标准的土壤质地;分别使用土壤有机质含量和土壤最小饱和水力传导率来确定土壤的结构和渗透级别.根据计算结果,建立了青海湖流域土壤可蚀性的分级指标.结果显示,中等和高等可蚀性K值的土壤面积分别占流域土壤总面积的72.1%和15.5%,土壤易于侵蚀.使用Arc/Info对青海湖流域土壤地图进行数字化得到值的K空间分布图,分析了流域可蚀性K值的分布规律及其土壤沙化原因,这对青海湖流域水土保持及流域长期规划具有重要意义.     

1949—2014年影响山东的变性台风特征分析

利用1949—2014年上海台风研究所整编的热带气旋年鉴资料、常规降水、大风资料以及NCEP日平均（25°×25°）再分析资料,统计这期间所有影响山东的变性台风,并对这些变性台风时空分布的气候特征进行分析。结果表明：1949—2014年,共有80个变性台风影响山东。影响山东的变性台风变性地点主要在中纬度地区。变性台风的个数有明显的年代际变化和年变化,变性台风主要分布在夏季和秋季,春季和冬季比较少。台风变性地点分布与副热带高压分布还有西风槽的位置及等高线梯度有一定的关系。台风变性时存在明显锋区,锋区强,变性台风个数多,锋区弱,变性台风个数少。影响山东的台风变性后加强的有33个。斜压锋区、一定的冷空气、冷空气从中高层倾斜下沉入侵、高空正涡度平流及低层暖平流这些因子都有利于变性台风强度加强。     

THE USE OF SHEAR GRADIENT VORTICITY IN TROPICAL CYCLONE HEAVY PRECIPITATION PREDICTION: A HIGH-RESOLUTION NUMERICAL CASE STUDY

This study introduces a new dynamical quantity, shear gradient vorticity (SGV), which is defined as vertical wind shear multiplying the horizontal component of vorticity gradient, aiming to diagnose heavy precipitation induced by some strong convective weather systems. The vorticity gradient component can be used to study the collision or merging process between different vortexes or the deformation of a vortex with a sharp vorticity gradient. Vertical wind shear, another contributed component of SGV, always represents the environmental dynamical factor in meteorology. By the combined effect of the two components, overall, SGV can represent the interaction between the environmental wind shear and the evolution of vortexes with a large vorticity gradient. Other traditional vorticity-like dynamical quantities (such as helicity) have the limitation in the diagnosis of the convection, since they do not consider the vorticity gradient. From this perspective, SGV has the potential to diagnose some strong convective weather processes, such as Extratropical Transition (ET) of tropical cyclones and the evolution of multicell storms. The forecast performance of SGV for the numerical ET case of Typhoon Toraji (0108) has been evaluated. Compared with helicity, SGV has shown a greater advantage to forecast the distribution of heavy precipitation more accurately, especially in the frontal zone.     

“相空间”方法判断西北太平洋热带气旋变性适用性研究

大部分热带气旋进入中纬度地区都会发生向温带气旋的转变。这一变性过程会造成强降水和大风，并且移速增快，因此给中纬度地区造成很大的灾害。西北太平洋地区热带气旋变性是一个与中纬度系统相互作用的复杂过程，判断其变性与否是一个关键性问题。详细介绍了判定TC变性的“相空间”方法，该方法包含了三个参数：对流层低层热力对称性参数、高层热成风参数、低层热成风参数。使用“相空间”方法对2000—2007年间西北太平洋地区TC的变性过程进行统计分析，以验证此种方法在西北太平洋地区的适用效果。结果表明，“相空间”方法对判定西北太平洋地区TC有一定指示作用，但该方法作为业务应用还存在一定问题。     

大渡河流域面雨量时空分布特征及雨季转换指标

利用1961-2016年大渡河流域15个气象站逐日降水资料,采用算术平均法计算上、中、下游三个分段流域的面雨量,对其时空分布特征进行分析,计算流域内雨季开始及结束期。结果表明:(1)大渡河中、上游面雨量呈上升趋势,下游呈下降趋势,下游年降水量相对变率和极差最大,其次是中游,上游最小;夏季流域面雨量最大,占全年降水的50%~60%。5-9月流域面雨量在100~200 mm之间,11月至翌年2月在5~20 mm之间,流域内面雨量峰值出现时间由北向南延迟,上、中、下游相差近1个月。(2)依据雨季转换指标计算出的雨季开始及结束期比依据强降水计算的更稳定,大渡河流域下游进入雨季最早,其次是中游,上游最晚,而上游雨季结束最早,其次是中游,下游最晚,上、中、下游雨季持续时间分别为172 d、182 d和195 d。(3)当上游出现强降水时,中、下游很少同时出现强降水,当下游出现强降水时,中游经常同时也出现强降水。     

Phase Equilibria of Hornblende-Bearing Eclogite in the Western Dabie Mountain,Central China

The high-pressure (HP) eclogite in the western Dabie Mountain encloses numerous hornblendes,mostly barroisite.Opinions on the peak metamorphic P-T condition,PT path and mineral paragenesis of it are still in dispute.Generally,HP eclogite involves garnet,omphacite, hornblendes and quartz,with or without glaucophane,zoisite and phengite.The garnet has compositional zoning with X_(Mg) increase,X_(Ca) and X_(Mn) decrease from core to rim,which indicates a progressive metamorphism.The phase equilibria of the ...