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.     

南极半岛Bransfield海峡6 kaBP以来的古气候变化及其对ENSO的响应

南极半岛是对全球变暖最敏感的区域之一,研究其全新世以来的气候变化有助于我们理解南大洋高纬地区的气候变化规律。通过中国第28次南极科学考察在南极半岛Bransfield海峡采集的D1-7岩心样品火山灰丰度统计、粗颗粒组分、粒度组分、硅藻海冰种等研究,重建了该岩心5.83 ka以来的古海洋与古气候变化。该岩心可识别出13个火山灰层,其主要来源于Deception岛,并与附近的火山灰记录有很好的对应关系。该区域粗颗粒组分和粒度组分指示了9次IRD事件(IRD 1-9,年龄分别为0.84、0.97、1.18、1.89、2.05、2.25、2.45、4.46和5.09 ka),在晚全新世,尤其是2.5 ka以来,频繁出现的IRD事件响应于ENSO活动的强弱,ENSO活动显著增强时,向南极半岛输送的水汽增多,进而使得南极半岛冰川不稳定性增加,融化速度加快,冰川的排泄增加。晚全新世3.5 ka以来,硅藻海冰种含量显著增多,指示海冰扩张;同时,分选级粉砂平均粒径的减小指示底流的减弱,反映了晚全新世以来南极半岛区域气候变冷,西风带北移。     

辽北辽河群碳酸盐岩碳-氧同位素特征及其地质意义

辽宁省关门山地区辽河群形成时代限于2.3～1.85Ga之间,辽河群关门山组白云岩的42件样品的δ13C介于3.5～5.9‰之间,具有明显的正异常特征,δ18O值为15.4‰～24.8‰,指示了对Jatulian事件的响应.其中,未遭受后期流体作用的35件样品的δ18和δ13C明显高于受到流体作用的7件样品,表明流体作用使碳酸盐岩δ18O和δ13C降低.在地质历史中,以2.33～2.06Ga时期的全球性δ13Ccarb正漂移最强烈,而辽河群强烈的δ13Ccarb正漂移现象指示辽河群沉积于2.33～2.06Ga之间.     

数字化区调系统(RGMAP)存在的问题及误差分析

数字化区调中,在PRB资料入库前的几个阶段,容易产生一些误差,这些误差累积起来会产生较大的误差,影响野外数据采集的质量和精度.从数字化区调过程中的几个阶段分析了误差产生的原因,重点介绍了因多路径效应造成GPS的点漂移,形成GPS点与实际位置间的误差.采用软件修正的方法能减小因GPS点漂移产生的误差,从而提高野外数据采集的质量和精度.     

深水环境下OBS的二次定位技术

在海洋环境下,OBS(海底地震仪)投放后,由于潮汐、涌浪以及海流等因素的影响而漂移,OBS资料处理的首要任务就是进行OBS的二次定位。深水环境下一般使用直达波二次定位技术,直达波定位的传统方法是采用网格节点法计算直达波线性动校正,计算工作量非常大。列举了OBS落点漂移的多种情形,模拟了不同情况下直达波的线性动校正曲线,分析了影响线性动校正曲线变化的各个因素,建立了判断落点方向的标准,提出了十字交叉法反演OBS落点位置,对实测资料进行落点位置反演,获得了准确的定位结果。此方法明显减少了计算工作量,可以快速获得准确的OBS落点位置。     

北极海冰与夏季欧亚遥相关型年际变化的联系及对我国夏季降水的影响

本文利用NCEP/NCAR等再分析资料和CAM3.1数值模式研究了夏季欧亚中高纬遥相关型年际变率与前期春季北极海冰变化的联系及其对我国夏季降水影响的可能机制.结果表明,夏季北大西洋-欧亚中高纬地区500 hPa位势高度场自然正交分解第二模态表现为"-+-+"遥相关波列,其中格陵兰岛-北大西洋和乌拉尔山地区为异常高空槽区所控制,而欧洲和贝加尔湖附近地区则为异常高压脊区,这种波列分布与欧亚中高纬EU型遥相关型十分类似.当遥相关波列为"-+-+"（"+-+-"）型分布时,前期春季巴伦支海北部和巴芬湾一带海冰偏少（多）,同期夏季巴伦支海北部一带海冰亦持续偏少（多）,同时在我国东北北部地区、长江和黄河之间地区降水明显偏少（多）.深入分析发现,巴伦支海北部和巴芬湾一带海冰偏少后,由于该地区湍流热通量明显偏强,在动力过程影响方面会形成异常Rossby波源,准定常Rossby波活动通量将向东亚地区传播,使得夏季欧亚中高纬"-+-+"遥相关波列出现.另外,海冰异常偏少后,在热动力过程影响方面,4-5月欧亚中高纬乌拉尔山-贝加尔湖以北地区积雪会出现"西少东多"偶极子型异常分布,其通过影响后期土壤湿度及下垫面热通量异常,也有利于夏季欧亚中高纬遥相关波列的维持.伴随着欧亚中高纬"-+-+"遥相关波列的出现,乌山阻塞高压偏弱,东亚槽偏浅,且亚洲副热带急流随之加强,贝加尔湖以北的副极地地区出现西风异常,东亚副热带急流北侧出现东风异常,贝加尔湖以南地区为异常反气旋控制,南下冷空气活动减弱.受到上述环流形势影响,我国东北北部地区、黄河和长江之间地区降水明显偏少.当巴伦支海北部和巴芬湾区域海冰偏多时,结论则反之.最后,基于春季海冰指数和晚春偶极子型积雪指数,我们建立了江淮流域夏季降水的预测模型,回报结果表明其对江淮流域夏季降水的年际变率具有较高的预测技巧.     

2010年春季南极固定冰反照率变化特征及其影响因子

2010年春季至夏季在中山站附近的固定冰面开展了固定冰反照率观测.在春夏过渡期,观测期间的表面反照率呈下降趋势,平均反照率从9月的0.80下降到12月的0.62,整个观测期间的平均值为0.70.雪厚是影响反照率变化的重要因子,融化前期的反照率受表面温度影响较大,干雪期反照率对表面温度并不敏感.降雪可通过增加表面雪厚和减小表面积雪粒径显著增加反照率,云层则可通过吸收入射太阳光中的近红外波段增加反照率,降雪和阴天反照率可比晴天观测平均增加0.18和0.06;吹雪则可通过改变积雪光学厚度导致反照率发生显著变化.受太阳天顶角变化和积雪变性的共同影响,晴天或少云时的反照率在上午随太阳天顶角呈准线性递减,下午则几乎不发生变化;最高值、最低值分别出现在凌晨和下午.本文提出了一组分别表述厚干雪、薄干雪和湿雪反照率日变化的参数化方案,通过太阳天顶角的线性函数隐式考虑进了积雪变性的影响.相比常数反照率方案,该参数化方案能有效提高对反照率日变化的估算能力.     

高分辨率遥感影像上居民地自动提取方法

提出了一种基于特征分解的无监督分割方法对高分辨率遥感影像中的居民地进行提取 该方法通过小波分解多尺度特征利用居民地内外部结构差异以及平均光谱辐射强度差异构成特征空间采用约束均值漂移算法进行特征空间自适应分解实现居民地自动提取 实验结果表明该方法能很好地消除高分辨率导致的影像高度细节化等因素对居民地提取的影响有效提取居民地     

兰州九州台“上粉砂层”黄土L9的剩磁记录特征研究

中国第四纪黄土-古土壤序列记录了距今2.6Ma以来丰富的古气候和地球磁场变化的信息。近年来的研究表明,松山反向极性期内沉积的“上粉砂层”黄土L9,在黄土高原多个剖面上记录的特征剩磁方向除了反向极性之外,还有多个正极性段。对于“上粉砂层”L9记录的正极性段究竟代表了短期地磁漂移事件还是重磁化的结果,目前还存在较大的争议。为了进一步查明黄土层L9古地磁记录的可靠性,本文对沉积速率高、成壤作用影响弱的兰州九州台黄土剖面（36.09°N,103.79°E）的L6~L10段地层（海拔1830~1916m）开展了详细的古地磁学和岩石磁学研究。研究结果显示,剖面黄土粒度与磁化率成正相关关系,磁化率主要由风力输送的粗粒磁性矿物颗粒含量所控制;磁化率各向异性（AMS）呈扁平状,磁化率最小轴与最大轴分布方向显示其为较强劲西北向冬季风作用下形成的原生磁组构;磁滞回线和Day图显示该剖面中主要的磁性矿物颗粒可能为低矫顽力的假单畴/多畴磁铁矿与磁赤铁矿以及高矫顽力的赤铁矿和针铁矿组合。特征剩磁（ChRM）结果表明松山/布容界限（MBB）位于黄土层L8底部,贾拉米洛顶界（UJ）位于古土壤层S10中。MBB与UJ界限之间记录的3段较稳定（最大角偏差MAD9和L10中粒度较粗的位置,其间还记录有两个可信度较差（MAD>10°）的正极性段落。按MBB（0.78Ma）与UJ（0.99Ma）之间的平均沉积速率计算,这两段正极性中间时间点分别为0.888Ma和0.927Ma,可分别与Kamikatsura（0.850~0.899Ma）和Santa Rosa（0.922~0.936Ma）地磁漂移对应。九州台黄土L9中粒度较粗层位记录稳定反极性与黄土西北边缘古浪剖面一致,而与中部及东南部洛川、三门峡、宋家店剖面粒度较粗层位记录相反,反映了黄土剩磁记录的复杂性。黄土高原不同地区的黄土可能具有不同的剩磁记录机制,需要今后深入研究。     

南海南部约80 ka以来的古地磁记录

晚更新世以来以一系列地磁漂移事件是区域地层对比和确定沉积物年代框架的重要工具.但是在海相沉积物中,识别这些地磁漂移事件多依赖相对磁场强度（RPI）的变化,在地磁方向异常方面鲜有报到,从而影响对这些事件可靠性的讨论.本文选择南海南部巽他陆架附近重力活塞钻孔BKAS2PC的沉积物,进行系统的岩石磁学和古地磁研究,获得该钻孔沉积记录的RPI和磁倾角变化信息.岩石磁学及扫描电镜结果表明沉积物的原生主要载磁矿物为单畴（SD）和假单畴（PSD）钛磁铁矿.在一些层位,沉积后发生的还原作用形成胶黄铁矿等铁硫化物.磁性矿物的浓度和粒度等参数呈现显著的两阶段变化特征,上部（约220 cm以上）含量低而粒度细,下部含量高但粒度相对较粗,整体上均在一个数量级范围内波动.样品的交变退磁特征显示当交变场超过60 mT时,受胶黄铁矿影响产生旋转磁化,剩磁强度反而上升.因此,在20~60 mT之间确定原生特征剩磁,并把RPI定义为NRM_{（20-40）mT}/ARM_{（20-40）mT}.通过¹⁴C限定,并与其他有良好年代控制的相对磁场强度曲线进行对比,建立了钻孔的年代框架.结果显示,钻孔沉积物记录了几次显著的地磁漂移事件,这为联合应用RPI与磁场方向异常构建海相沉积物年代学框架提供了新的依据.