南黄海表层沉积物粒度特征季节变化及其影响因素

通过对南黄海春季和秋季27个相同站位表层沉积物的粒度分析,并结合水文观测资料,研究了南黄海表层沉积物粒度的季节变化,参考文献资料初步讨论了粒度变化的影响因素。研究结果显示,按照Folk分类,南黄海表层沉积物可以分为粉砂质砂、砂质粉砂、粉砂和泥四种类型。秋季与春季相比,总体上砂和粉砂的含量增加,黏土含量降低,相应地平均粒径相对变粗,分选系数和峰态的变化较小,而偏态表现为更加正偏。季节性变化还表现出明显的区域差异,主要是受环流系统、河流来沙及波浪的季节性变化的影响。     

大别山西侧极端降水中尺度对流系统结构与传播特征

2012年7月12—13日中国鄂东北连续2 d出现特大暴雨,过程最大总雨量达600 mm。重点利用卫星、雷达和地面自动气象站观测资料等,分析了7月12日大别山西南侧极端强降水型中尺度对流系统的发生发展过程、结构和传播特征等。研究表明:(1)鄂东北特大暴雨是由一个向后传播-准静态α中尺度强对流系统(后向建立中尺度对流系统)产生的。(2)该类型中尺度对流系统频发于鄂东北地区,与鄂东北东侧大别山脉对雷暴冷池的阻挡有密切关系。主要表现在,大别山山脉对雷暴冷池的阻挡导致冷空气在山前堆积并形成回流,回流使中尺度对流系统传播由向下风方转为向上风方。(3)向后传播方式演变的中尺度对流系统因少动或因列车效应明显,常在山前一定距离内产生极端强降水。(4)雷暴冷池向上风方运动导致对流单体向后向传播,是指状对流云团形成的重要机制之一。     

Western pacific warm pool and ENSO asymmetry in CMIP3 models

Theoretical and empirical studies have suggested that an underestimate of the ENSO asymmetry may be accompanied by a climatologically smaller and warmer western Pacific warm pool. In light of this suggestion, simulations of the tropical Pacific climate by 19 Coupled Model Intercomparison Project Phase 3 (CMIP3) climate models that do not use flux adjustment were evaluated. Our evaluation revealed systematic biases in both the mean state and ENSO statistics. The mean state in most of the models had a smaller and warmer warm pool. This common bias in the mean state was accompanied by a common bias in the simulated ENSO statistics: a significantly weak asymmetry between the two phases of ENSO. Moreover, despite the generally weak ENSO asymmetry simulated by all models, a positive correlation between the magnitude of the bias in the simulated warm-pool size and the magnitude of the bias in the simulated ENSO asymmetry was found. These findings support the suggested link between ENSO asymmetry and the tropical mean state-the climatological size and temperature of the warm pool in particular. Together with previous studies, these findings light up a path to improve the simulation of the tropical Pacific mean state by climate models: enhancing the asymmetry of ENSO in the climate models.     

关于亚洲夏季风爆发的动力学研究的若干近期进展

资料分析显示,与850 hPa风场相比,地面风的变化能更好地表征亚洲各季风系统的特征。基于地面风的季节性反转和降水的显著变化所构建的亚洲夏季风(ASM)爆发指数和等时线图表明:亚洲热带夏季风(TASM)在5月初首先在孟加拉湾(BOB)东南部爆发后不是向西传播,而是向东经中印半岛向东推进,于5月中到达中国南海(SCS),6月初到达热带西北太平洋。印度夏季风的表面低压系统源于近赤道阿拉伯海地区,于6月初到达印度西南部喀拉拉邦,印度夏季风随之爆发。亚洲副热带夏季风(STASM)5月初在西北太平洋日本本州东南的海区发生后向西南伸展,于6月初与南海季风降水区连接,形成东北—西南向雨带,夏季风在中国东南沿海登陆,日本的“梅雨”(Baiu)开始。6月中该雨带向北到达长江流域和韩国,江淮梅雨和韩国的“梅雨”(Changma) 开始。本文还回顾了亚洲热带夏季风爆发的动力学研究的若干近期进展。春季青藏高原和南亚海陆分布的联合强迫作用使海表温度(SST)在BOB中东部形成短暂但强盛的暖池,在高层南亚高压的抽吸作用下,常伴有季风爆发涡旋(MOV)发展,使冬季连续带状的副高脊线在孟加拉湾东部断裂,导致亚洲热带季风首先在BOB爆发。BOB东/西部有东/西风型垂直切变,利于激发/抑制对流活动,并增加/减少海洋向大气的表面感热加热,从而使得亚洲夏季风爆发的向西传播在BOB西海岸遇到屏障。季风爆发逐渐向东伸展引发南海和热带西太平洋夏季风相继爆发。季风降水释放的强大潜热使南亚高压发展西伸,纬向非对称位涡强迫显著增强;在阿拉伯半岛强烈的表面感热加热所诱发的中层阿拉伯反气旋的共同作用下,位于阿拉伯海近赤道的低压系统北移发展成为季风爆发涡旋,导致印度季风爆发。由此可见,历时约一个月的亚洲热带夏季风爆发的三个阶段(孟加拉湾、南海和印度季风爆发)是发生在特定的地理环境下受特定的动力—热力学规律驱动的接续过程。     

2018年北京“7.16”暖区特大暴雨特征及形成机制研究

利用京津冀区域加密自动气象站、SA多普勒天气雷达、L波段风廓线雷达、NCEP 0.25° 再分析资料及0.03° 高分辨率地形资料研究了北京2018年7月15—16日暖区特大暴雨特征和形成机制。结果表明:（1）这次暖区特大暴雨发生在副热带高压边缘的暖气团（θ_se高能区）中,无明显冷空气强迫,斜压性弱,有丰沛的水汽,850 hPa以下出现强水汽辐合。（2）暴雨的中尺度对流系统发展有3个过程:带状对流建立和局地强雨团影响、北京北部“列车效应”南部雷暴冷池出流造成对流加强和移动、平原地区线状对流重建。（3）暴雨发生前,低层西南风出现风速脉动,低空急流建立。首先在2500—3500 m高度形成低空急流,2 h后2500 m以下风速显著增大,5 h后急流厚度由边界层伸展到700 hPa。急流出口区降压,低层出现气旋性风场或切变,有利于垂直上升运动发展,触发和加强对流。（4）西南低空急流暖湿输送导致高温、高湿、高能的对流不稳定层结反复重建,这是对流发展加强的重要原因。（5）地面辐合线是对流触发并逐渐组织成带状对流系统的关键影响因素。地面辐合线方向、低空急流轴、回波移动方向三者几乎重叠是造成对流后向传播和“列车效应”的有利条件。（6）太行山和燕山地形对对流触发和暴雨增幅有重要影响。北京最大雨强≥40 mm/h站点中的77.4%位于西南部和东北部200—600 m海拔高度处。偏东风在华北西部太行山局地迎风坡触发对流,西南低空急流在北京北部迎风坡和喇叭口地形处辐合和抬升更为显著,造成局地特大暴雨。      

2014年春季华南地区两次强对流天气过程对比分析

基于常规观测、气象卫星和雷达等资料,利用WRF模式对2014年3月31日和5月17日发生在华南地区的两次强对流天气过程的水汽条件、不稳定层结、抬升触发机制、垂直风切变,以及分别造成不同程度灾害性天气的机制进行了对比分析。结果表明： 1） 两次强对流天气过程,均是在充足的水汽和不稳定层结条件下,由850 hPa切变线与地面锋面共同抬升触发而成。在移动过程中强对流前部和后部低层都存在有组织的上升和下沉运动,配合大气环境中有利的垂直风切变,有利于强对流系统内部不断触发新的对流单体生成,从而维持了两次强对流过程完整的回波形态和较长的生命史。2） 在低层0—3 km高度,两次强对流均存在风随高度顺时针旋转、垂直风切变,但3月31日过程的风随高度顺时针旋转更显著,风速增大更明显,垂直风切变更大。在移动过程中强回波后部均有冷池结构形成,但3月31日过程的冷池强度、分布范围和厚度都明显强于5月17 日过程。这种显著差异,使得前者更有利于出现大风、冰雹等灾害性天气。 归纳出的基于“配料法”的预报思路：在水汽条件充足、K指数大于38°C、CAPE大于1 400 J/kg、SI指数小于-2,有锋面、切变线等抬升触发条件存在的情况下,在华南地区需要考虑对流天气发生的可能;当低层0—3 km高度出现风向强烈顺时针旋转、风速增大、垂直风切变增强,并出现强冷池中心时,还需要考虑有组织的强对流天气生成,这有利于提前做好冰雹、大风预警预报。     

山东半岛北岸跨锋面物质输运对辽东半岛东岸沉积有机质含量及来源的影响

深入理解气候变化影响下海洋动力过程变化及其多重环境效应,是了解海岸海洋系统未来演化趋势的重要途径。因此,本文在辽东半岛东岸泥质区取柱状样一根,通过沉积物粒度、TOC/TN含量、δ13C以及δ15N等指标,分析气候变化下山东半岛北岸跨锋面物质输运强度变化,及其对辽东半岛东岸泥质区沉积有机质含量和来源的影响。结果表明,高海面时期以来,山东半岛北岸跨锋面物质输运可分为两个变化阶段：6.5～2.9 cal ka BP,其强度随冬季风和黄海暖流的不断减弱而减弱;2.9 cal ka BP至今,由于冬季风较弱而黄海暖流总体强盛,其强度随黄海暖流的波动而呈现4段式的复杂变化。此外,辽东半岛东岸泥质区陆源和海源有机质含量与其强度呈正相关,相应于跨锋面物质输运强度的变化,6.5～2.9 cal ka BP期间,陆源和海源有机质含量持续减少,而2.9 cal ka BP至今则呈现复杂的4段式变化。总体上看,自6.5 cal ka BP以来,陆源有机质贡献率不断下降而海源有机质贡献率逐渐上升。     

主流系与西太平洋暖池变异机制研究进展

中国科学院战略性先导科技专项重点任务2以热带西太平洋主流系和暖池为主要研究对象,基于西太平洋和印尼海科学观测网综合观测数据,结合动力理论分析和数值模拟结果,在主流系和西太暖池的三维结构、变异规律和动力机制,以及西太与周围海域之间物质能量交换等方面取得了原创性成果。在上层主流系和暖池变异方面,首次直接观测到棉兰老潜流(MUC)、吕宋潜流(LUC)和北赤道潜流(NEUC)等次表层潜流及其多尺度变异,给出了三支潜流相互间的水源关系,揭示了潜流系统强劲的季节内变化特征及其与中尺度涡旋活动的关系,并进一步分析了棉兰老流(MC)/MUC年际变异及其控制因素。西太平洋主流系平流输送在暖池形成中起到了主要作用,而且暖池北部区域自20世纪90年代起出现显著的扩张现象,是由混合层厚度变浅导致。在中深层环流特征和机制方面,发现南北半球中层水团的交换通道、机制和显著交换周期;丰富了对赤道西太平洋中层流结构特征和变异的认识,同时突破了对西太平洋深层环流结构特征和变异规律的认知局限,例如中深层流流速自北向赤道增加,其变化远大于平均值,菲律宾海盆中部深层流以西南-东北方向为主,赤道区域中深层流以纬向东西交替的射流为主等。在西太与周围海域之间物质能量交换方面,通过在印尼贯穿流(ITF)源区及印尼海的同步走航及定点潜标观测,揭示了MC在苏拉威西海和马鲁古海峡交汇处的流径跃变在2015—2016超强El Ni?o的发生起重要作用,西边界流区的非线性反射对ENSO事件的发生发展起至关重要的作用。上述原创性成果显著提升了热带西太平洋环流动力学的认知水平。     

2013年吕宋暖涡的生消过程及特征研究

基于 HYCOM（HYbrid Coordinate Ocean Model）海洋模式,采用全球到西北太平洋,西北太平洋到南海两层嵌套的数值模拟方法,以 2013 年为例,获得了高精度 （1/25° × 1/25° × cosθ） 的南海海洋动力数据资料。详细刻画了吕宋暖涡的演变过程及三维结构,并对吕宋暖涡演化过程中伴随的能量变化进行了分析。研究发现,2013 年 6 月中旬吕宋暖涡生成于吕宋岛西北侧,该涡先向西移动,8 月底滞留约一个月,随后沿 200 m 等深线向西南移动,最终于 12 月中旬消亡。以 2013 年8 月 4 日为例,吕宋暖涡的影响深度可从海表面到达海底,涡的形状类似于圆柱状,涡中心存在倾斜,从海表面至海底涡的中心可倾斜约 110 km;吕宋暖涡最大流速可达 0.5 m/s。吕宋暖涡所在区域的温度高于周围区域 2~6 ℃,盐度低于周围区域约 0.1~0.3 ‰,最大温度异常值为 6.5℃,盐度异常值可达-1 ‰,都出现在深度 150 m 左右的海域。吕宋暖涡的总能量可达左右,涡势能约是涡动能的 6 倍;正压能量转化与斜压能量转化之和占涡总能量变化的 76%,对涡能量变化起决定性作用。     

黔南坳陷海相优质烃源岩的生烃潜力及时空分布

黔南坳陷典型古油气藏的精细解剖对南方海相油气勘探有借鉴意义.本文利用沉积、有机岩石学和地球化学等综合手段,建立了黔南坳陷麻江古油藏、凯里残余油气藏地区和雪峰隆起西缘的二叠系-震旦系地球化学综合剖面,重点探讨了该地区优质烃源岩的生烃潜力和时空分布.黔东南地区,纵向自震旦系至二叠系均有烃源岩发育,其中早寒武世初期和二叠纪发育有两套优质烃源岩,以下寒武统盆地相、斜坡相的黑色页岩发育最好,有机质丰度高(TOC普遍大于2%),类型好(偏腐殖型),厚度大,是气候变暖、海平面上升和生物大爆发等全球性重大地质事件的耦合作用下,由热液活动、上升洋流等共同引起的高古生产力和缺氧环境控制的产物,是本地区大中型油气田形成的主要物质基础.二叠纪盆地相和泻湖相中发育的优质烃源岩对黔中隆起及其周缘地区油气成藏也具有重要作用.