天山天池近49年气候变化特征

基于天山天池气象站1959～2007年的逐日地面气候资料,应用线性倾向估计、功率谱分析、滑动t检验及距平标准差对比分析等方法对天山天池气候变化特征进行了分析。分析表明:天山天池气候变化具有明显的多尺度振荡特征,并且具有明显的年际变化,年平均气温在1996年附近发生突变,降水未出现气候突变现象。气温和降水的变化和天山山区"暖湿型"变化趋势一致,最低气温的升高对天山天池增温贡献最大,最显著增湿趋势出现在春季和冬季,夏季降水量持平而雨日却减少,夏季极端强降水天气增加。     

青藏高原与同纬度东部平原汛期降水的关系

基于青藏高原(以下简称高原)39个及同纬度东部平原(以下简称平原)129个地面气象观测站逐月降水量资料和英国Hadley中心提供的海表温度(SST)数据。利用EOF、SVD以及相关分析等方法,分析了同纬度的高原与平原汛期降水量分布特征。结果显示:高原与平原汛期降水量均呈现出由东南向西北递减的空间分布特征,但高原地区空间差异更为显著;EOF揭示出两地区汛期降水量均存在南北反相和全区一致的空间分布特征,其中南北反相型的空间分布两者时间系数并不一致变化,全区一致型的空间分布两者具有较好的一致性。SVD揭示出两者全区一致型变化的时间系数在不同年代存在明显差异,1969—1989年相关系数处于相对低值时段,而1990—2010年处于相对高值时段,海温异常对其年代际差异的影响可能起到较为关键的作用。     

Variation Characteristics of Ultraviolet Radiation over the North China Plain简

In situ measured data of broadband solar radiation （Rs） and ultraviolet （Uv） radiation were used to investigate the spa- tiotemporal variation properties of Uv radiation and the ratio of Uv radiation to Rs over the North China Plain （NCP）. Based on the analysis, an empirical model for estimating Uv radiation under all weather conditions in this region was developed. The results showed that the annual Uv radiation over the NCP ranges from 0.38-0.52 MJ m^-2 d^-1. The highest value during the study period was recorded at the Changwu site, which is located near the margin of the Loess Plateau, while the lowest value appeared at the station in Beijing. The seasonal variation pattern of the ratio of Uv radiation to Rs is similar to that of Uv radiation; namely, the highest value appears in August and then decreases gradually until the lowest value appears in November. A small increasing trend in the Uv radiation levels and the ratio of Uv radiation to Rs was observed over the NCP. The evaluation results showed that the empirical estimation model can be widely used to estimate Uv radiation under all atmospheric conditions. The relative error between the modeled and measured daily values were within ± 15%.     

京津冀平原地区灰霾天气的年代变化

首次利用高时空密度机场逐时能见度和天气现象的历史数据(1961～2006年), 对京津冀平原地区的灰霾天气现象进行了分析研究。初步的研究结果表明:(1)该地区的灰霾天气具有年代演变特征, 从20世纪90年代开始, 该地区的灰霾天气从局地性演变为区域性;(2)20世纪70年代中期至20世纪90年代初期, 该地区的大城市(如北京和石家庄)灰霾天气日数呈增加的趋势, 而中小城市却呈现出下降的趋势;考虑到这一时期经济高速增长的现实, 而中小城市的灰霾却表现出减少的趋势, 这一现象从污染控制的角度值得关注和借鉴;(3)20世纪70年代以前, 北京与石家庄的灰霾日数基本相同(100 d左右), 但20世纪70年代中期以后石家庄地区急剧增加并大幅超出, 超出的幅度近100 d左右;考虑到城市化对灰霾的影响以及北京地区的城市化水平远大于石家庄地区, 这一现象值得进一步深入研究。     

天山托木尔峰南坡科其喀尔冰川流域径流模拟

天山冰雪融水是塔里木河的重要补给水源。利用融雪径流模型(SRM)对天山南坡科其喀尔冰川流域冰雪径流进行模拟研究。基于流域的气象梯度观测,确定了不同高度带降水梯度和月气温直减率。基于2007和2008年的实测径流值优化确定了各月的积雪、裸冰以及表碛覆盖冰的度日因子值。模拟结果表明,融雪和融冰径流过程都得到了比较好的模拟。流域径流对气候变化的响应研究表明,气温是敏感因子。气温分别升高1℃、2℃和4℃时,以融雪径流为主的3—5月径流分别增加48%、155%和224%,以冰川径流为主的5—10月径流分别增加30%、77%和104%。气候变化也会影响流域径流过程,气温升高4℃、降水增加20%时,春季径流峰值出现时间由5月中旬提前到4月20日左右。流量由6 m3/s增大到17 m3/s。     

天山山区大气水分循环特征

将自然正交分解(EOF)和水平空间分辨率30"的地理信息数字高程(DEM)相结合,利用1961~2010年天山山区及其周边79个气象站月降水量应用梯度距离平方反比法计算面雨量,应用2000~2010年NCEP/NCAR逐日4次再分析1°(纬度)×1°(经度)资料计算水汽输送,研究了天山山区面雨量时空分布、水汽输送和外部水汽的降水转化率特征,以及降水转化率异常的初步成因。结果表明:1)天山西部和中部降水量平均在450 mm以上,东天山和天山西南端为150 mm左右。春季、夏季、秋季、冬季的面雨量分别为291.4×108 m3、625.9×108m3、218.1×108 m3和73.6×108m3,降水量分别为108.2 mm、232.4 mm、81.0 mm和27.4 mm,年降水量为449.0 mm。2)月水汽输送量呈正态单峰型分布,7月最大、1月最小,夏季水汽输送量为全年的41.3%,冬季为11.9%,春季、秋季分别为24.5%和22.3%。3)春季、夏季、秋季、冬季和年外部水汽的降水转化率分别为10.3%、12.6%、8.5%、5.4%和9.2%,降水转化率的大小与伊朗副热带高压、贝加尔湖高压脊和西亚副热带西风急流的位置和强度配置有关。     

天山中段雪岭云杉林浅层地温特征分析

森林地温与树木生长密切相关,对地温的研究有利于利用森林气象资料做好森林气象服务工作。本文利用新疆天山雪岭云杉林2009年的地温数据,分析不同深度地温的日变化、季节变化及年变化规律。结果表明:20 cm以上各层地温日变化均呈正弦曲线,近地表变化趋势明显,随着深度的增加,其变幅急剧减小;40 cm地温始终高于10 cm和20 cm地温;不同深度地温日变化的相位存在明显差异。夏季地温呈现随深度增加地温降低的垂直变化特征;冬季不同深度的地温呈现随深度增加地温升高的垂直变化特征。3月中旬至8月中旬,近地层的地温高于深层,而在8月中旬至翌年3月中旬,深层地温高于表层。     

城镇化对极端降水的影响及其贡献率研究——以太湖平原地区为例

城镇化背景下极端降水事件频发,洪涝灾害问题日益突出,探讨城镇化对极端降水的影响已成为热点与难点问题.本文以长江下游太湖平原地区为例,基于区内40个雨量站长序列的逐日资料(1976-2015年),结合城镇化下土地利用/覆被和社会经济等数据,对比分析了不同城镇化阶段极端降水相关指标的时空变化规律,并定量评估不同城镇化水平对...     

伊犁北部博罗霍努岩体年代学和地球化学研究及其大地构造意义

博罗霍努岩体是发育在新疆伊犁北部的一个大型海西期花岗岩体,总体沿近 SE—NW 向分布,出露面积逾2000km~2。该岩体主要包括三类花岗岩:灰黑色辉石闪长岩、浅色黑云母花岗岩和紫红色黑云母钾长花岗岩。锆石 U—Pb La-ICP-MS 定年表明,辉石闪长岩的年龄为301±7Ma,黑云母花岗岩的年龄范围为294±7～285±7Ma,而黑云母钾长花岗岩则形成于280±5～266±6Ma。岩石地球化学分析显示,黑云母花岗岩和钾长花岗岩以准铝或弱过铝Ⅰ型花岗岩为主,个别属于弱过铝 S 型花岗岩。在微量元素方面,这些花岗岩均富集轻稀土而亏损重稀土,但来自两个剖面的花岗岩具有不同的稀土元素配分模式,可能代表它们的岩浆源区有所不同,因此需要进一步对这些花岗岩进行同位素地质学研究。相对于洋脊花岗岩而言,博罗霍努岩体的花岗岩明显富集 K,Rb,Ba 和 Th,同时,显著亏损 Nb,Ta,Y 和 Yh。以上地球化学特征及微量元素判别图表明,这些花岗岩类形成于俯冲有关的火山岛弧环境。结合伊犁及邻区岩浆岩的特征及其时代,可以认为博罗霍努岩体的形成与天山北部洋壳向南的俯冲造山作用有关。西天山北部俯冲造山作用最终在中二叠世结束,并在中一晚二叠世进入陆内造山和伸展拉张阶段。     

东天山红山高硫型浅成低温铜-金矿床：中生代成矿与新生代氧化的K-Ar、Ar-Ar年代学证据及其古构造和古气候意义

红山铜-金矿床位于新疆吐哈盆地南缘大南湖-突苏泉晚古生代岛弧带北段的中生代上叠火山盆地中,产于卡拉塔格铜-金矿带上,是新疆近年新发现的具大型远景的高硫化物型浅成低温热液铜-金矿床。铜-金成矿作用与中生代的火山活动及次火山岩侵入相关。该矿床处于东天山极端干旱荒漠地带,是东天山最炎热的地区之一,最高温度达到60℃,降水量平均只有34.1mm/y。干旱少雨和极大的蒸发作用造成氧化带极其发育,厚达50m~60m,由一系列复杂罕见的硫酸盐矿物组成。通过对红山铜-金矿床中石英闪长岩—黑云母花岗岩—二长花岗岩中角闪石、黑云母的K-Ar年龄测定,其年龄分别为296.5±6.7Ma、232.0±3.5Ma和217.10±6.4Ma,其中黑云母花岗岩的黑云母Ar-Ar年龄为238.0±2.4Ma,相当于晚石炭世末-三叠纪。并且由于含矿火山岩含有花岗岩的角砾,表明与成矿有关的岩浆活动晚于上述花岗岩,应为中生代的产物。区域上,三亚、白石泉花岗岩、红柳构花岗岩年龄以及白山钼矿的辉钼矿Re-Os年龄均为三叠纪,表明东天山地区存在中生代成岩成矿事件。对红山矿区氧化带三种含钾硫酸盐矿物进行了K-Ar年龄测试,结果显示现今地表以下1m的绿钾铁矾K-Ar年龄为56.0±4.0Ma,地表以下1.5m的高铁叶绿矾的K-Ar年龄为8.6±1.1Ma,地表以下10m的绿钾铁矾K-Ar年龄为14.7±1.7Ma,地表以下14m的斜钾铁矾K-Ar年龄为4.1±0.4Ma。因此推测红山矿床氧化带不同硫酸盐矿物的表生年龄分布在60~3.7Ma之间。不同类型矿床的氧化带年龄亦表明氧化带氧化作用主要发生在新生代。所获得的氧化带年龄与印度—亚洲大陆碰撞及随后青藏高原的多期幕式隆升时限具有较好的对应关系,可能是青藏高原碰撞隆升远程效应的表现和记录。同时,本研究初步提出使用不同种类硫酸盐矿物作为气候变化指标的可能,对于新生代以来PETM等事件研究具有借鉴意义。