新气候态下西南地区夏季气候变化特点及其成因

利用1981～2020年中国西南地区云南、贵州、四川、重庆393站气象观测台站夏季气温、降水和NCEP/NCAR再分析资料,分析了西南地区夏季气温、降水的气候值在新旧气候态下的不同特征和变化差异,并从大气环流影响角度,对变化成因进行了分析。结果表明：相对于旧气候态,新气候态下西南地区夏季降水总体呈略减少的变化,气温具有一致性变暖的变化特征。相对于旧气候态,新气候态下四川盆地东部降水的减少和云南北部、四川西部及贵州夏季降水的增多与西太平洋副热带高压的相对偏西偏北有关。同时中高纬阻高等系统的相对不活跃、贝加尔湖槽的减弱,对西南大部地区的暖干变化起到了积极作用。新气候态下,西南地区夏季贵州呈弱暖湿变化、而云南为较强的暖干变化、四川和重庆则呈强的暖干变化,这与西太平洋和印度洋地区水汽的变化密切相关。     

Methane and nitrous oxide emissions from three paddy rice based cultivation systems in Southwest China

To understand methane (CH4) and nitrous oxide (N2O) emissions from permanently flooded rice paddy fields and to develop mitigation options, a field experiment was conducted in situ for two years (from late 2002 to early 2005) in three rice-based cultivation systems, which are a permanently flooded rice field cultivated with a single time and followed by a non-rice season (PF), a rice-wheat rotation system (RW) and a rice-rapeseed rotation system (RR) in a hilly area in Southwest China. The results showed that the total CH4 emissions from PF were 646.3±52.1 and 215.0±45.4 kg CH4 hm-2 during the rice-growing period and non-rice period, respectively. Both values were much lower than many previous reports from similar regions in Southwest China. The CH4 emissions in the rice-growing season were more intensive in PF, as compared to RW and RR. Only 33% of the total annual CH4 emission in PF occurred in the non-rice season, though the duration of this season is two times longer than the rice season. The annual mean N2O flux in PF was 4.5±0.6 kg N2O hm-2 yr-1. The N2O emission in the rice-growing season was also more intensive than in the non-rice season, with only 16% of the total annual emission occurring in the non-rice season. The amounts of N2O emission in PF were ignorable compared to the CH4 emission in terms of the global warming potential (GWP). Changing PF to RW or RR not only eliminated CH4 emissions in the non-rice season, but also substantially reduced the CH4 emission during the following rice-growing period (ca. 58%, P<0.05). However, this change in cultivation system substantially increased N2O emissions, especially in the non-rice season, by a factor of 3.7 to 4.5. On the 100-year horizon, the integrated GWP of total annual CH4 and N2O emissions satisfies PF>>RR≈RW. The GWP of PF is higher than that of RW and RR by a factor of 2.6 and 2.7, respectively. Of the total GWP of CH4 and N2O emissions, CH4 emission contributed to 93%, 65% and 59% in PF, RW and RR, respectively. These results suggest that changing PF to RW and RR can substantially reduce not only CH4 emission but also the total GWP of the CH4 and N2O emissions.     

西南地区汛期降水次季节变化主模态的低频环流传播路径特征

【目的】本文探讨中国西南地区汛期（5~9月）降水次季节变化的主模态,以及中高纬和热带次季节波动如何影响该地区持续性异常低频降水,以期能为了解和预测西南地区汛期降水的次季节变化提供参考。【方法】利用西南地区111个地面气象站1961~2015年逐日降水资料和JRA-55再分析环流场资料,采用EOF经验证交分解方法,分析西南地区汛期降水次季节变化主模态的低频环流特征和传播路径。【结果】西南地区汛期逐日降水主模态的空间分布为南北纬向型分布,空间特征向量高值区域分布在西南地区的南部和东南部,其高值区对应的SWDR与PC1的相关系数达0.991（通过0.05信度检验）,PC1气候平均值的显著周期为12.9 d,且逐年PC1的显著周期主要集中在10~20 d时段,占比为60.0%;在PC1的典型低频年中,汛期季节内及其各分月的PC1均能较好地表征对应降水异常分布型的时间演变特征,且二者低频分量的正相关性更高（通过0.05信度检验）,即PC1低频分量均能更好地把握SWDPI低频分量的准双周振荡特征,尤其在6、7和8月,这可能与影响主模态降水异常分布型的同期大气低频环流信号更为稳定有关;PC1的季节内变化不仅与中国东南部和南海形成的对流异常偶极子有关,还与在西南地区对流层高层形成的位势高度异常偶极子息息相关,该对流异常偶极子的形成与前期菲律宾以东OLR正异常的西北向传播和巴尔喀什湖东南部OLR负异常的东南向传播有关,并且菲律宾以东被抑制的对流向西北方向传播总是伴随着低层的局部反气旋,而西南地区的西南部对流的增强（抑制）总是伴随着高层北部的负（正）位势高度异常,同时,西南地区对流层高层的位势高度异常偶极子的形成,与中高纬对流层高层类似Rossby低频波列东南向传播过程中在青藏高原东侧顺时针转向有关。【讨论】从气候背景看,影响PC1季节内变化的低频波列传播主要与两个方面的因子有关,一方面为对流层高层西风急流轴主体位置的南压和强度的增强,通过影响中高纬类似Rossby低频波列的东传南下,从而影响在西南地区对流层高层形成位势高度异常偶极子型分布,另一方面为印度季风槽的北抬加强了南海至菲律宾海域异常反气旋西北侧的西南气流,促使了西南地区低层异常气旋的形成,同时东亚季风槽的增强也利于热带西太平洋低频对流发展并向西北传播,从而影响在中国东南部和南海的形成的对流异常偶极子型分布。     

清代西南地区森林空间格局网格化重建

基于遥感土地利用数据和全球潜在植被数据,确定了中国西南地区土地垦殖前森林植被可能的分布范围,并通过量化地形（海拔、坡度）和气候生产潜力（光照、温度、水分）与农林地分布间的关系,构建了土地宜垦性评估模型和历史森林面积网格化分配模型,重建了清代西南地区5个时点、分辨率为10 km×10 km的森林空间格局。结果表明：①本文设计的森林空间格局网格化重建方法具有一定的可行性,其结果能较好地反映森林变迁历史过程的基本特征;②西南地区森林覆被率从雍正二年（1724年）的54.7%下降至宣统三年（1911年）的27.8%,其减少地区主要分布在四川盆地、云南中南部以及贵州大部;③从网格占比的变化趋势看,1724-1911年,西南地区森林覆被率小于10%的网格占比上升了约31个百分点,而覆被率大于80%的网格占比则下降了约13个百分点。     

地震反射法在玉溪盆地普渡河断裂探测中的应用

在国家公益性行业科研专项的支持下,由中国地震局组织、启动了中国地震科学台阵探测项目,首先在我国西南地区的南北地震带南段开展以大型地震台阵观测为主的综合地球物理探测工作,并将分区逐步在整个中国大陆开展流动地震台阵探测,以全面认识中国大陆地震孕育的深部构造背景环境和大陆岩石圈的动力学结构,为我国的防震减灾事业和地球科学研究工作提供技术支持和基础资料.     

西南地区1900—1970年历史地震震源参数推断及结果的不确定性分析

西南地区处于青藏高原东缘川滇、巴颜喀拉和华南三大活动块体的交接部位,是我国地震活动最强烈的地区之一.然而该区大多数历史地震震源参数均存在缺失或者不准确的问题.本文主要通过以下三点工作:(1)基于西南地区地震地质及区域构造应力场研究结果,推断了西南地区M≥6.0的部分历史地震(1900年至1970年)断层面参数,并对结果的不确定性进行了分析,发现该推断断层面参数的方法在西南地区复杂的构造应力场条件下的适用程度有限;(2)使用1900年至1970年之间Shide Circulars (British Association for the Advancement of Science, Seismological Committee (BAASSC), 1900—1912),《国际地震资料汇编》(ISS)和EHB Bulletin的P波和S波到时,对该时间范围内41个地震事件重新定位,得到了其中32个地震事件的可靠定位结果;(3)使用1933年(ISS从1933年开始收录P波初动记录)至1970年之间ISS的P波初动,对该时间范围内的29个地震事件求解震源机制解,得到了其中14个地震事件的震源机制解的可靠结果,从而丰富了西南地区1900年来历史强震目录震源参数资料.     

赤道中太平洋海表温度异常对西南地区春季降水年际变化的影响

基于1961—2010年中国西南地区26站春季月平均降水资料、NCEP/NCAR再分析资料和Hadley全球海表温度(SST)资料,分析了西南地区春季降水年际变化特征及其与海温异常(SSTA)的关系。利用全球大气环流模式ECHAM5进行降水异常对关键海域SSTA响应的敏感性试验。结果表明,西南春季降水年际变化特征十分明显,与同期赤道中太平洋海温有显著的负相关,与中纬度太平洋海温有显著的正相关。数值模式研究显示,当春季赤道中太平洋处于SSTA冷位相时,局地降水减少,其西北侧产生副热带反气旋和中纬度西太平洋地区的气旋式环流异常的响应,我国西南地区对流层低层的东北侧受西太平洋异常气旋环流西部的东-东北风影响。赤道西太平洋海洋大陆区域降水增加,其西北侧的气旋式环流异常,使孟加拉湾低槽增强,西南地区南侧的偏南气流加强了向西南地区的水汽输送,该异常暖湿气流与从东北侧进入西南地区的异常冷空气相交绥,使西南地区春季降水增多。在年际时间尺度上,中纬度太平洋SSTA对西南地区春季降水异常的直接影响不明显,这与中纬度太平洋SSTA受赤道中太平洋SSTA的影响有关,其自身可能是对赤道中太平洋SSTA引起的大气异常的一种反馈。      

中国西南地区的接收函数和面波层析成像研究

<正>中国西南地区是由不同地质历史时期的许多微小板块拼贴而成,是特提斯构造发育的重要区段;同时,该地区在西藏高原物质向东挤出、地壳增厚和下地壳流模型中,都扮演了极为重要的角色。因此,研究中国西南地区壳幔特征对于深入理解特提斯构造特征和青藏高原构造活动机制具有重要意义。区内分布有大量深大断裂带,自20世纪70年代以来,该区域     

Rocky Desertification Risk Zone Delineation in Karst Plateau Area： A Case Study in Puding County, Guizhou Province

Karst rocky desertification is a geo-ecological problem in Southwest China. The rocky desertification risk zone delineation could be used as a guide for the regional and hierarchical rocky desertification management and prevention. We chose the middle and lower reaches of the Houzhai underground basin on the karst plateau in Puding County, Guizhou Province, China as the study area and selected land use type, elevation, slope, aspect, lithology and settlement buffer as the main driving factors of the rocky desertification. The potential risk of rocky desertification was quantified with the factor-weights union method and statistical analysis method. Five grades of rocky desertification risk were delineated based on Geographic Information System. The extremely low, low, moderate, high and extremely high rocky desertification risk zones accounted for 5.01%, 44.17%, 33.92%, 15.59% and 1.30%, respectively. As a whole, the rocky desertification risk level was moderate because the area of low and moderate rocky desertification risk zones occupied 78.09% of the study area. However, more than half of the area (about 50.81%) was predicted to have moderate rocky desertification risk and above, indicating that the study area was subject to rocky desertification. Rocky desertification risk was higher in the southeast and lower in the northwest of the study area. Distinct differences in the distribution of rocky desertification risk zones corresponding to different factors have been found.     

中国西南地区强震预测的支持向量机方法

以太阳黑子数、地球自转速率变化数据和全球7级以上地震个数作为预测因子,使用支持向量机分类方法建模,预测了中国西南地区年度地震强度,预测效果较好,说明此方法有一定的实用性。