晋南地区全新世中期遗址时空分布与气候演化的关系

基于ArcGIS10.8平台结合最邻近指数、核密度分析叠加标准差椭圆等方法,研究晋南地区全新世中期1 415处遗址的时空演变。结果表明：晋南地区全新世中期遗址空间分布从集聚到逐渐离散;遗址重心向高纬度地区、逆时针方向位移,方向呈现先东北后西北的变化。核密度分析表明,空间布局从仰韶期的团状到龙山期的以陶寺文化为中心的带状分布。与仰韶时期相比,龙山时期处于过渡时期的弱暖湿气候阶段,干燥更为明显,遗址沿着盆地和河流分布。由于此时农业技术水平高,人类适应能力增强,人口迅速增加,从而推动了龙山文化发展;后期气候逐渐恶化,人类生存面临严峻挑战,导致龙山文化被迫中断。随后进入了夏商时期,遗址数目较少,分布与山地联系密切。这种龙山文化到夏商文化的演变可能与4 kaBP前后降温事件有关。因此,研究全新世中期晋南地区遗址时空分布与环境演化,对于理解不同环境下人类响应与适应具有重要意义。     

近40年来珠江口的海平面变化

利用大万山附近1°×1°经纬度网格的卫星高度计资料(1993—2006),计算出珠江口绝对海平面的上升速率为0·30±0·05cm/a,与由卫星高度计得出的全球平均海平面的上升速率一致。珠江口各验潮站近40年的潮位变化趋势分析表明,珠江口海平面正加速上升,为全球气候变暖所致;珠江口海平面与全球温度变化和ENSO活动密切相关,一般在ENSO年海平面相对较低。以IPCC有关全球温度上升幅度的预报值和海平面与全球温度变化的关系为依据,预计到2030和2050年珠江口绝对海平面将分别上升6～14和9～21cm,若考虑地面沉降以及波动值,珠江口部分岸段相对海平面将可能分别上升30和50cm。     

普里兹湾西北侧海域沉积物黏土矿物组合及其古气候环境意义

基于普里兹湾西北侧海域ANT29-P4-03沉积岩心14C测年和黏土矿物含量的分析结果,讨论了研究区黏土矿物组分的气候环境意义。黏土矿物含量顺序为伊利石 > 蒙脱石 > 高岭石 > 绿泥石。蒙脱石主要来自火成岩风化,在26.0~26.5、25.3~25.6、25.0、16.5~17.0 ka 4个时间段含量较高,总体呈现冰期高间冰期低的特点。伊利石、高岭石主要来自普里兹湾陆架,高岭石含量越高,表明当时的气候越温湿;而伊利石和蒙脱石则相反,它们的含量越高,说明当时的气候条件比较寒冷干燥。整体来看,伊利石和蒙脱石的含量占绝大部分,因此,整个岩心所形成环境比较寒冷干燥。     

塔里木盆地古城地区下奥陶统碳酸盐岩碳氧同位素特征

下奥陶统碳酸盐岩储层是塔里木盆地古城地区的主要产气层。为了探讨研究区下奥陶统碳酸盐岩碳同位素变化的原因,对取自塔中地区古城7、古城8、古城9和古城12等4口井的51块碳酸盐岩样品进行了分析,结果显示,δ13C值为-2.26‰~1.55‰,δ18O值为-10.57‰~-4.69‰,Mn/Sr也小于2~3的范围。结果表明,研究区碳酸盐岩样品基本保持了碳氧同位素的原始组成。δ13C值与海平面变化存在正相关关系,证明研究区早奥陶世晚期存在一海退期。     

始新世大洋环流模拟的模式依赖性

随着模式的复杂化和多元化发展, 国际上不仅组织了现代气候模拟的模式比较计划, 也开展了古气候模拟的比较计划。在模式比较计划中, 如何有效处理模式间的差异和剔除模式依赖性已成为重要问题。本项研究基于国际深时多模式比较计划(DeepMIP)中的始新世大洋环流模拟结果, 选取pCO₂倍增试验、模式参数化、古地理边界条件这3个案例, 深入分析模式依赖性如何影响古气候模拟结果和模式之间差异性, 归纳和总结古气候模拟研究中模式依赖性产生的可能原因。结果显示, 部分模式的关键变量对驱动因子响应过于敏感、模式参数化方案过于简单、模式中对古地理边界条件表达的欠准确性均可导致模式依赖性的产生以及模式之间显著差异。这表明在分析数值模式结果时, 需要参考多模式结果, 并特别关注模拟结果变化的各个环节, 从而减少模式依赖性的干扰, 增加模拟结果的准确性, 以便于更加准确认识气候环境演变过程。

     

泥炭地碳源汇功能与“双碳”目标

自工业革命以来, 大气中CO2浓度快速升高导致了全球变暖, 并引发了一系列气候和环境问题。应对气候变化、实现"碳达峰与碳中和"(以下简称"双碳")已成为世界各国共同倡导的目标; 而理解自然系统的碳源汇功能, 对实现这一目标具有重要的意义。泥炭地是世界上分布最为广泛的湿地类型, 对全球碳循环和气候变化有着十分重要的影响, 其在实现"双碳"目标中的重要性受到越来越多的关注, 这也使泥炭地碳循环研究成为前沿领域。本文简要回顾了国内外泥炭地碳循环的研究现状, 阐述了泥炭地的碳源汇特征(包括CO2净交换、CH4排放、溶解有机碳迁移、碳累积)、变化及驱动机制, 并对其在实现"双碳"目标中的作用进行了分析。总体来说, 泥炭地碳循环对全球碳源汇估算具有重要的影响, 未来需进一步加强对泥炭地分布和碳库的研究, 强化泥炭地生态环境演变规律、碳循环-相关过程对气候变化的敏感度以及研究薄弱地区等的针对性研究。在此基础上, 科学地可持续管理和恢复退化泥炭地, 如人为水文调节, 以保持甚至增加其碳汇潜力和储存碳的稳定性, 可发挥泥炭地在"双碳"时代的最大碳汇潜力, 也将是减缓气候变暖经济而高效的途径之一。     

1901~2020年中国西北地区干湿变化的时空特征

西北地区是我国西部大开发的主战场和重要的生态安全屏障,研究西北地区在全球变化背景下的干湿演化规律对我国高质量发展具有重要意义。本研究选取0.5°空间分辨率的逐月标准化降水蒸散指数(SPEI)格点数据集,利用Mann-Kendall趋势检验、EOF经验正交函数分解以及小波分析等方法,探索西北地区1901~2020年月尺度、年尺度、4年尺度的干湿变化时空演化特征。研究结果表明,西北地区SPEI值总体上呈逐渐下降的趋势。空间变化上,西北地区干湿变化情况存在明显的空间分异,研究区西南和西北部分表现为湿润趋势,而在中部和东部则表现为干旱趋势,这种反相变化特征在长时间尺度干旱上表现更加明显。时空模态的分解表明,西北地区月尺度干湿演化具有空间一致性,而在较长时间尺度上,区域干湿演化跷跷板模式占据主导地位,且这种空间差异模式在1990年代末期明显增强。在时间变化上,西北地区干旱具有较显著的2~8年短时间尺度的周期性变化规律,同时具有明显且连续的约11年和约22年长时间尺度的周期性变化特征。基于本分析结果,可以推断西北地区干湿变化时空演化特征可能受太阳活动和厄尔尼诺与南方涛动(ENSO)等因素的影响。研究结果还表明,SPEI指数在中国西北地区干旱分析研究中具有较好的适用性,研究结果可为该地区预防干旱事件和适应气候变化工作提供参考。

     

大西洋经向翻转环流对岁差响应的气候背景依赖性

大西洋经向翻转环流（Atlantic Meridional Overturning Circulation,AMOC）是气候系统重要的组成部分,其强度变化可直接影响南北半球的热量分配,厘清其变化机理对全球变暖背景下的未来预估至关重要。海洋沉积物记录发现,在晚更新世,AMOC的变化与地球岁差周期有紧密联系,但其物理机理尚不清楚。本文利用海洋−大气耦合气候模型—COSMOS（ECHAM5/JSBACH/MPIOM）模型,通过敏感试验,分析在冰盛期冷期和间冰期暖期气候背景下,AMOC对地球岁差变化的响应机理。结果表明：岁差降低引起的北半球夏季太阳辐射增强,会导致间冰期暖期背景下的AMOC显著减弱,但对冰盛期AMOC的影响并不明显。通过进一步分析发现,在间冰期暖期,夏季太阳辐射增强,造成高低纬大西洋海表的升温,同时促进北大西洋高纬度地区的局地降水,两者导致北大西洋表层海水密度降低,共同削弱大西洋深层水生成。而在冰盛期冷期,大西洋高低纬度地区的响应对AMOC的影响反向—副热带升温触发的海盆尺度低压异常,通过其南侧的西风异常削弱大西洋向太平洋的水汽输送,导致净降水增多,海表盐度下降;同时,高纬度升温造成的海冰减少,促进了海洋热丧失,海表失热变重,有利于大西洋深层水的生成,最终两者的共同作用导致AMOC对岁差变化的响应偏弱。本文系统揭示了不同气候背景下,岁差尺度AMOC变化的控制机理,对理解晚更新世AMOC重建记录中持续存在的岁差周期具有重要启示意义。     

湖北省2013年梅雨新特点与启示

使用湖北1961—2012年70个站点逐日20—20时降水资料及相应时段入梅、出梅日期和梅雨期强度指数统计资料,通过最小二乘法拟合、滑动平均、趋势系数和气候倾向率分析等方法,从多年变化、空间分布、趋势变化、强度指数等方面,探讨近52 a湖北梅雨期降水的气候变化特征。结果表明：(1)湖北的入梅、出梅日期和梅雨期长度历年差异较大,梅雨期较长但呈减少趋势。2000年为湖北梅雨的转折点,该年之后入梅日期推迟,出梅日期提前,梅雨长度缩短,梅雨期降水呈现弱化的特点。(2)湖北年降水量、梅雨期降水量、暴雨量、暴雨站次数较多,梅年比、暴雨比较高,且历年差异较大。年降水量的年际变化表现为小振幅波动震荡,其他的波动震荡较大且除梅年比外的震荡趋势很一致。(3)梅雨期降水存在明显的区域性和年代际变化。52 a平均特征表明,鄂西南和鄂东为高值区,鄂西北为低值区。1990s和2000s的梅雨期降水量和梅年比分别较其他时段明显偏多、偏高和偏少、偏低,1970s的梅雨期暴雨日、暴雨量较其他时段明显偏少,暴雨比明显偏低。(4)趋势系数和气候倾向率分析表明,鄂东的暴雨比明显增加,湖北大部分站点的年降水量、梅年比、梅雨期降水量、暴雨量、暴雨日在增加,主要位于江汉平原南部和鄂东南,少部分站点在减少,主要位于江汉平原中北部和鄂西南,但趋势均不明显。(5)梅雨强度指数其呈弱增加趋势,其在典型的水涝年份的等级为强或偏强,在典型的干旱年份的等级为偏弱,且等级偏弱的年数最多,为20个。

     

不同类型大尺度环流背景下强对流天气的短时临近预报预警研究

利用2001-2014年共14 a的北京首都国际机场(以下简称机场)观测资料和Micaps高空及地面观测资料, 将发生在机场的雷暴日分为八类(即强雷暴、弱雷暴、湿对流、干对流、弱冰雹、强冰雹、冰雹大风和混合对流), 对每种类型雷暴的气候特征进行了统计研究, 得出如下结论:(1)机场雷暴以弱雷暴为主, 其次为干对流。弱雷暴和干对流在6月出现最多, 强雷暴和湿对流在7月最多, 弱冰雹出现在春末夏初及秋季, 而冰雹大风出现在6-7月, 混合对流仅在7月出现一次。(2)从500 hPa形势来看, 西风槽造成的雷暴过程最多, 其它为西北气流型。500 hPa为西风槽和低涡、西北气流时, 地面辐合线触发的雷暴最多, 其次为冷锋。500 hPa为横槽时, 冷锋触发的雷暴比例增加, 没有由地形辐合线触发的雷暴。而副高边缘和低压倒槽类型的雷雨过程, 触发系统主要为辐合线。(3)从月分布来看, 低涡和西北气流型造成的雷雨在6月最多, 但横槽和西风槽造成的雷雨出现最多的分别在7月和8月。西风槽、低涡和西北气流型造成的弱雷雨均最多, 其次为干对流。而雷暴的地面触发系统以辐合线最多, 主要出现在6月, 冷锋触发的雷雨主要集中在5-6月, 地形辐合线主要集中在7、8月。(4)横槽、西北气流型雷暴的日循环分布只有一个峰值, 分别出现在05-12UTC和08-14UTC, 但低涡和西风槽却有两个峰值, 主峰值分别出现在12-13UTC和08-17UTC, 次峰值分别在07-08UTC和00-01UTC。