提取断层位移突变信息的一种方法与实践

本文提出了一种适合于跨断层形变测量数据处理的相对分析平差原理,并应用突变论方法分析了相对位移突变及其稳定性问题,实例验证了方法的正确性。     

黄河源区土壤温湿和大气参量变化特征

利用中国科学院西北生态环境资源研究院玛曲土壤温湿观测网2008-2009年、2013-2014年数据验证了3套再分析资料ERA-Interim,CFSR（Climate Forecast System Reanalysis）和JRA-55（Japanese 55-year Reanalysis）在黄河源区的适用性,结合中国气象数据网玛曲气象站1980-2014年观测资料与CLM4.5（Community Land Model 4.5）进一步分析了黄河源区近35年气候变迁、土壤温湿分布和变化,结果表明:CFSR能够较好地描绘黄河源区土壤湿度变化,ERA-Interim对于土壤温度刻画能力更强,JRA-55效果较差;35年来气温、土壤温湿总体呈上升趋势且发生突变;近年来10 cm土壤温湿有暖干化趋势,降水量稍有增加,土壤冷季冻结周期变短,暖季持续时间拉长;CLM4.5模拟精度高,能够较好地刻画源区土壤温湿变化细节,两湖及黄河周边暖季为冷湿中心,冷季为暖干中心。     

Transition of Tidal Waves from the East to South China Seas over the Taiwan Strait: Influence of the Abrupt Step in the Topography

Observations of tidal waves between the East and South China Seas (ECS and SCS) over the Taiwan Strait (TS) suggest that the diurnal tides simply appear as one southward-propagating wave from the ECS to the SCS through the TS. The semidiurnal tides, however, behave differently in that they appear as a southward-propagating Kelvin wave in the western TS and a nearly standing wave in the eastern TS, and then diminish rapidly over the shallow shoal in the southern TS. A smaller-domain model, with sea-level boundary conditions derived from a larger-domain tidal model, was first used to simulate tides in the TS to an overall percentage of accuracy of about 90%. Subsequent numerical experiments and theoretical analysis revealed that the southward-propagating semidiurnal tides to be impeded and then reflected as they arrive at an abrupt, deepened step in the topography of the southern TS. This reflection enhances the amplitudes of the incident semidiurnal tides and contributes to the formation of a nearly standing wave in the eastern TS. The southward-propagating diurnal tides in the TS are connected by the diurnal tides in the northern SCS when the amplitudes of the two tide systems are comparable and their phases nearly equal at the step. This revised version was published online in July 2006 with corrections to the Cover Date.     

Abrupt changes in the discharge and sediment load of the Pearl River,China

The abrupt changes in the streamflow and sediment load at nine hydrological stations of the Pearl River basin were systematically analysed by using the simple two‐phase linear regression scheme and the coherency analysis technique. Possible underlying causes were also discussed. Our study results indicated that abrupt changes in the streamflow occurred mainly in the early 1990s. The change points were followed by significant decreasing streamflow. Multiscale abrupt behaviour of the sediment load classified the hydrological stations into two groups: (1) Xiaolongtan, Nanning and Liuzhou; and (2) Qianjiang, Dahuangjiangkou, Wuzhou, Gaoyao, Shijiao and Boluo. The grouped categories implied obvious influences of water reservoirs on the hydrological processes of the Pearl River. On the basis of analysis of the locations and the construction time of the water reservoirs, and also the time when the change points occurred, we figured out different ways the water reservoirs impacted the hydrological processes within the Pearl River basin. As for the hydrological variation along the mainstream of the Pearl River, the water reservoirs have considerable influences on both the streamflow and sediment load variations; however, more influences seemed to be exerted on the sediment load transport. In the North River, the hydrological processes seemed to be influenced mainly by climate changes. In the East River, the hydrological variations tended to be impacted by the water reservoirs. The study results also indicated no fixed modes when we address the influences of water reservoirs on hydrological processes. Drainage area and regulation behaviour of the water reservoirs should be taken into account. The results of this study will be of considerable importance for the effective water resources management of the Pearl River basin under the changing environment. Copyright © 2011 John Wiley & Sons, Ltd.     

全新世千百年尺度气候波动机制

全新世（11. 7 ka BP）作为最年轻的地质年代,其气候变化相对晚更新世冰期稳定,但仍存在千百年尺度的气候波动。造成这些气候波动的可能有多种原因,但至今还没有统一的认识。这一时期的气候变化与人类发展有密切的关系,因此其短尺度的气候变化越来越受到学界的关注,已经开展了大量的研究。通过对文献资料分析,综述了全新世千百年尺度的气候突变的原因。全新世早期温度普遍升高主要与太阳活动变化有关,期间冰盖消融与海洋环流作用引起百年尺度的气候事件。全新世中期气温最高,但也发现多次干冷气候事件,主要为冰川活动导致。全新世晚期温度降低,主要是以火山活动导致的气候变冷。其他因素如地球轨道参数、潮汐作用、冰川作用、海洋环流等在全新世各个时期对气候造成影响。     

全新世千百年尺度气候波动机制

全新世（11. 7 ka BP）作为最年轻的地质年代,其气候变化相对晚更新世冰期稳定,但仍存在千百年尺度的气候波动。造成这些气候波动的可能有多种原因,但至今还没有统一的认识。这一时期的气候变化与人类发展有密切的关系,因此其短尺度的气候变化越来越受到学界的关注,已经开展了大量的研究。通过对文献资料分析,综述了全新世千百年尺度的气候突变的原因。全新世早期温度普遍升高主要与太阳活动变化有关,期间冰盖消融与海洋环流作用引起百年尺度的气候事件。全新世中期气温最高,但也发现多次干冷气候事件,主要为冰川活动导致。全新世晚期温度降低,主要是以火山活动导致的气候变冷。其他因素如地球轨道参数、潮汐作用、冰川作用、海洋环流等在全新世各个时期对气候造成影响。     

新疆博州地区降水量、降水日的时空变化

根据1961--2005年新疆博州4站逐日降水资料,用气候趋势系数及Monte Carlo检验、t检验研究了降水量与降水日的长期变化趋势与突变时间。结果表明：（1）博州地区年与冬季降水量均在1977年前后突变增加,夏季降水量均在1998年前后增加,大部分地区年与冬夏降水量的长期增加趋势达到0．05以上的显著性水平。（2）年降水量的增加主要是由日降水量≥0．1mm的降水日数增加造成的,其次是不同区域不同季节日降水量≥0．1mm的日平均降水量强度的增加。（3）年与冬季日降水量≥0．1mm的降水日数约在1975年前后突变增加,45a里增加了7～8d。（4）0．0mm的降水日除精河外,其余地区均在1975年前后突变减少,阿拉山口减少最多,约10．5d,其余减少3～5d。其中,秋、冬季大范围在1975年前后突变减少。（5）博河上游地区年与冬夏日平均降水强度均出现了显著的突增现象。（6）夏季日平均降水强度除精河外,其余也均在1998年前后有一次显著的突增。     

南疆盆地1 96 1—2005年气温变化特征

通过对新疆南疆盆地近45a气温变化特征分析,发现南疆盆地年平均气温在1989年开始发生暖突变。从1980年代末夜间温度开始异常升高,白天温度也随之升高,从而导致南疆盆地整体温度异常暖突变。最高、最低气温和气温日较差的变化具有明显的季节差异。在各个季节中,秋季和冬季温度的异常偏暖对年平均温度异常暖突变的贡献最大。在各种温度升高过程中,升温幅度最大的是最低气温,而最高气温的升温幅度远小于最低气温,从而日较差表现为减小的趋势。     

“7·18”济南突发性大暴雨特征

运用FY-2号气象卫星资料、NCEP再分析资料、常规资料以及自动站加密观测资料,对2007年7月18日济南市突发性大暴雨天气过程的形成发展进行了综合分析。结果显示:这次大暴雨发生在大气层结十分不稳定和高、低空急流耦合的有利大尺度环流背景下,由强烈发展的中尺度对流云团直接造成,具有明显的中尺度特征。低层冷空气南侵,触发了具有高不稳定能量的对流发展;低空强劲的西南急流直抵黄河下游一带,不仅与南下的冷空气形成强烈辐合,还将大量水汽和能量输送到该地区,使降水得以加强。     

东亚夏季风环流和雨带的季节内变化

基于常规气象要素资料及变差度方法, 分析了东亚夏季风环流的演变特征, 发现东亚地区在夏季期间存在两次明显的次季节突变, 主要表现为西太平洋副热带高压 (副高) 的两次东退北跳, 第一次是在6月中旬, 第二次是在7月下旬。由于副高与雨带密切相关, 雨带在演进过程中也呈现出两次明显的突跳, 分别对应于江淮流域至日本一带梅雨期以及中国华北和东北雨季的开始。较第一次北跳而言, 副高的第二次北跳更为明显。副高的第一次北跳主要受南海地区对流活动加强的影响, 而第二次北跳则是暖池对流活动与高纬地区环流共同作用的结果。暖池地区向东北方向传播的Rossby波列以及高纬地区东传的Rossby波通过锁相作用使得副高强烈北跳。此外, 副高与其西部边缘凝结潜热的相互作用导致副高发生季节内的低频振荡。 风场变差度的分析表明, 高纬地区对流层中低层环流的调整随着夏季季节进程逐渐减弱, 这与中高纬地区温差的变化有关。而高纬地区高层环流的调整在夏季后半期随着高度的增加却逐渐增强, 这与高层环流从夏到冬的季节变化有关。从风场相似度的变化上还可以看到, 副高第二次北跳后东亚地区呈现出明显不同的环流状态。 南半球环流对于南海及暖池地区对流活动的增强有重要影响。6月中旬, 南海与暖池地区对流活动的增强是由于南海西边界西风加强并向东扩展造成的, 这与马斯克林高压 (马高) 的加强密切相关。而在7月中旬, 澳大利亚高压 (澳高) 的增强使其东北部的越赤道气流加强, 南半球大量冷空气侵入到暖池地区, 加强了暖池地区的不稳定性以及低层的辐合, 从而使暖池地区的对流活动增强。但在夏季前半期, 暖池对流活动也可调制澳高强度与其东北部越赤道气流强弱的关系, 使得二者呈现出相反的变化趋势。南半球冬季期间, 澳高在振荡中减弱, 这与澳洲大陆下垫面温度及上游马高的能量频散有关, 前者影响澳高的变化趋势 (减弱), 而后者影响澳高的低频振荡。