树轮最大密度记录的吉尔吉斯斯坦天山山区公元1650年以来的7-8月温度变化

利用吉尔吉斯斯坦天山山区3个采样点的雪岭云杉树轮最大密度数据建立区域树轮最大密度年表（RC）。气候响应分析发现,区域树轮最大密度年表与7-8月平均温度显著相关。在此基础上,利用区域树轮最大密度年表重建了吉尔吉斯斯坦天山山区自1650年以来的7-8月温度变化,重建方程的方差解释量高达45．3％（Radj^2=44．7％,N=95,F=77．029）。重建结果显示,在过去的346a中吉尔吉斯斯坦天山山区7-8月平均温度的异常高温年份为40a,异常低温年份为46a,且存在11个低温时段（16501654,1662-1678,1693-1703,1779-1794,1801-1805,1811-1819,1834-1854,1882-1910,1917-1923,1952-1975和1986-1992年）和11个高温时段（1655-1661,1679-1692,1704-1778,1795-1800,1806-1810,1820-1833,1855-1881,1911-1916,1924-1951,1976-1985和1994-至今）。突变和周期分析揭示该地区的温度变化受到了火山、太阳活动和海陆气交互作用的共同影响。此外,在过去的346a来气候以暖干／冷湿为主,近20a来出现了明显暖湿化趋势。     

河北柳江盆地柳江村上石盒子组露头研究

目前资料对柳江盆地上石盒子组沉积特征的描述比较简略,针对这种情况,本团队详细考察了柳江村小北山露头,以期揭示上石盒子组更多的沉积特征。通过对3条剖面进行分层,并详细描述岩层的岩性特征和沉积构造,认为该露头发育有侧积体和典型的牛轭湖,为曲流河沉积体系。根据河相经验公式算出其弯曲度大于1.7,为高弯度曲流河。在演化过程中,曲流河的规模逐渐变小,同时经历了频繁改道和迁移。此项研究对于实习教学和河流构型研究均有参考价值。     

沁水盆地南部中高阶煤高压甲烷吸附行为

煤层气吸附作用是发生在煤基质内表面的物理过程,而煤岩复杂孔裂隙网络为高压甲烷吸附提供了丰富的空间。开展沁水盆地南部高阶煤30℃高压甲烷等温吸附实验,结合煤岩煤质参数与孔隙特征参数,通过改进的D-R模型分析了煤岩性质、孔隙特征与吸附参数的相关性。煤岩性质对最大吸附能力和吸附热参数的影响是多因素叠加的综合效应,而最大吸附能力与微孔体积,吸附体积校正参数与大中孔比表面积呈较好的正相关性,表明甲烷分子在煤基质内表面会根据孔径尺度大小呈现不同的吸附方式。据此提出高压甲烷在煤基质微孔中呈紧密堆积状态而在大中孔中呈多层分子堆叠状态的新认识,为进一步研究煤层气吸附机理提供了新的思路。     

我国东南和华北季风区树轮气候和环境变化研究进展

我国东南和华北季风区的树木年轮学研究已经经历了30多年的风雨历程,取得了显著的成效,总体上可以分为3个阶段。第一阶段为1990年代及之前,主要工作为树轮宽度和树轮化学。树轮宽度研究引入了交叉定年技术,但对树木生长对气候响应的规律认识不明确;树轮化学方面建立了树轮与树下土壤之间金属元素含量的对数线性关系方程,为采用树轮中金属元素恢复环境污染史打下了良好基础。第二阶段为2000年代,树轮宽度研究在东南地区缓慢发展,在华北地区发现树木生长受到水分胁迫;树轮化学方面开始尝试建立污染历史与污染源之间的关系。这段时间一个显著的进展是树轮碳同位素研究的开展,认识到树轮碳同位素包含大气CO₂浓度与气候要素信息。第三阶段为2010年以来,这段时期树轮宽度研究取得了爆发式增长,大量研究发现中低海拔树木生长对冷季温度显著响应、中高海拔对暖季温度显著响应,还有一些样点的树木生长同时受到冷季和暖季温度的影响,东南地区仅有零星点上的树木生长受到水分条件的制约,而华北地区树木生长主要受到水分的胁迫;同时,引入树轮氧同位素的研究工作,氧同位素主要反映暖季的水分条件,对具体过程也给予了较多关注;树轮化学有了一定的发展,但是仍需要开展大量的测试工作,才能解决测试数据的可重复性、元素的横向迁移等污染史重建研究中的关键问题。

     

基于高斯束理论的有限频核函数计算

相对于常规射线层析速度建模,基于波动理论的层析速度建模考虑了波的带限特性,反演分辨率更高.波动理论层析的核心在于波路径(有限频核函数)的计算.文中详细介绍了一种基于高斯束算子计算有限频核函数的方法,分析了初始束宽度和高斯束出射角度间隔对计算精度的影响;并针对高斯束近源处误差较大的缺陷,提出了改进的束参数以提高近源精度;详细分析了初始束宽度和角度间隔对改进高斯束方法的影响及改进高斯束的聚焦特性;数值算例验证了该方法在缓变介质中计算有限频核函数的可行性,计算效率较高且可处理回折波的核函数.     

宁阳县蒋集镇彩山小流域水土保持技术研究

该文分析研究了彩山小流域的区域坡度和土壤特性,并根据区内土壤性质划分出4个小区域,即:自然坡度在20.～25°内为V1区,15°～20°内为V2区,10°～15°内为V3区,5°～10°内为V4区,分别反映了不同的土壤等级及土壤抗冲能力.同时,也研究出了一个系统化、理论化的科学依据i=V1035B,并对所有砂石山区水土保持治理工作具有借鉴性和实用性.     

基于树轮资料的天山和阿尔泰山历史气候变化序列集成重建研究

为了解天山和阿尔泰山长期气候变化特征,利用基于树轮资料的25条历史气候序列,集成重建了天山和阿尔泰山近150 a的年降水量和夏季气温变化情况。结果显示：20世纪上半叶是天山区域极端气候年份频现时期,而阿尔泰山极端气候年份在20世纪上下半叶分布数量相当且在19世纪下半叶相对较少。两个山系极端低值气候年份的一致性更好,且与部分历史记录吻合。天山在过去150 a内大致经历了5个偏干时期和5个偏湿时期,以及3个偏冷时期和3个偏暖时期;阿尔泰山则经历了5个偏干时期和6个偏湿时期,以及4个偏冷时期和4个偏暖时期。此外,除均存在2～6 a左右的变化周期外,天山年降水量重建序列存在27～30 a和38～39 a的变化周期,夏季平均气温重建序列存在10.5 a、53.5 a和63.7 a的变化周期;阿尔泰山夏季均温存在12.6 a的变化周期。分析表明,ENSO对天山和阿尔泰山年降水量有显著影响,而太阳黑子数与阿尔泰山夏季气温呈滞后负相关关系。     

基于树轮宽度的太白山地区春季干湿变化重建

秦岭为我国气候分界线和南水北调中线重要水源地,太白山为其最高峰,了解太白山区域的过去干湿变化特征对气候变化机制研究和未来水资源持续利用具有重要意义。基于秦岭太白山地区太白红杉树木年轮资料及其附近的宝鸡、眉县气象站1959—2016年气象数据进行分析,重建了1852—2016年春季(3～5月)SPEI值,分析了近165 a太白山春季干湿变化特征及其与大尺度环流变化关系。结果表明:(1)太白山地区太白红杉径向生长主要受春季气候限制;与春季SPEI值相关性最高,达到-0.72(P<0.01),重建方程方差解释量为51.8%(调整自由度后为51.0%)。(2)重建结果表明,近165 a来,有29 a春季为湿润年份,有23 a春季为干旱年份,分别占比为17.58%和13.94%。极端干旱年份为1892年、1929年、1945年和2006年,极端湿润年份为1881年、1921年和1990年,其中1892年(-1.73)和1881年(1.53)分别为最干旱和最湿润的年份。(3)重建结果得到了周边地区干湿变化重建结果和历史文献灾害记载的验证;太白山地区干湿变化可以准确表征大区域干湿变化且存在2....     

改进的最优窗宽理论对年径流量的插值预测研究——以黄河利津等站为例

针对小样本数据造成年径流量预测效果不理想的情况,以及非对称和非正态资料的处理问题,引入信息扩散和模糊映射思想,同时运用遗传算法改进最优窗宽理论,建立了新的扩散插值模型。该模型通过对零散数据点的信息进行模糊扩散,进而实现对有限数据点信息向其邻近区域点的概率插值。选取黄河利津站为例,根据其近70 a(1942—2011年)径流量实测数据,进行了缺损数据的插值和预测试验,同时与正态扩散插值模型进行对比分析,结果表明:1)预测值能较好地模拟实际径流序列的波形变化,对丰水年(如2007年)和枯水年(如2009年)的预报都比较准确;2)中长期预报(10a)平均相对误差仅为11.59%,相较传统方法有较大的改进;3)以黄河流域2个站点(花园口和兰州)和长江流域的3个站点(朱沱、宜昌和大通)年径流量预测试验以及海温资料的插值试验作为补充,验证了该算法的有效性和普适性。该模型可为实际水文数据资料的客观分析和中长期预报提供参考。