倒数第三次冰期冰量和太阳辐射对中国东部水文气候的影响

由于缺乏可靠的降水记录,东亚季风区轨道尺度降水变化仍存在争议.本研究提供了中国东部葫芦洞一支230Th定年石笋的多指标(δ18O、δ13C、Sr/Ca和Mg/Ca)记录.该记录重建了340~261kyr BP区域水文气候历史,大致覆盖了倒数第三次冰期.δ18O记录主要受控于岁差周期,表明东亚夏季风在轨道尺度上响应于北半球夏季太阳辐射变化.δ13C、Sr/Ca和Mg/Ca之间存在显著的相关性,表明它们受共同的影响因子控制,即局地水文变化.因此它们的第一主成分可以作为反映区域降水变化的代用指标.这一综合记录与黄土高原降水记录具有显著的相似性,即在倒数第三冰期季风降水逐渐减少,与全球冰量的变化趋势一致.叠加在此长期趋势上,三个湿润时期响应于高太阳辐射,表明东亚夏季风降水受全球冰量和北半球夏季太阳辐射的综合影响.冰盖扩张和太阳辐射降低导致经向温度梯度提高和西风带的南移,从而缩短了梅雨和夏季降雨持续时间.降水重建与石笋δ18O记录的差异表明,后者主要反映与季风环流相联系的东亚夏季风总体强度,但不直接反映洞穴地点的降水量变化.

基于深度学习的全球热带气旋生成预测模型及其可解释性分析

热带云团可能发展为热带气旋并造成重大的人员伤亡和经济损失,准确预测热带气旋生成对于早期预警至关重要.面向深度学习方法应用于热带气旋生成预测时仅使用单一时刻的预测因子、未考虑海气相互作用、模型可解释性低的问题,本文构建了基于Swin Transformer的热带气旋生成预测模型(Tropical Cyclogenesis Prediction-Net,TCGP-Net),其采用卷积操作和注意力机制编码时空特征,捕捉预测因子的时空演化信息.该模型考虑了包括海表温度在内的多变量的海气耦合作用.此外,本文利用因果推断和积分梯度法,验证了该模型预测因子的有效性并对模型的决策过程进行了可解释性分析.该模型使用GridSat遥感数据和ERA5再分析资料进行训练,实验结果表明该模型具有较高的准确性和稳定性,提前24小时预测热带气旋是否生成的检测率为97.9%,虚警率为2.2%,远好于现有模型.这说明其可作为预测热带气旋是否生成的可靠工具.

北京地区雷电灾害天气系统的动力-微物理-电过程观测研究

在国家"973"项目"雷电重大灾害天气系统的动力-微物理-电过程和成灾机理"(简称:雷暴973)资助下,2014~2018年连续五年在北京组织开展了雷电(也称闪电)灾害天气系统的暖季综合协同观测实验,旨在获得对北京及周边城市群区域的雷电天气系统特征和规律的实际认识,探索雷电资料在数值预报模式中的同化方法,以期改进雷电重大灾害天气系统的预报效果.主要观测设备包括:由16个子站构成的雷电(全闪)三维定位系统、2台X波段双线偏振多普勒雷达和4台激光雨滴谱仪等,协同观测还充分利用了中国气象局在京津冀地区的中尺度气象观测网.观测结果表明,受地形和环境条件影响,飑线和多单体雷暴是影响北京地区的两类主要的雷电灾害天气系统,它们除产生频繁的雷电活动外,还常伴随突发性局地短时强降水和冰雹,造成城区突发洪涝灾害.雷电密度的高值区位于北京昌平区东部、顺义区的中部和东部以及中心城区.超强雷暴(占总雷暴数的5%)、强雷暴(占比35%)和弱雷暴(占比60%)对总雷电分布的贡献分别为37%、56%和7%.北京城区的热岛效应对过境雷暴增强产生了重要作用,超强雷暴在中心城区的雷电频数可以高达每分钟数百次.雷电活动与雷暴云的热动力、微物理特征之间存在紧密联系,因此雷电频数可以作为冰雹、短时强降水等灾害性天气的指示因子.在对流可分辨数值预报模式中,建立并引入雷电资料同化方案,通过调整或修正模式的热动力和微物理参量,可明显提高模式对强对流和降水的预报效果.

基于新的合成流体包裹体方法对成矿金属在熔体-流体相间分配行为的实验研究

岩浆挥发相出溶过程中各组分在熔体-流体相间的分配行为对于岩浆热液矿床的形成具有重要的控制作用.由于传统实验方法对成矿金属在熔体-流体相间分配行为的研究难以保持体系的封闭性,严重制约了人们对元素在熔体-流体相间分配行为及其控制因素的认识.本研究尝试采用在硅酸盐玻璃中合成流体包裹体的新方法,即通过硅酸盐玻璃颗粒大小(200~400μm)控制硅酸盐玻璃内合成直径为数十微米的流体包裹体,从而确保在微米尺度上快速达到成矿金属在熔体-流体相间的局部扩散和分配平衡.在此基础上,结合LA-ICP-MS微区分析技术来研究成矿金属在熔体-流体相间的分配行为,有效避免了传统方法实验过程中可能存在的成矿金属与贵金属容器间的合金效应、成矿金属在熔体-流体相间扩散和分配不平衡以及淬火再沉淀等因素对实验结果的影响.通过锡在熔体-流体相间分配系数的初步测定,证实了该方法是研究各类成矿金属在熔体-流体相间分配行为的有效手段.最后,对该方法的应用前景进行了初步展望,以期能够在岩浆热液演化过程中金属元素在熔体-流体相间分配行为的研究中得到广泛应用.

心房颤动——当今面临的挑战

在过去数年里，临床和科撞方面对心房颤动(房颤)的关注明显增加，有关这一论题的出版物数量迅速、稳定的增长就是证明。虽然已有一些新方法治疗遮一心律失常一但大多数房颤患者仍然不得不忍受这一心律失常，包括其不良后果和症状，房颤无疑是虽迫切需要有更好治疗方法的一种心律失常。为了达到这一目的，就需要更深刻地认识房颤的机制．以便开发直接影响这一基础病理生理机制的治疗措施。