青藏高原末次快速隆升与“亚澳”陨击事件

黄土、山前磨拉石年代学最新研究成果表明青藏高原及其相邻山脉最晚一期 ,也是最强烈的隆升事件发生在早更新世晚期 (0 .9～ 0 .8MaB .P .)。这是一次由于印度板块脉冲式陆内俯冲 (A型 )引起的“挤压隆升” ,而不是重力均衡引起的“伸展隆升”。它对中亚及我国西部广袤区域盆 -岭地貌的形成、盆地中 -新生界构造变形和大范围的干旱与沙漠化起了决定性的影响。 0 .9～ 0 .8MaB .P .期间发生在印度洋洋中脊三联点附近 (6 7°E ,2 0°S)的“亚澳”陨击事件 ,很可能是引起印度洋快速扩张、导致印度板块在锡瓦利克带强烈俯冲 (A型 ) ,并引起了青藏高原0 .9～ 0 .8MaB .P .快速隆升的大陆动力学背景。其影响不止于印度洋周边 ,而且还涉及西南太平洋。 0 .9MaB .P .前后引起全球气候变化的“中更新世革命”(MPR)、“西太平洋暖池”的形成以及 0 .78MaB .P .布容期与松山期地磁极性倒转 (B M界限 )的发生都可能与此有关。

亚澳季风区水汽输送季节转换特征

利用NCEP/NCAR1957～2001年45年逐日的再分析资料,从地面开始积分计算整层的水汽输送通量,从气候平均的角度分析了亚澳季风区大尺度水汽输送的季节转换演变特征。分析发现,亚澳季风区水汽输送由冬季向夏季的季节转换的基本特征是:夏季大值输送带的建立及其自西向东伸展,伴随着斯里兰卡低涡活动、自南向北的越赤道输送和副高的东撤、南海夏季风建立等一系列天气气候事件;而冬季形势的建立则是副高南侧东风输送带的西伸,伴随夏季大值输送带的断裂、西撤,最后形成亚洲低纬东风输送带,进而形成由北向南的越赤道输送以及澳大利亚和南印度洋夏季风水汽输送。伴随着冬、夏季节转换,中南半岛以西和以东地区的西风水汽输送的经向移动表现出完全不一样的特征,表明印度季风和东亚-西太平洋季风的形成机制有很大不同。

BCC大气环流模式对亚澳季风年际变率主导模态的模拟

利用观测海温驱动下的北京气候中心大气环流模式(BCC-AGCM)1979—2000年的模拟数据,从亚澳季风(A-AM)年际变率的角度,对该模式的性能进行了分析。通过季节依赖的EOF分析方法(S-EOF)得到观测第1模态,与ENSO从暖位相向冷位相的转变相联系,并伴随东南印度洋和西北太平洋的降水异常随季节变化。该模态具有准2a和4—6 a周期的谱峰。分析结果显示,BCC模式可以很好地模拟出第1模态的时间变化特征,及其与ENSO位相的同步关系。但是,模式模拟的降水空间型与观测存在偏差,这主要是由于模式对环流场模拟的偏差造成的,具体表现在西北太平洋(WNP)反气旋和南印度洋(SIO)反气旋的季节锁相模拟偏差。前者与模式模拟的环流场整体偏东有关,后者是由于SIO反气旋的发展和衰亡过程受印度洋局地海气相互作用影向,而单独大气模式则无法合理地反映这一过程。另外,模式模拟的第一模态降水空间型在夏季效果较差,原因在于模式模拟的夏季平均降水量存在偏差,尤其是东南印度洋的降水量模拟偏少。进一步分析表明,这可能与对流参数化方案的选择有关。

耦合模式FGOALS_s模拟的亚澳季风年际变率及ENSO

本文评估了中国科学院大气物理研究所大气科学和地球流体力学数值模拟国家重点实验室(LASG/IAP)新一代耦合气候模式FGOALS_s对亚澳季风和ENSO的模拟。结果表明,FGOALS_s可以模拟出亚澳季风的主要气候态特征。FGOALS_s模拟的ENSO事件振幅为观测值的70%,同时它合理再现了ENSO周期的非规则性。FGOALS_s可以定性模拟出ENSO的主要空间特征。当赤道东太平洋SST升高时,印度洋和西太平洋海表面气压升高,而东太平洋海表面气压降低。FGOALS_s的主要缺陷在于模拟的ENSO峰值多出现在春季和夏季。与ENSO振幅偏小相反,FGOALS_s模拟的亚澳季风年际变率振幅大于观测。但是观测中亚澳季风年际变率与ENSO暖位相的显著负相关关系,在模式中没有得到合理再现,原因部分可归之于耦合模式在ENSO锁相模拟上的缺陷。由于模式模拟的ENSO峰值出现在北半球春季和夏季,Walker环流异常下沉支移动到西北太平洋,其激发出的异常反气旋位置较之观测要偏东,导致印度季风降水和El Nio的负相关关系不显著;在北半球冬季,由于模式中的赤道东太平洋SST暖异常较弱,亚澳季风响应也偏弱。此外,由于赤道东太平洋SST异常向西伸展,观测中位于澳洲季风区的辐散中心向西偏移,最终导致模式中澳洲季风降水与ENSO的负相关同样不显著。

澳大利亚高压的年际变化及其对应的亚澳季风

利用NCEP/NCAR再分析资料,分析了1948-2002年澳大利亚高压(简称澳高,下同)的年际变化及其对亚澳季风环流系统的影响.结果显示,澳高存在明显的年际变化,当澳高偏强时,亚澳季风环流系统其他各成员(100～160°E高、低层越赤道气流,近赤道ITCZ,西太平洋副热带高压,梅雨锋,南亚高压,近赤道东风急流,季风经圈环流,Hadley环流等)也随之得到加强,从而导致整个亚澳季风环流系统的增强.

亚澳季风区水汽收支时空分布特征

用1980～1989年NCEP/NCAR再分析资料计算了亚澳季风区视水汽汇并分析了其水汽收支时空分布特征。结果表明,该研究范围水汽收支的典型空间分布型为南北型,即南半球澳大利亚季风区与北半球亚洲季风区相反的分布形势,而且这种分布形势有明显的季节变化。冬季北半球亚洲季风区为水汽源,110～135 E之间大陆桥附近、80 E附近及40～50 E之间的三支越赤道水汽输送通道将北半球水汽输送到南半球澳大利亚季风区及南印度洋,成为水汽汇,夏季南半球澳大利亚季风区和南印度洋为水汽源,上述三支越赤道水汽输送通道实现与夏季反向的水汽输送,将水汽由南半球输送到北半球亚洲季风区,此时亚洲季风区为水汽汇。春季和秋季赤道辐合带为主要的水汽汇,亚澳季风区无明显越赤道水汽输送。

亚澳季风区大气视热源的季节演变特征

对1950-2000年平均的亚澳季风区大气热源的季节演变和突变特征进行分析。结果发现,亚澳季风区热带低纬的大气热源区随季节由冬到夏而自南半球向北半球移动,在盛夏达到最北,强度也最强,并在春末与北半球中纬度的热源区汇合,到秋季开始南撤;东亚季风区和印度季风区大气热源的冬夏型间转换的过度季节都较短,冬夏型间转换具有明显的突变性,而印度季风区大气热源的冬季型维持时间明显比夏季型要长;亚澳季风区内大气热源的年较差以亚洲季风区的热源年较差最显著,澳大利亚北部次之。

T_（BB）资料所揭示的亚澳季风之季节循环特征和年际异常

文章利用日本ＧＭＳ所观测的黑体辐射温度ＴＢＢ资料研究了亚澳季风的季节循环特征，结果表明：ＴＢＢ资料在相当大的程度上确能反映低中纬环流系统的变化，它不仅再次证实了已有的关于亚澳季风季节进退的认识，并且揭示了一些新的现象，从而给出了一幅亚澳季风系统季节循环的完整图象．另外，文章还就ＴＢＢ双赤道低值带的形成，以及由ＴＢＢ资料所反映的亚澳季风之年际异常特征进行了研究．

澳大利亚植被覆盖对亚澳季风影响的数值模拟(I):对澳洲气候及冬季风的影响

通过澳大利亚植被绿化和沙漠化的数值试验,对植被覆盖变化引起的地方性气候变化及对半球尺度环流的影响进行了探讨.结果表明,澳洲大陆植被覆盖变化可显著影响地方性温湿和降水,大陆中西部绿化可使大陆东部显著降温,局地水汽增加对温度变化影响显著.绿化引起的中东部降水增加与地表粗糙度增加引发的水汽辐合增强,垂直上升运动增强引发的对流旺盛有关系.局地温湿和环流的变化通过大气定长波的经向传播影响了越赤道气流的强弱,进而对亚澳冬季季风系统降水产生了影响.研究表明, 绿化使低层南北半球越赤道气流略微增强,增加了北半球冬季寒潮深入南半球内部的几率,并引起了澳洲大陆北部沿岸的气流明显增强,季风槽南移,降雨带区域性的南移,增加了气旋干扰深入内陆的几率,降水发生的频率增多; 沙漠化则引起澳洲大陆增温显著,由于局地下沉运动抑制了对流,造成了陆上降水的减少,通过波的外传,引起了100°～110°E和120°～130°E的低层越赤道气流的变弱和澳大利亚季风槽降水的减少.

亚澳“大陆桥”地区降水和对流的季节变化及其与海温的关系

使用日本气象厅提供的 1980～ 1997年TBB资料、NCEP/NCAR 4 0a再分析资料及CMAP降水资料 ,分析了亚澳“大陆桥”地区降水和对流活动特征及其影响因子 ,发现苏门答腊地区降水和对流具有明显的季节变化。 4月底～ 5月初(2 5候 )雨区沿“大陆桥”和中南半岛西海岸迅速北移 ,对流也有类似特征 ,正是对流移动的突然加速 ,对随后中南半岛对流增强有直接影响。进一步研究表明 ,苏门答腊地区对流的强 (弱 )与海温异常及纬圈环流的变化相联系 ,由于正好位于两个热力直接环流 (Walker和反Walker)耦合区的苏门答腊地区对流增强 ,使得垂直环流的上升支增强 ,导致整个环流强度发生变化 ,引起赤道西风增强 ,进而影响中南半岛对流爆发。

从经向气流看亚澳季风的季节区域特征

利用1979~2003年的NCEP/NCAR再分析资料探讨了亚澳季风区经向气流的季节性分支和结构特征.结果表明,亚澳季风区经向气流的垂直斜压结构由冬到夏发生季节性转向,即从冬季时的低层北风、高层南风转换为夏季时的低层南风、高层北风.季节反向的经向气流主体偏向北半球,其区域差异性在对流层中低层更为显著.以印度半岛和中南半岛为界,亚洲热带季风区中低层经向气流在冬夏季均呈现三通道特征,与此相应,亚澳季风区自西向东存在三支相对独立的经向环流分支,且冬夏季的差异均很显著,如冬季的中心高度自西向东递减、夏季的经向跨度自西向东递增等.

亚澳季风与长江中游夏季降水的关联

分别用850 hPa风场、200 hPa风场、纬向风垂直切变、经向风垂直切变为左场,长江中游夏季(6—8月)降水场为右场,进行SVD分析。结果表明:亚澳季风环流与长江中游夏季降水密切相关,主导的亚澳季风环流与长江中游夏季降水的关系,依1月、4月、7月时间先后次序大致为亚洲冬季风偏弱(强),当年北澳夏季风偏弱(强)、北澳冬季风建立偏晚(早)、北澳冬季风偏弱(强),当年亚洲夏季风偏弱(强)→长江中游夏季降水偏多(少)。

T_（BB）资料揭示的亚澳季风区季节转换及亚洲夏季风建立的特征

采用日本气象研究所提供的ＴＢＢ资料分析了亚澳季风区的季节转换及亚洲夏季风建立的特征。发现４月份季节转换就已开始，５—６月是季节突变时期，６月份亚洲地区夏季风形势完全建立。冬季位于苏门答腊的对流中心由冬入夏沿着海洋大陆“大陆桥”和中印半岛系统地向北偏西移动，由此引起的大尺度环流改变导致了东南亚和印度地区夏季风的建立．而南海－百太平洋地区夏季风的建立则与中印半岛对流的活跃及副热带ＴＢＢ高值带（相应于西太平洋副高）的连续东撤紧密相关．

青藏高原冬季冷暖与亚澳季风之异常

利用日本ＧＭＳ所观测的ＴＢＢ资料研究了青藏高原冬季冷暖与亚澳冬夏季风的联系。指出，高原西南部冬季异常暖时，副热带夏季风雨带偏北，江南、华南对流受到抑制，海洋大陆、西北和西南低纬太平洋等地对流活跃，表明热带西太平洋夏季风和印尼－北澳冬季风活跃，赤道西太平洋下沉运动发展，这些特征从冬到夏具有很强的持续性。还用１９８５年个例分析进一步证实了上述结论。研究还表明：高原西南部和东北部冬季热状况的年际变化呈反相关。因此。

亚澳季风区内水汽汇的准两年振荡及其与大气环流的关系

利用1950—2000年大气视水汽汇资料,分析了亚澳季风区内水汽汇准两年振荡的变化特征及其与大气环流的关系。亚澳季风区内水汽汇有显著的准两年振荡,其关键区位于西太平洋暖池、孟加拉湾、东南印度洋和西南印度洋.它们对应3种遥相关型。当暖池水汽汇偏强时,我国华南为偏北风距平,东亚季风区水汽汇偏弱:印度洋水汽汇距平呈现为偶极子分布,东南印度洋附近水汽汇偏强时,东南印度洋至赤道西印度洋为偏西风距平,赤道西印度洋水汽汇偏弱;孟加拉湾水汽汇偏强时,孟加拉湾至西南印度洋为偏南风距平,西南印度洋的水汽汇偏弱。反之亦然。

亚澳季风区的水汽输送特征

用1950-2004年NCAR/NCEP再分析资料计算得到逐日垂直积分水汽输送通量矢量Q,然后进行月平均处理,分析了亚澳季风区的水汽输送特征。结果表明,北半球冬季,亚洲季风区低纬地区为东北风水汽输送,它经过赤道偏转为西北风水汽输送,将水汽输送到澳大利亚季风区和低纬南印度洋。北半球夏季,澳大利亚季风区和低纬南印度洋为东南风水汽输送,它经过赤道偏转为西南风水汽输送,将水汽输送到亚洲季风区。夏季的水汽输送要比冬季强盛得多。无论是冬季还是夏季,赤道上存在两个显著的水汽经向输送大值区,分别在35°-65°E和100°-135°E。冬季100°-135°E的平均值稍强;夏季35°-65°E的平均值远大于100°-135°E的水汽输送值,这说明夏季索马里越赤道气流在亚、澳季风区之间的水汽交换中占主要地位。两支越赤道水汽输送是相互独立的。每支越赤道水汽输送本身在冬、夏季存在显著负相关,当冬季从亚洲季风区向澳大利亚季风区和低纬南印度洋的水汽输送偏强时,接下来的夏季,从澳大利亚季风区和低纬南印度洋向亚洲季风区的水汽输送也偏强;反之亦然。

亚澳地区油气形势及对我国的影响

亚澳地区天然气的资源潜力大于石油。石油储、产量分别仅占世界的0.9%和3.8%,且近年来呈下降趋势;石油消费量占世界的4.9%,且呈上升趋势。而天然气储、产量分别占世界的4.4%和4.8%。曾是重要石油输出国的印尼、澳大利亚已成为原油净进口国,曾大量输出原油的越南也将变成原油进口国,区内总体的原油进口量将日趋增大。新加坡是区内最大的原油进口国,但同时出口大量油品,出口对象是区内其他国家和东北亚。亚澳地区天然气的出口以LNG方式为主,澳大利亚、印尼、马来西亚、文莱是主要出口国,其出口量将大幅增长,主要输往东北亚的日、韩、中国大陆和台湾省以及区内其他国家。中国与这一邻区有着非常密切的经济关系,亚澳地区油气形势的变化对我国油气进出口将产生相当大的影响。中国从亚澳地区进口的原油将进一步减少,但油品互补贸易仍将居重要地位,LNG的进口会有大幅增长。

参加亚澳地区氡气测量比对的总结

中国辐射防护研究院(CIRP)和香港大学放射同位素研究所(RIU)的两个实验室于1987—1988年参加了由澳大利亚辐射实验窒(ARL)组织的亚澳地区氡气测量的国际比对。本文报告这两个实验室参加这次比对的情况和比对结果。

北半球冬季亚澳振荡与亚澳地区气候的关系

再分析资料的EOF结果揭示,冬季亚澳季风区对流层上层位势高度场存在着南北反相变化的振荡——亚澳振荡(AAD),并定义亚澳振荡强度指数(AADI)。通过相关和合成分析,结果表明,冬季亚澳振荡与同期北半球冬季亚澳地区天气、气候之间存在显著相关。在年际尺度和年代际尺度上,AAD与同期北半球冬季亚澳地区气温、降水的异常显著相关,在年际信号上叠加年代际信号后,该指数与亚澳地区的气温和降水的相关更为显著。冬季亚澳振荡强年对应着同期冬季鄂霍次克海高压(阿留申低压),东亚大槽和阿拉斯加脊以及极锋急流偏强;高低纬度之间的经向环流增强,副热带急流偏南偏强。这种关系本质上反映出了亚澳季风系统不仅是海陆温差的产物,也受到对流层上层温度南北差异的强迫。