青藏高原如角高温地热系统构造-热耦合成热模式

【研究目的】地表热异常的形成无外乎两方面原因:异常的热源及异常的热传递方式。“厚壳”与“热壳”共存,是青藏高原高温地热系统与一般汇聚板缘型地热系统的最大差异。部分熔融(热)作为“热壳”中的异常热源,断裂系统(构造)作为“厚壳”中的对流传热通道,清晰刻画两者空间关系,探讨构造-热耦合成热模式,可能是完善“厚壳”与“热壳”共存下青藏高原特色成热理论的重要途径。【研究方法】本次研究以萨嘎县如角沸泉为例,运用大地电磁测深、音频大地电磁测深。【研究结果】探测断裂系统与部分熔融的空间关系;结合已有地球物理、地热地球化学研究,建立如角沸泉构造-热耦合成热模式;并以断裂系统的交汇处为目标体,布设两口生产井。【结论】如角式构造-热耦合成热模式具有普适性,对于完善青藏高原特色成热理论及提高地热勘查成功率具有重要意义。

青藏高原调控区域能量过程和全球气候的机理

本文总结了中国国家自然科学基金委重点项目“青藏高原调控区域能量过程及其影响机理”的研究进展。着重阐明了春夏季伊朗高原和青藏高原(TIP)地表热通量特征及变化原因、TIP上空独特的水汽、云宏观和微观垂直结构,以及降水和云辐射效应;在夏季两个高原地区的感热加热存在相互影响和反馈,形成观测到的加热与大气垂直环流之间的准平衡耦合系统,由此提出了TIP系统(TIPS)的概念;项目还从天文和水文的角度佐证了TIPS对亚洲夏季风的影响,揭示TIPS导致上对流层暖、下平流层冷的南亚高压的形成机理及TIPS影响北半球环流和印度洋海气相互作用的物理过程;揭示TIPS系统对南亚高压年际变化的影响,提出高原位涡强迫激发中国东部激烈天气过程的一种新机制。此外还揭示了CMIP5模式对高原表面温度模拟存在冷偏差的原因和其中的物理过程,这是大气环流与冰雪反照率的动力耦合的结果。

夏季亚洲大地形双加热及近对流层顶位涡强迫的激发Ⅱ：伊朗高原-青藏高原感热加热

基于诊断和数值模拟,研究了夏季青藏高原和伊朗高原热力强迫的相互作用,其对亚洲副热带季风区水汽通量辐合的贡献及对欧亚大陆上空高对流层顶和平流层低层冷中心形成的影响.结果表明两大高原感热加热存在相互影响和反馈,伊朗高原感热加热减少青藏高原的表面加热,而青藏高原的感热加热则增加伊朗高原的表面加热;形成了观测到的伊朗高原感热加热-青藏高原感热加热和凝结潜热释放-大气垂直环流之间的准平衡耦合系统(TIPS),影响大气环流.青藏高原上的感热-潜热相互反馈在这个TIPS耦合系统中起主要作用.两大高原感热加热对其他地区的影响有相互加强也有相互抵消;青藏高原感热加热引发的对亚洲副热带季风区水汽通量辐合贡献率为伊朗高原感热影响的2倍以上;伊朗高原和青藏高原的感热加热共同作用对亚洲副热带季风区的水汽辐合作出最主要的贡献.TIPS的加热作用使对流层温度升高,并抬升了其上空的对流层顶,造成了那里平流层下层温度偏低;与欧亚大陆大尺度热力强迫共同作用,形成了对流层上层的暖性但在平流层下层为冷性的强大的反气旋环流南亚高压,从而影响区域和全球的天气气候.

滑坡型堰塞湖形成与保留条件分析——基于文献总结和青藏高原东缘南北向深切河谷研究

在青藏高原东缘的南北向深切河谷内发育大量大型的、可保留万年甚至数万年的古堰塞湖沉积.是什么原因促使这些古堰塞湖形成和长久保留呢？本文从构造、气候、堰塞湖结构、构造等方面探讨了该问题.从构造地貌角度来看,青藏高原向东的构造挤出作用控制了其东缘特殊的南北向河流系统.该系统流经区域具有频发的地震和复杂的深切河谷地貌,是形成大型堰塞湖的有利位置.当堰塞湖形成后,其体积、集水区面积、堰塞坝的高度、长度、内部结构均影响着堰塞湖的稳定性.大型的、串珠状堰塞湖构成大型的、连续的“阶梯-深潭”系统,形成重要的河流裂点,有效的消耗了水流动能,延缓堰塞湖的损坏.从气候角度来看,四万年以来气候变化与堰塞湖的形成及保留关系密切.40～25ka的间冰阶降雨丰富、高原湖面升高、河流卸载能力较强.这一时期丰富的降雨和河流深切作用易引起滑坡和堵塞事件.25～15ka的冰期,河流卸载能力减弱而堆积能力增强,有利于堰塞湖的保存.全新世以来,气候变暖伴随着冰川融化与河流卸载能力增强,促使早期堰塞湖发生快速消亡.从堰塞坝的组成来看,地震引起的滑坡和岩崩是堰塞坝重要物质来源,可形成良好而坚固的堰塞坝体.其受到流水切割易出现窄深型溃口,使得湖相地层以阶地形式保留下来.最后,本文从地球系统的角度谨慎的探讨了堰塞湖这一特殊地表剥蚀-沉积过程所蕴含的构造-气候耦合的意义.