塔里木盆地西南部晚白垩世——早古新世沉积环境演化:来自皮山PBX1井的地化证据

【研究目的】白垩纪与古近纪之交发生过地质历史上重大的灾变和异常事件,致使K/Pg界线成为全球最重要的地质界线之一。通过对塔里木盆地晚白垩世—早古新世沉积环境的研究,有助于重建特提斯北部盆地群塔里木盆地的古环境。【研究方法】本文通过塔里木盆地西南部PBX1井岩心的地球化学元素敏感指标研究K/Pg上下环境的变化。【研究结果】晚白垩世晚期古气候属于干热型,早古新世呈现短暂温湿型。古盐度由晚白垩世正常海洋环境向早古新世半咸水、海陆过渡盐湖环境转换,K/Pg界线位置处,古盐度达到最低值。氧化-还原环境由晚白垩世富氧→贫氧的弱氧化-弱还原环境经历了K/Pg事件之后短暂向早古新世富氧环境转化,而后整体上由贫氧的弱氧化-弱还原环境向极贫氧的还原环境演化。【结论】PBX1井地球化学元素敏感指标揭示了中生代—新生代之交灾变异常事件在塔里木盆地响应特征,也是特提斯洋北部盆地群晚白垩世—早古新世沉积环境演化的有效证据。

暖干背景下的河南春季极端雨雪天气成因分析

过渡季节的春季极端雨雪天气一直以来都是预报中的难点。利用常规地面观测、探空、多普勒天气雷达等观测资料和ERA5再分析数据,对2023年3月16日发生在河南省的一次极端雨雪天气成因进行了分析,重点关注了其极端降水及复杂雨雪相态转换成因。主要结论如下:此次过程是一次发生在暖干背景下,由高空槽东移配合低涡切变线北抬造成的极端雨雪天气,具有转折性强、降雪强度大、强降雪时段长等特点,降雪时地面气温始终维持在0℃附近,雨雪相态转换复杂;异常偏强的极端动力强迫是此次过程小时降水强度大的重要因素,这与对流层低层异常偏强的低空急流所伴随的热、动力强迫有关。另外,条件对称不稳定也在一定程度上加剧了其垂直上升运动的发展,低涡移动缓慢、回波系统走向与移向夹角较小是其降水持续较长时间的关键;过程前期气温异常偏高,15日冷空气降温为雨雪相态转换提供了可能,但河南省中、东部边界层气温仍未达到雨转雪标准,过程开始阶段对流层低层存在明显干层,与此相伴随的由降水粒子蒸发等相变过程造成的降温,是其雨转雪的重要降温机制,干层的存在及降水的持续发展,成为边界层气温能否降到0℃附近的关键,大气趋于饱和之后,固态降水粒子的融化降温在降雪相态维持中也起到了十分重要的作用。

西南地区冬季异常冷湿/暖干的气候背景分析

利用1981—2022年西南地区409个地面气象站观测资料、NCEP/NCAR和NOAA再分析资料等,分析了西南地区冬季异常冷湿/暖干配置的气候变化特征及形成机制。结果表明,全区大部分冷湿/暖干是西南地区冬季频繁出现的异常气候配置。20世纪80年代以来,全区暖干趋势显著。对流层中高层的贝加尔湖高压强(弱)和青藏高原高压弱(强)及中低层西伯利亚高压强(弱),协同构成的准正压“北正南负”(“南正北负”)环流型,是西南地区冬季冷湿(暖干)配置的关键环流背景。秋季阿留申群岛南侧、赤道东太平洋南侧和北侧,以及澳大利亚西南侧4个关键区的海温是上述异常环流型的关键前兆信号。阿留申群岛南侧海温偏高(低)可使秋、冬季亚速尔高压持续增强扩大(减弱缩小),然后通过罗斯贝波东传增强(减弱)下游贝加尔湖高压和西伯利亚高压。赤道东太平洋南侧和北侧的海温偏低(高),可共同促使东北太平洋和北大西洋低纬度地区位势高度场偏低(高),激发正(负)异常罗斯贝波源并东传减弱(增强)青藏高原高压;澳大利亚西南侧海温偏高(低),有利于高空越赤道偏南(北)风加强,进而增强(减弱)中东急流,导致青藏高原高压偏弱(强)。

增温对杉木凋落叶和宿存叶分解过程养分释放的影响——基于移位试验模拟

凋落物分解是森林生态系统养分循环的重要组成部分,为探究气温变化对杉木枯死叶片分解的影响,以杉木人工林的凋落叶和宿存叶为研究对象,采用分解网袋法,利用武夷山气温垂直分布特征,选择了620 m、1003 m、1410 m和1948 m四个海拔气温梯度,采用异地移位试验模拟增温对杉木凋落叶和宿存叶分解速率及分解过程中N、P、Mg、Ca元素释放的影响。结果表明:(1)凋落叶和宿存叶的干重残留率随分解时间的延长呈下降趋势,且在不同海拔气温下存在显著差异(P<0.05),其中凋落叶的分解速率(K)表现为K_(620 m)>K_(1003 m)>K_(1410 m)>K_(1948 m),宿存叶则表现为K_(1003 m)>K_(620 m)>K_(1410 m)>K_(1948 m)。增温缩短了凋落叶和宿存叶的半衰期和周转期。(2)增温显著影响凋落叶和宿存叶的N、P、Mg、Ca残留率(P<0.05),二者整体均表现为在T620 m下具有较低的养分残留率,而在300—360 d分解时段,宿存叶在T620 m下具有较高的P残留率。增温并未改变凋落叶和宿存叶P、Mg、Ca素的释放模式,但改变了宿存叶N素的释放模式。(3)凋落叶和宿存叶的干重残留率与N残留率呈极显著正相关(P<0.001),与P残留率呈显著负相关(P<0.05)。相较于N、P而言,Mg、Ca残留率与干重残留率间的相关性较弱。气温升高显著加快了凋落叶和宿存叶的质量损失速率及养分释放速率,促进杉木人工林生态系统的养分物质循环。研究结果为全面了解杉木枯死叶片分解过程中养分释放对气候变暖的响应机制提供科学依据。

夜间增温对灌浆期高温胁迫下小麦干物质及灌浆特性的影响

为了解灌浆期高温胁迫下小麦生产力对不同阶段夜间增温的反应,以对温度敏感性不同的两个小麦品种扬麦18(春性品种)和烟农19(半冬性品种)为试验材料,采用可移动塑料增温棚,于2021-2022年对小麦进行不同阶段夜间增温[分蘖期-拔节期增温(W T-J N)、拔节期-孕穗期增温(W J-B N)和孕穗期-开花期增温(W B-A N)]及灌浆期高温胁迫处理,比较分析了不同处理下小麦干物质积累及灌浆特性的差异。结果表明,W T-J N和W J-B N处理主要通过缩短小麦播种-开花的时长,延长灌浆期天数,增加花前干物质转运量、花后干物质积累量和花后干物质积累贡献率,进而提高了开花期和成熟期干物质积累量;促进了干物质在成熟期穗轴+颖壳和籽粒中的积累,降低了小麦茎鞘+叶片中的积累量,增产3.08%~7.62%。灌浆期高温胁迫显著降低了两个品种的产量,而与灌浆期高温胁迫处理(NH)相比,W T-J H和W J-B H处理增产1.21%~6.05%。与不增温处理(NN)相比,在W T-J N和W J-B N处理下两个小麦品种的灌浆期粒重及灌浆速率均提高,W B-A N和NH处理则降低了小麦灌浆参数。这说明分蘖期-拔节期和拔节期-孕穗期夜间增温可提高小麦开花期和成熟期的干物质积累量,促进小麦籽粒灌浆,缓解灌浆期高温胁迫对小麦生产力的不利影响,有助于小麦产量形成。

中国西北气候由暖干向暖湿转型的特征和趋势探讨

由于全球显著变暖和水循环加快 ,使得中国西北主要是新疆地区于 1 987年气候发生突然变化 ,随着温度上升 ,降水量、冰川消融量和径流量连续多年增加 ,内陆湖泊水位显著上升 ,洪水灾害也迅猛增加 ,同时 ,植被有所改善 ,沙尘暴日数锐减 ,从而改变了 1 9世纪末期至 2 0世纪 70年代的变暖变干趋势。以降水量增加超过蒸发量增加所导致的径流量增长及湖泊水位上升作为气候向暖湿转型的主要标准 ,西北地区目前的气候变化可分为 3个区域 ,即 1 )显著转型区 ;2 )轻度转型区 ;3)未转型区。作者初步认为 ,西北气候向暖湿转型可能是世纪性的 ,预期西北东部在 2 1世纪上半期也会向暖湿转变 ,但预测有较大的不确定性。

中国西北现代气候变化事实与未来趋势展望

利用西北地区建站至 2 0 0 0年常规气象观测站资料及美国NCEP/NCAR再分析全球网格点资料 ,分析了西北地区现代气候变化的特点 ,揭示了西北地区气候由暖干转向暖湿的事实 .在此基础上对未来几十年气候变化趋势作了初步估计 .

河西内陆河流域出山径流对气候转型的响应

对甘肃河西内陆河流域出山径流变化过程与趋势的研究表明 ,从 2 0世纪 80年代中后期开始 ,受西风环流降水的影响 ,祁连山区中、西部的黑河、疏勒河流域的气候环境发出了由增温变干转为变湿的讯号 ,具体表现为随着山区气温升高 ,降水量增加 ,出山径流相应增大 .采用区域气候模式预测和水文统计模式的计算 ,亦同样证实出山径流有显著的增加趋势 .但受季风影响的祁连山东部的石羊河流域则尚未出现这种转变 ,从 2 0世纪 5 0年代起 ,出山径流量持续下降 ,表明其气候环境仍向增温变干的方向发展 .

新疆气候由暖干向暖湿转变的信号及影响

目前的全球气候变暖导致了水循环加快 ,尤其干旱区水循环加快更加明显 ,降水和蒸发增加。自 19世纪末小冰期结束以来 ,新疆呈现出了与全球一致的变暖趋势 ,气候环境基本处于暖干状态之下。 1987年起新疆出现了气候转向暖湿的信号 ,尤以天山西部地区为强劲。降水量、雪冰消融量和河川径流量连续增加至今日 ,导致平原湖泊水位持续上升 ,面积逐年扩大 ,早己干涸的湖盆也出现生机。与此同时 ,洪水灾害连年发生 ,而且越来越凶猛 ,不断出现百年 ,以至千年的洪峰。此间 ,植被环境改善 ,绿洲春色盎然 ,沙漠化止步 ,沙尘暴锐减。这种气候转变前景如何 ,应该引起人们高度重视。这个问题直接关系到新疆以至大西北的经济发展、水利建设、洪旱灾害减灾、生态环境保护以及人民生活改善等。因而必须加强监测与研究 ,尽早做出正确预测 。

柴达木盆地气候由暖干向暖湿转型的变化特征分析

利用1961-2010年柴达木盆地格尔木等10个气象站的观测资料以及水文、植被等资料,研究了柴达木盆地气候由暖干向暖湿转型的变化特征。结果表明,20世纪80年代中后期柴达木盆地出现了以气温上升、降水量和径流量增加、沙尘暴日数减少、潜在蒸散量下降、湖泊水位显著上升和植被覆盖率增加为主要特征的气候由暖干向暖湿转型的事实;全球气候变暖、水循环加快、高空水汽不断增加和黑碳气溶胶浓度增加是柴达木盆地气候由暖干向暖湿转型的主要气候原因。

近代中国北方干湿变化趋势的多时段特征

利用CRU(Climate Research Unit)月降水和月平均气温资料, 通过构造一个既包含降水变化又考虑温度变化对潜在蒸发影响的干湿指标, 对我国北方近100年(1901～1998年)、 50年(1951～2002年)、 20年(1981～2002年)和近10年(1991～2002年)干湿变化趋势进行了系统的检测和分析, 突出了在全球增暖背景下温度变化对干湿变化的重要影响, 揭示了中国北方四个不同时段干湿变化趋势的基本特征.结果表明: 由于受温度升高的影响, 近100年我国西部地区降水尽管增加但并不存在变湿趋势, 而东部地区降水显著增加的地区明显呈现出变湿趋势, 显著变湿的范围较降水增加的范围大, 且强度明显增强, 这与这个地区温度的降低有关.在近50年, 100°E以东的北方地区是明显的干旱化趋势; 西北西部显著变湿的范围较降水显著增加的范围为小, 而东部干旱化区域的范围较降水显著减少的区域大.这充分说明了增暖能够减弱降水增加对地表水分收支的贡献, 也就是加剧降水减少的干旱化程度.在近20年, 新疆北部尽管降水量有所增加, 但并未改变该地区干旱化的时空格局, 也未发现显著的变湿趋势存在, 这个时段北方大部分地区仍然以干旱化趋势为主.特别值得注意的是, 在有些地区干湿指标的变化趋势与降水的变化趋势完全相反.在20年和近100年时段上, 我国西部大部分地区仍处在一个干旱化的进程中, 而华北地区在20年和50年时段上均表现为一个干旱化的趋势.

中国北方气候暖干化对粮食作物的影响及应对措施

东北、华北和西北50a来的平均气温增幅高于全国平均水平,气候变暖明显,尤其冬季增温最显著。区域增暖的极端最低气温远比极端最高气温的贡献大。东北、华北大部、西北东部降水量明显减少,平均每10a减少20—40mm,尤其春夏季减少最明显。这种趋势一直延续到20世纪90年代以后,干旱化趋势非常突出。在综述我国北方现代气候变化基本特征是暖干化的基础上,重点阐述了喜凉作物冬小麦、春小麦、马铃薯和喜温作物水稻、玉米、谷子、糜子等7种主要粮食作物的生长发育、品种熟性、种植区域与面积、产量与品质等对气候暖干化的响应特征。揭示了气候暖干化使春播作物播期提早,苗期生长发育速度加快,营养生长期提前,生殖生长期和全生育期延长;秋作物发育期推迟,生殖生长期和全生长期延长;越冬作物播期推迟,越冬死亡率降低,种植风险减少,春初提前返青,生殖生长期提早,全生育期缩短。使作物适宜种植区域向高纬度高海拔扩展;品种熟性向偏中晚熟高产品种发展;喜温作物和越冬作物以及冷凉气候区的作物种植面积迅速扩大;在旱作区种植不较耐旱的玉米、春小麦等作物种植面积受到制约。对雨养农业区的作物气候产量影响严重,尤其对不够耐旱的小麦和玉米的气候产量受影响最大;对较耐旱的谷子、糜子、马铃薯等影响较轻。从作物属性而言,对喜温作物水稻、玉米和越冬作物冬小麦有利于气候产量提高;对喜凉作物春小麦和马铃薯的气候产量将产生不利影响。同时,提出了从5个方面应对气候暖干化的技术措施,调整作物种植结构,确保粮食生产安全;根据不同气候年型调整各种作物种植比例;针对不同气候区域发展优势作物和配置作物种植格局;采取不同栽培技术和管理模式应对气候变化;采取综合配套技术提髙抵御灾害能力。为粮食作物安全生产和种植结构调整与布局提供科学依据。

三江源地区极端气候事件演变事实及其成因探究

利用三江源地区14个气象台站1962—2005年逐日气温、降水资料分析了该地区冷暖干湿极端气候事件的演变规律,探讨了其变化成因。研究表明:近44a来三江源地区气温等级由冷向暖转变,极端高温事件频繁发生,而极端低温事件则逐年减少,致使气温不断向着更高的均值状态持续增暖;尽管降水量干湿变化不甚显著,但降水的极端状况即严重干旱或暴雨事件均呈减少趋势,降水量的变化趋于稳定,降水变率减小;地形对极端气温、降水事件频次变幅的空间分布均有着较为显著的影响,且对后者的影响更为显著;高原季风、厄尔尼诺事件及高原积雪等因子的年际振荡是三江源地区极端气候事件发生频次波动的主要原因。

西北地区气候变化新动态及对干旱环境的影响——总体暖干化,局部出现暖湿迹象

近50 a来,西北地区气温呈显著的上升趋势,降水变化空间差异突出,西北地区整体暖干化趋势明显,局部出现暖湿现象。气候变暖使冰川退缩,雪线上升,冻土消融,湿地退化,湖泊萎缩,河流流量减少,水资源越来越短缺,出现生态环境恶化问题。根据IPCC预测结果分析,未来西北地区气候变暖趋势会更加明显。从保护西北地区生态环境、完善气候变化综合监测系统以及开展重点区域气候变化过程专项研究等方面提出了对策建议。

气候暖干化对中国北方干热风的影响

综述并阐明了干热风气象灾害在指标类型、时空分布、形成原因、发生环境、危害特征、防御技术等6个方面的内容,干热风危害特点具有明显温度猛增、湿度骤降的突变性和昼夜维持干热天气分不开.气候暖干化是北方现代气候变化的基本特征,气候变暖尤其使极端气温显著升高,气候变干使降水量持续偏少,出现了明显干旱化趋势.干热风发生次数与气候变暖呈显著正相关,与气候变干呈显著反相关.干热风对气候暖干化的响应十分敏感,气候暖干化使干热风发生区域扩大、次数增多、强度增强、危害加重.因此,防御干热风和干旱化危害刻不容缓.

哈密瓜片干燥特性的研究

对哈密瓜片的热风干燥和真空冷冻干燥进行了初步的研究,分析不同热风干燥温度对哈密瓜片的影响,探讨了真空冷冻干燥哈密瓜片的干燥特性,比较了两种干燥方式所得产品的形状、色泽及Vc含量.结果显示,真空冷冻干燥较适于哈密瓜片的干燥,其干制的哈密瓜片理化性质均优于热风干燥.真空冷冻干燥初步研究的主要工艺参数为:冷阱温度为-34.8℃,真空度130 Pa,加热温度为30～50℃.

陕西渭北旱塬近43年气候暖干化研究

利用 1 95 5 - 1 997年陕西渭北地区 5个县、市的气温和降水资料 ,对近 43年来陕西渭北地区气候变化特征进行了分析 .结果表明 ,近 43年来 ,陕西渭北地区温度、降水的变化呈明显多重周期波动 ,年平均气温上升 ,降水量减少 ,变旱趋势明显 。

岷江上游干暖河谷与元江干热河谷的气候特征比较研究

利用岷江上游和元江(红河上游)河谷区的多年气象观测资料,通过对两河谷区的光、热、水、风等气候因子的综合分析、比较,得出结论:两河谷区的日照时数均较多,日照充足,干热河谷的日照时数要比干暖河谷多。干热河谷的平均温度要比干暖河谷要高。两河谷均是气温的年较差较小,月较差较大;降水的地区差异大,有明显的干雨季之分,降水均集中在雨季,降水量干热河谷多于干暖河谷;两河谷均是山谷风大,定时风显著,风速均是干季大,雨季小。两河谷局地小气候均呈现复杂多样特征。在干热河谷中上段,光热资源较丰富,而水分资源不协调,导致水分构成了该地区发展的主要限制因子;而在干暖河谷中上段,光照可满足需要,热量和水分不足,构成了限制因子,特别在中段河谷的部分地区缺水更甚,干旱年份可影响到树木生长。对两河谷气候特征的对比、分析, 可为两流域在退耕还林、山地生态环境的治理和恢复提供科学依据。

程海近代气候变化的化学记录

通过对程海沉积物化学组分及其比值变化剖面的精细剖析 ,辨识了程海沉积物碳酸盐含量、Ca O/ (Mg O· Al2 O3)和 (Ca O+K2 O+Na2 O) / Al2 O3比值的环境指示意义 ,初步探讨了程海区域的气候短尺度波动。研究结果表明 ,程海区域主要表现为暖干与冷湿相交替的气候演替类型 ,且存在约 5 0

桃脆片的微波真空干燥工艺研究

为提高果蔬干制产品质量,降低干燥能耗,通过单因素及正交实验,研究了微波功率、干燥时间、物料厚度对桃脆片干燥特性的影响,确定了桃片微波真空干燥的最佳工艺条件,并将热风干燥桃片和微波真空干燥桃片在产品外观、营养成分、质构方面进行比较,结果表明:最佳工艺条件为微波功率600W,切片厚度3mm,干燥时间120min。微波真空干燥更适合于桃脆片产品的干燥,其产品的各项物理、化学性质均优于热风干燥产品。