洞穴滴水、石笋中元素及元素比值对气候环境变化响应的研究进展     

马源  殷建军  袁道先 《地质论评》2022,68(3):2022062017-2022062017

滴水/石笋元素是除δ18O和δ13C,研究气候环境变化的又一重要代用指标。外界气候环境变化通过改变表层岩溶带和岩溶含水层中的水文环境,甚至洞穴环境,进而影响元素的溶解、运移和沉淀过程,从而使得滴水/石笋中元素表现一定的变化规律。本文通过分析影响洞穴滴水元素及元素比值变化的因素：元素来源、水—岩相互作用和滞留时间、差异性淋滤、先期碳酸盐沉淀及分配系数的基础上,从元素对岩溶区“二元结构”和极端天气/气候事件响应的角度,探讨了滴水/石笋中元素的气候环境指示意义。取得了以下认识：① 强降水带来的冲刷作用和溶解作用,促进土壤和基岩中元素、胶体和天然有机质（NOM：Natural Organic Matter）等物质在短时间内快速溶解和运移,使滴水中元素含量增加;但随着降水增多带来的稀释作用,使得滴水/石笋中Mg,Sr和Ba等元素含量降低,因此,单一元素的解译较为复杂;② 但基岩/溶液中元素溶解和沉积的差异,导致元素相对含量的变化,使得元素X/Ca比值对外界环境的响应具有同一性,尤其是Mg/Ca和Sr/Ca比值：在干旱条件下,降水减少导致方解石先期沉积（PCP：Prior Calcite precipitation）作用增强,使Mg/Ca和Sr/Ca比值增大。但目前存在着一些问题：① Mg/Ca和Sr/Ca比值变化对强降水事件的响应并不明显,可能与新、老水混合及元素溶解过程中的溶解比例差别不大有关;② 多源、多期混合水源会导致洞穴滴水元素对极端事件响应减弱;③ Mg/Ca和Sr/Ca的变化为解释δ18O的“雨量效应”及“源效应”提供了见解,但元素变化能否反映季风强度的变化,仍有待进一步的研究。基于以上认识,笔者提出开展更加系统的大气—土壤—包气带—洞穴的监测;开展更高分辨率、更长时间尺度的洞穴监测;开展多区域、多洞穴系统对比研究来更加深入地开展洞穴石笋元素研究。  相似文献   

1960—2014年淮河流域极端降水发生时间的时空特征     

潘欣  尹义星  王小军 《高原气象》2019,(2):377-385

利用淮河流域25个分布相对均匀站点的逐日降水资料,借助线性趋势、圆形统计、EOF分析等方法对1960—2014年流域的极端降水发生时间的时空特征进行分析。研究表明:(1)淮河流域极端降水发生时间主要集中在7月中下旬,并表现出明显的年际振荡。流域平均的极端降水发生时间表现出提前趋势,但未达到0. 05显著性水平。发生时间集中程度随年份上升,上升趋势达到了0. 05显著性水平。综合分析表明,流域7月份发生极端降水的可能性增大。(2)流域极端降水发生时间在空间上由西南向东北逐渐推迟,大部分站点发生时间呈微弱提前的趋势,该分布规律与梅雨和台风的影响有关,而提前趋势与20世纪90年代以来我国主雨带的年代际北移有关。(3)流域极端降水发生时间的EOF分析结果显示,第一模态空间典型场呈"西北-东南"反位相分布;第二模态空间典型场呈一致性分布,分别揭示了流域极端降水发生时间在空间上的分异特征和近似一致性分布特征。  相似文献   

1960-2011年辽宁省大暴雨时空分布特征   总被引：2，自引：0，他引：2  

杨青  韩秀君  高松影  阎琦  卢秉红  田莉 《气象与环境学报》2015,31(1):34-42

利用1960-2011年辽宁省61个国家气象站地面20-20时降水及逐小时降水观测资料,统计分析辽宁大暴雨时空分布特征。结果表明：辽宁省年平均大暴雨日数为6.5 d,年平均影响范围为17.5站次,两个大暴雨多发区分别位于辽宁东南部和南至西南沿海地区。辽宁东南部大暴雨多发区由于受台风、江淮气旋、华北气旋和蒙古气旋等多种系统及地形影响,易出现区域性和局地性大暴雨,大暴雨发生次数较多,降水量变化较大;降水量和降雨强度极值均较大,大暴雨中心出现在凤城,降雨强度最大达212 mm/h^-1。南至西南沿海大暴雨多发区易受台风和华北气旋及地形影响,以区域性大暴雨为主,降水量和降雨强度极值也较大,但最大降水量和降雨强度极值均与大暴雨日数的中心不一致。区域性大暴雨的降水量极值对大暴雨降水量极值的贡献最大。大暴雨平均降雨强度的逐时变化呈单峰型分布,08时降雨强度达最强,20时降雨强度最弱。辽宁省大暴雨日集中出现在7月下旬至8月上旬,8月大暴雨日略多于7 月。最早和最晚区域性大暴雨均是受江淮气旋影响,并出现在辽宁省南部地区。大暴雨日数具有明显的周期变化,主要年代际变化周期为10 a。区域性和局地性大暴雨主要周期分别为36 a和10 a。预计未来6 a辽宁省仍处于大暴雨较多的阶段,并可能多以局地性大暴雨的形式出现。  相似文献   

西南地区极端降水变化趋势   总被引：7，自引：3，他引：4  

罗玉  范广洲  周定文  华维  李金建 《气象科学》2015,35(5):581-586

利用西南地区90个气象台站1970-2010年逐日降水量资料,依据世界气象组织(WMO)定义的连续5d最大降水量、总降水量、强降水比等6种极端降水指数,采用F检验、11a滑动平均等统计方法,研究了西南地区极端强降水变化趋势的时空变化特征。在时间上,西南地区近41年来冬、春、夏季连续5d最大降水量缓慢波动上升,秋季连续5d最大降水量呈下降趋势;强降水、降水强度及强降水比呈上升趋势,但总降水量和最长持续无降水日数呈减少趋势;另外,各极端降水指数还存在明显的年际、年代际变化。在空间上,西南地区极端降水变化趋势具有显著的地域差异,呈东西或西北东南向梯度变化特征。其中冬季连续5d最大降水量、降水强度、强降水比及最长持续无降水日数,在西南大部分地区呈增加趋势。秋季连续5d最大降水量与总降水量在西南大部分地区呈减少趋势。而春、夏季连续5d最大降水量和强降水的增减区域大致相当。  相似文献   

中国东部地区夏季极端高温的特征分析   总被引：6，自引：2，他引：4  

梁梅  吴立广 《气象科学》2015,35(6):701-709

利用中国东部地区449个气象站的日最高气温资料,应用趋势分析法等,分析了1960-2012年夏季极端高温日数、持续高温日数的时空变化特征。分析发现:北方地区、华南地区和杭州湾周围地区两个高温指数都呈现增加趋势,长江与黄河之间的中部地区都减小。而在长江下游南部地区极端高温日数显著增加,但持续高温日数却明显减少。从季节特征上看,淮河以北的地区两个高温指数主要集中在6、7月;而以南的区域主要集中在7、8月。各个地区的这两个高温指数与降水日数均呈现显著的负相关,但南北有明显的差异,北方地区负相关的在年际变率以及5 a尺度都很显著,而中部地区则只在年际尺度上显著。杭州湾与华南地区持续高温日数与降水日数的相关体现在5 a尺度上。北方极端高温的显著增加与该地区降水日数与降水量明显减少密切相关。西北太平洋副热带高压显著的西伸,与东南地区的两个高温指数的变化有关。  相似文献   

近50年拉萨日照时数的变化特征   总被引：9，自引：2，他引：7  

杜军  周明君  罗布次仁  次仁德吉  路红亚 《气象科技》2007,35(6):818-821

采用气候倾向率方法对拉萨1953～2005年的年、季节日照时数变化趋势分析表明,近50年来拉萨年日照时数和各季节日照时数都存在不同程度的减少趋势,年日照时数以每10年27.6h倾向率减少,且这种减少的趋势在增大,主要表现在夏、秋季。20世纪50～80年代年日照时数均为正距平,90年代以负距平为其主要的年际变化特征;90年代夏季日照明显偏少,60年代冬季日照充足。年日照时数90年代末出现异常偏少年,夏季日照时数仅在2000年出现了异常偏少现象,而冬季日照时数多异常年份,主要发生在50年代。年平均总云量减少趋势明显,低云量下降趋势显著。  相似文献   

华东地区极端降水动力降尺度模拟及未来预估   总被引：1，自引：1，他引：0  

魏培培  董广涛  史军  张博文 《气候与环境研究》2019,24(1):86-104

利用CMIP5（Coupled Model Intercomparison Project Phase 5）数据集中的全球模式IPSL-CM5A-LR及其嵌套的区域气候模式WRF（Weather Research and Forecasting）,分别评估了模式对1981~2000中国华东区域极端降水指标的模拟能力,并讨论了RCP8.5排放情景下21世纪中期（2041~2060年）中国华东极端降水指标的变化特征。相比驱动场全球气候模式,WRF模式更好地再现了各个极端指数空间分布及各子区域降水年周期变化。在模拟区域气候特点方面,WRF模拟结果有所改进,并在弥补全球模式对小雨日过多模拟的缺陷起到了明显的作用。21世纪中期,华东区域的降水将呈现明显的极端化趋势。WRF模拟结果显示年总降雨量、年大雨日数、平均日降雨强度在华东大部分区域的增幅在20%以上;年极端降雨天数、连续5 d最大降水量的增幅在华东北部部分区域分别超过了50%和35%,同时最长续干旱日在华东区域全面增加;且变化显著的格点主要位于增加幅度较大的区域。未来华东区域会出现强降水事件和干旱事件同时增加的情况,降水呈现明显的极端化趋势,且华东北部极端化强于华东南部。  相似文献   

三个全球气象灾害数据库对比及展望     

王毅  杨舒楠  张立生  曹勇  尹宜舟 《气候变化研究进展》2022,18(2):253-260

针对气象相关灾害,对3个主要全球灾害数据库进行了概述,包括比利时鲁汶大学国家灾害流行病研究中心的紧急灾害数据库(EM-DAT)、德国慕尼黑再保险公司的自然灾害数据库(NatCat)和瑞士再保险公司的数据库(Sigma),比较了各灾害数据库在建设目的、收录标准及灾害种类划分上的差异.E M-D AT由于能够访问下载,在国...  相似文献   

A newly-discovered GPD-GEV relationship together with comparing their models of extreme precipitation in summer   总被引：3，自引：0，他引：3  

丁裕国  程炳岩  江志红 《大气科学进展》2008,25(3):507-516

It has been theoretically proven that at a high threshold an approximate expression for a quantile of GEV （Generalized Extreme Values） distribution can be derived from GPD （Generalized Pareto Distribution）. Afterwards, a quantile of extreme rainfall events in a certain return period is found using L-moment estimation and extreme rainfall events simulated by GPD and GEV, with all aspects of their results compared. Numerical simulations show that POT （Peaks Over Threshold）-based GPD is advantageous in its simple operation and subjected to practically no effect of the sample size of the primitive series, producing steady high-precision fittings in the whole field of values （including the high-end heavy tailed）. In comparison, BM （Block Maximum）-based GEV is limited, to some extent, to the probability and quantile simulation, thereby showing that GPD is an extension of GEV, the former being of greater utility and higher significance to climate research compared to the latter.  相似文献   

Heatwaves in Europe: areas of homogeneous variability and links with the regional to large-scale atmospheric and SSTs anomalies   总被引：1，自引：1，他引：0  

Andrea F. Carril  Silvio Gualdi  Annalisa Cherchi  Antonio Navarra 《Climate Dynamics》2008,30(1):77-98

This work presents a methodology to study the interannual variability associated with summertime months in which extremely hot temperatures are frequent. Daily time series of maximum and minimum temperature fields (T _max and T _min, respectively) are used to define indexes of extreme months based on the number of days crossing thresholds. An empirical orthogonal function (EOF) analysis is applied to the monthly indexes. EOF loadings give information about the geographical areas where the number of days per month with extreme temperatures has the largest variability. Correlations between the EOF principal components and the time series of other fields allow plotting maps highlighting the anomalies in the large scale circulation and in the SSTs that are associated with the occurrence of extreme events. The methodology is used to construct the “climatology” of the extremely hot summertime months over Europe. In terms of both interannual and intraseasonal variability, there are three regions in which the frequency of the extremely hot days per month homogeneously varies: north-west Europe, Euro-Mediterranean and Eurasia region. Although extremes over those regions occur during the whole summer (June to August), the anomalous climatic conditions associated with frequent heatwaves present some intraseasonal variability. Extreme climate events over the north-west Europe and Eurasia are typically related to the occurrence of blocking situations. The intraseasonal variability of those patterns is related to the amplitude of the blocking, the relative location of the action centre and the wavetrain of anomalies downstream or upstream of the blocking. During June and July, blocking situations which give extremely hot climate conditions over north-west Europe are also associated with cold conditions over the eastern Mediterranean sector. The Euro-Mediterranean region is a transition area in which extratropical and tropical systems compete, influencing the occurrence of climate events: blockings tend to be related to extremely hot months during June while baroclinic anomalies dominate the variability of the climate events in July and August. We highlight that our method could be easily applied to other regions of the world, to other fields as well as to model outputs to assess, e.g. the potential change of extreme climate events in a warmer climate.  相似文献