不同大气强迫作用下陆面模式CAS-LSM多年冻土活动层厚度模拟与不确定性研究     

李锐超  谢瑾博  谢正辉 《气候与环境研究》2021,26(1):31-44

冻土在气候系统中起重要作用,研究并揭示冻土时空变化对于增加陆气相互作用的理解具有重要意义。本研究利用包含土壤冻结融化界面动态变化的陆面过程模式CAS-LSM（Chinese Academy of Sciences Land Surface Model）,采用0.9°（纬度）×1.25°（经度）分辨率,结合4种大气强迫数据（全球土壤湿度项目强迫数据集GSWP3、美国国家大气研究中心/美国国家环境预报中心强迫数据集CRU-NCEP、普林斯顿全球强迫数据集Princeton、全球变化以及水文观测项目强迫数据集WFDEI）针对1960～2009年进行全球模拟,研究不同大气强迫作用下多年冻土活动层厚度变化趋势及其不确定性。通过与活动层厚度观测数据比较,陆面过程模式CAS-LSM模拟的活动层厚度与观测值比较接近。结果表明:在1960～2009年期间,不同大气强迫作用下多年冻土活动层厚度基本呈现增加的趋势,基于强迫数据WFDEI模拟的活动层厚度增加趋势最大。不同大气强迫数据模拟的活动层厚度区域平均和变化趋势范围为1.1～1.25 m和0.27～0.51 cm/a,相对变化的不确定性范围为11.2%～23.5%。其中青藏高原地区、北美地区、欧亚大陆北部地区的活动层厚度区域平均和变化趋势范围分别为2.26～2.81 m、1.07～1.31 m、1.32～1.48 m和0.47～1.0 4 cm/a、0.29～0.48 cm/a、0.25～0.55 cm/a。通过对地表温度以及气温的变化趋势分析表明:大气强迫数据中气温的差异是造成这些差异的主要原因。  相似文献   

Plant drought tolerance trait is the key parameter in improving the modeling of terrestrial transpiration in arid and semi-arid regions   总被引：1，自引：0，他引：1       下载免费PDF全文

Xintao Liu  Xingjie Lu  Shulei Zhang  Zhongwang Wei  Nan Wei  Shupeng Zhang  Hua Yuan  Wei Shangguan  Shaofeng Liu  Jianfeng Huang  Lu Li  Xiulan Ye  Jinxuan Zhou  Wenke Hu  Yongjiu Dai 《大气和海洋科学快报》2022,15(1):35-41

陆面过程蒸腾作用的模拟制约着天气,气候降水预测的精确度.近几十年来,为了更好地描述植被蒸腾的水力约束,陆面过程模式发展了基于植物性状的植物水力胁迫方案.然而,我们对于植物性状在蒸腾模拟中的地位仍然缺乏了解,植物性状对蒸腾的重要性仍需进一步量化.本研究利用Morris方法评估植物性状参数在通用陆面模式植物水力胁迫方案(CoLM-P₅₀HS)中的重要性,针对17种植物性状,筛选出最为重要的:耐旱性状(P₅₀),气孔性状,和光合作用性状.在12个FLUXNET站点中,参数的重要性由归一化敏感度来衡量.P₅₀的重要性随着降水的减少而增加,而气孔性状和光合作用性状的重要性则随着降水的减少而减少.在干旱或半干旱地区,P₅₀比气孔性状和光合作用性状更重要,这意味着当植物经常经历干旱时,水力安全策略比植物生长策略更关键.而耐旱性状的巨大变异性进一步暗示了多种植物水力安全策略的共存.忽视P₅₀的变异性可能会对陆面过程模式蒸腾作用的模拟造成严重误差.因此,为了更好地表示植物水力功能的变异性,需要增加对耐旱性状的观测并耦合到陆面模式中.  相似文献   

基于慢特征分析方法研究陆地表面气温变率的驱动力          下载免费PDF全文

朱丽飞  孙诚  李建平  张静  刘雨森  宫湛秋 《大气科学》2022,46(3):520-540

慢特征分析（SFA）方法可以从非平稳时间序列中提取出慢变的外强迫信息。近年来,SFA方法被应用于气候变化研究领域,用于探究气候变化的潜在驱动力及相关的动力学机制。本文基于SFA方法,提取全球陆地表面气温（LSAT）的慢变外强迫信息,研究全球LSAT慢变驱动力的空间结构特征及低频变率的主要驱动因子。SFA方法提取的LSAT慢变驱动力与历史时期全球辐射强迫（GRF）和全球海表温度（SST）的主模态（大西洋多年代际振荡AMO、热带太平洋ENSO变率和太平洋年代际振荡PDO）有显著的相关关系,表明全球大部分地区LSAT的变率受到GRF和三个SST模态的显著影响。GRF对LSAT变率的影响有全球一致性的特征,而三个SST模态对LSAT变率的影响则呈现出明显的区域特点。此外,由于SFA方法可以有效降低原始LSAT序列中随机噪声的干扰,GRF和SST模态对LSAT变率的解释方差显著提高,进一步表明GRF和SST模态是全球LSAT低频变率主要的驱动因子。最后,利用历史海温驱动AGCM试验（即AMIP试验）的结果,验证了三个SST模态对区域LSAT变率的显著影响。  相似文献   

再分析资料和陆面数据同化资料土壤湿度产品在中国北方地区的适用性评估          下载免费PDF全文

刘维成  徐丽丽  朱姜韬  段伯隆  孙义  郑涛 《大气科学学报》2022,45(4):616-629

土壤湿度是地球系统模拟的重要参数之一,准确获得其时空分布和变化特征是研究陆-气相互作用的基础。再分析资料和陆面数据同化资料均可提供全球或区域高分辨率土壤湿度产品,但在使用前需要对其进行评估分析。利用土壤湿度观测数据,计算ERA5、ERA5-Land、NCEP-DOE R2、CRA40再分析资料和GLDAS-Noah、GLDAS-CLSM、CLDAS陆面数据同化资料土壤湿度产品与观测数据的中位数、模拟偏差、相关系数等统计指标,并分季节和气候区讨论不同土壤湿度产品在中国北方地区的模拟效果。结果表明:整体来看,CRA40与观测值的相关性最好,ERA5和ERA5-Land分别对干中心、湿中心模拟效果更好,GLDAS-Noah对于较干土壤地区模拟略偏湿,CLDAS对较湿土壤地区模拟结果以系统性偏干为主,NCEP-DOE R2和GLDAS-CLSM模拟效果较差;ERA5、ERA5-Land、NCEP-DOE R2、GLDAS-Noah和CLDAS在所有季节均为模拟正偏差,春季模拟效果较好的是CRA40、ERA5-Land,夏季和秋季ERA5-Land、ERA5和CRA40与观测值相关性较好,不同产品模拟的冬季土壤湿度和观测值相关性是全年中最小的;不同土壤湿度产品在干旱区以模拟偏湿为主,GLDAS-Noah模拟效果最佳,但模拟土壤湿度峰值和谷值的出现时间较观测较早,GLDAS-Noah、CRA40、ERA5能较好模拟季风区干、湿土壤的持续时段和土壤湿度变化振幅,大部分产品能模拟出夏季风影响过渡区较干土壤和较湿土壤的出现时间。  相似文献   

华北汛期降水长期变化规律研究新进展          下载免费PDF全文

刘海文  袁帅  杨朝虹  武凯军  朱玉祥  林一骅 《大气科学学报》2022,45(5):700-712

华北汛期降水的年代际减少,一直是气候学领域关心的重要课题之一。本文扼要回顾了华北汛期旱涝研究的最新代表性成果,主要包括华北汛期起讫的客观识别、华北汛期降水多时间尺度的变化特征、华北汛期降水变化与大气遥相关型的关系,以及华北汛期降水量增多趋势的停滞等。在此基础之上,归纳和总结了该领域需要继续深入研究的问题,如：华北汛期起讫时间的统一性;在华北汛期降水年代际变少的归因分析中,其年际振荡成分衰减的物理原因;华北汛期降水年代际变多趋势停滞的原因;华北汛期降水何时恢复增多等科学问题。  相似文献   

阿拉善地块东北缘狼山地区大红山组沉积时代、物质来源及区域构造意义     

林灿楠  解国爱  田荣松  王博  张庆龙 《地质论评》2022,68(3):781-796

阿拉善地块位于中亚造山带南缘,是研究中亚造山带南缘二叠纪构造背景及演化的关键地区。本研究在阿拉善地块东北缘狼山地区野外调查的基础上,对狼山地区大红山组地层进行古流向、碎屑锆石LA-ICP-MS U-Pb定年和砂岩碎屑组分分析。研究表明砾石最大扁平面倾向为SWW—NWW,指示大红山组地层沉积时的古水流的流向总体呈现自西向东,推测大红山组砾石主要来自狼山西部地区。砂岩中碎屑锆石最小年龄峰值为275 Ma和278 Ma,表明大红山组沉积时代不早于中二叠世早期。砂岩的碎屑组分分析和碎屑锆石年龄谱指示大红山组可能来自于晚古生代诺尔公—狼山弧,砾石的古流向分析和碎屑锆石年龄谱推测大红山组砾石极有可能来自于阿拉善地块前寒武纪变质基底。结合诺尔公—狼山构造带晚古生代大陆岩浆弧的存在,认为二叠系大红山组地层沉积于弧背前陆盆地的构造背景。  相似文献   

华南鹰扬关构造带的大地构造属性与构造演化过程：基于构造解析的认识   总被引：1，自引：0，他引：1  

夏元  陈家驹  徐先兵 《地质论评》2022,68(2):2022030025-2022030025

北北东向鹰扬关构造带位于华南板块西南部,其大地构造属性尚存在蛇绿混杂岩、裂谷带与陆内构造变形带之争。笔者等在物质组成与年代学综述的基础之上开展了详细的构造解析,厘定了鹰扬关构造带的大地构造属性和构造演化过程。鹰扬关构造带主体由新元古代中—晚期岛弧型安山岩和玄武岩、裂谷型双峰式火山岩、盖帽碳酸盐岩与泥砂岩等物质组成。不同时代和不同岩性的混杂是新元古代晚期裂谷和伸展构造背景下重力作用的产物。新元古代沉积混杂岩在显生宙经历了广西期、印支晚期与燕山期造山作用的叠加,导致了不同岩块之间往往呈断层接触。广西期（450~415 Ma）造山作用使新元古代沉积混杂岩发育近E—W向紧闭褶皱和逆断层并被花岗岩侵位。印支晚期（227~220 Ma）造山作用导致NNE向鹰扬关构造带的形成,表现为NNE—SSW向褶皱、逆断层与左旋韧性剪切带。燕山期造山作用使鹰扬关构造带中NNE—SSW向断裂发生构造活化,强烈的正断作用和右行走滑控制了白垩纪上叠盆地的发育。综合物质组成、年代学和构造解析证据,鹰扬关构造带不是新元古代或早古生代蛇绿混杂岩,而是印支晚期陆内构造变形带,不具有板块缝合带的大地构造属性。  相似文献   

柴北缘东段及周缘侏罗系发育特征及其对构造活动的响应     

冯怀伟  许淑梅  王大华  肖永军  张关龙  曾治平  王千军  王金铎 《地质论评》2022,68(4):2022082003-2022082003

为研究柴北缘东部及周缘侏罗系发育特征及其对构造活动的响应,笔者等基于柴北缘东段红山、霍布逊及德令哈凹陷侏罗系野外地质调查,通过地层接触关系追踪、二维地震资料解释以及岩性岩相突变特征分析,同时与中国西北地区其他典型的盆地侏罗系发育特征进行对比分析,研究表明,在中国西北多个板块的相互作用的构造背景之下,柴北缘东段燕山期构造运动Ⅰ幕发生在早—中侏罗世,以古地理与古构造环境较为均一、发育粗碎屑凹陷、每个凹陷内具有幕式沉积充填特征,与中国西北其他盆地对比,此幕构造运动波及面大,但强度较弱,推测与中国西北周边各板块碰撞造山之后的伸展作用相关;燕山期构造运动Ⅱ幕发生在晚侏罗世—早白垩世,此幕构造运动导致古地理与古构造环境向新的环境转变,以中—上侏罗统之间的角度不整合、白垩系及晚侏罗统的残缺不全为特征,推测与拉萨地块与欧亚板块碰撞以及蒙古—鄂霍茨克洋的关闭及Kolyma—Omolon地块的碰撞有关。  相似文献   

华北克拉通东南部太古宙英云闪长岩—奥长花岗岩—花岗闪长岩形成及演化     

刘磊  康诗胜  刘恒  胡天杨  周炜鉴  张云飞 《地质论评》2022,68(4):2022082013-2022082013

华北克拉通是世界范围内少数保存有大量太古宙英云闪长岩—奥长花岗岩—花岗闪长岩（TTG）及多期次岩浆事件记录的克拉通之一,相关研究对揭示全球太古宙时期壳—幔动力学演化过程具有重要的指示意义。本文在华北克拉通东南部归纳总结了52个太古宙时期TTG岩石样品的有效地球化学资料。根据地区与岩石成因差异,将样品主要分为三类：霍邱、五河地区低铝、低压型TTG岩石,鲁西（C带）、丰县张河地区中铝、中低压型TTG岩石以及登封地区高铝、高压型TTG岩石。华北克拉通东南部的TTG片麻岩经历了两期明显的地壳生长事件：2. 95~2. 70 Ga,2. 58~2. 48 Ga（峰值为约2. 52 Ga）。主、微量数据表明,华北克拉通东南部的TTG片麻岩主体源于低钾镁铁质岩石的部分熔融,并且源区可能受到来自于壳—幔相互作用的影响。其中,霍邱、登封地区的TTG分别受到流体、熔体交代作用;鲁西和张河地区则同时受到熔体和流体交代作用。霍邱地区TTG片麻岩形成于约2. 70 Ga,成因可能受鲁西地区地幔柱垂向构造的影响;太古宙末期,鲁西及张河地区与登封地区TTG片麻岩的形成具有一定联系,主要表现为受洋内岛弧地体侧向的洋内俯冲与弧陆碰撞增生控制,并经历了区域麻粒岩相变质作用。  相似文献   

孔兹岩带古元古代中期构造背景：来自卓资地区～2.2Ga紫苏碱长花岗岩的证据     

连光辉  徐仲元  任云伟  冯帆  薛吉祥 《岩石学报》2022,38(3):676-692

麻粒岩-紫苏花岗岩杂岩在华北克拉通孔兹岩带内分布较广但研究程度较低,本文对孔兹岩带东部卓资地区大什字紫苏碱长花岗岩进行了详细的岩相学、地球化学和地质年代学研究,探讨了其形成时代、岩石成因及构造背景,为孔兹岩带构造演化及孔兹岩系沉积环境提供约束。SHRIMP锆石U-Pb测年结果表明大什字紫苏碱长花岗岩形成于古元古代中期(～2.2Ga),并经历了古元古代晚期构造热事件及～1.89Ga变质作用叠加改造。岩石具有铁质、钙碱性至碱钙性、准铝质至弱过铝质特征,具有较高SiO₂、Na₂O+K₂O、Ga、Zr含量及FeO~T/(FeO~T+MgO)值,低Al₂O₃、CaO、MgO、 Sr、Cr含量及较高的全岩锆石饱和温度(835～887℃,平均860℃),与A型花岗岩指标相近。样品呈现平坦的右倾型稀土元素配分模式和弱的负Eu异常,富集K、Rb、Ba、Zr、Hf,亏损Sr、Nb、Ta、P、Ti。综合研究表明大什字紫苏碱长花岗岩是在弧后伸展背景下幔源岩浆上涌导致英云闪长质、花岗闪长质地壳岩石部分熔...  相似文献