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晚更新世以来轨道尺度东亚夏季风环流和降水演化的解耦

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Science Bulletin 2023年第9期68卷 897-901,M0004页

作者：靳立亚 Andrey Ganopolski Matteo Willeit 鹿化煜陈发虎张肖剑 School of Atmospheric Sciences Chengdu University of Information TechnologyChengdu 610225China Key Laboratory of Western China’s Environmental Systems(Ministry of Education) College of Earth and Environmental SciencesLanzhou UniversityLanzhou 730000China Potsdam Institute for Climate Impact Research Potsdam 14412Germany School of Geography and Ocean Science Frontiers Science Center for Critical Earth Material CyclingNanjing UniversityNanjing 210023China Alpine Paleoecology and Human Adaption Group Key Laboratory of Alpine EcologyInstitute of Tibetan Plateau ResearchChinese Academy of SciencesBeijing 100101China

晚更新世以来东亚夏季风轨道尺度演化特征和物理机制存在很大争议,洞穴石笋氧同位素等记录揭示过去64万年以来东亚夏季风的演化,以约2万年周期为主,响应于低纬夏季太阳辐射引起的海陆热力差异变化;而黄土磁化率和10Be等记录揭示过去80... 详细信息

晚更新世以来东亚夏季风轨道尺度演化特征和物理机制存在很大争议,洞穴石笋氧同位素等记录揭示过去64万年以来东亚夏季风的演化,以约2万年周期为主,响应于低纬夏季太阳辐射引起的海陆热力差异变化;而黄土磁化率和10Be等记录揭示过去80万年以来东亚夏季风变化以10万年周期为主,受高纬冰盖波动和大气CO_(2)浓度的影响.基于地球系统模式CLIMBER-2在地球轨道参数驱动下进行的过去300万年地球系统模拟试验显示,过去80万年以来东亚夏季风环流与受夏季风影响的降水存在明显的解耦现象:即2万年周期变化的东亚夏季风环流和10万年周期交化的东亚夏季风降水,分别响应于岁差和CO_(2)浓度变化.本研究揭示了地球气候系统内部过程,尤其是碳循环对东亚夏季风响应地球轨道变化具有重要调节作用.

关键词：晚更新世以来地球轨道周期变化夏季风

东亚季风区石笋δ^(18)O解译:基于夏季风与夏季风降雨的思考

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地质科技通报 2022年第5期41卷 308-314,323页

作者：殷建军中国地质科学院岩溶地质研究所自然资源部/广西岩溶动力学重点实验室广西桂林541004

近些年,对于东亚季风区石笋δ^(18)O的气候环境指示意义的争论较多,主要在东亚季风区石笋δ^(18)O代表夏季和风强度、夏季风降水还是水汽源变化。基于中国东部华北地区降水与长江中下游地区降水反相变化和长江中下游地区降水与菲律宾海... 详细信息

近些年,对于东亚季风区石笋δ^(18)O的气候环境指示意义的争论较多,主要在东亚季风区石笋δ^(18)O代表夏季和风强度、夏季风降水还是水汽源变化。基于中国东部华北地区降水与长江中下游地区降水反相变化和长江中下游地区降水与菲律宾海降水反相变化(遥相关),从年际-年代际到千年-轨道尺度对石笋δ^(18)O与夏季风降水、厄尔尼诺-南方涛动(ENSO)的相互关系进行了探讨分析。通过对比石笋δ^(18)O记录与华北和梅雨区降水,发现石笋δ^(18)O偏负对应华北降水增加,梅雨区降水减少;石笋δ^(18)O偏正对应华北降水减少,梅雨区降水增加。这种对应关系不仅存在年际-年代际尺度,而且在千年-轨道尺度同样存在,石笋δ^(18)O不仅反映夏季风强弱变化,同时与中国东部区域降水关系是明确对应的。通过降水的空间相互关系,发现ENSO活动主要通过影响中国东部降水的空间分布格局而作用于石笋δ^(18)O。La Ni a态导致南海及菲律宾海对流加强,西太副高位置偏北,长江中下游地区梅雨期缩短,华北夏季降水增加,东亚季风区石笋δ^(18)O偏负。El Ni o态,南海和菲律宾海对流受到抑制,西太副高位置南移,长江中下游地区梅雨期延长,华北夏季降水减少,东亚季风区石笋δ^(18)O偏正。另外,水汽源分析发现,菲律宾海水汽输送对东亚季风区降水及降水δ^(18)O贡献相对较小。因此,综合分析认为,东亚季风区石笋δ^(18)O主要反映了亚洲夏季风的强弱变化。

关键词：石笋δ^(18)O 东亚季风区夏季风厄尔尼诺-南方涛动指数(ENSO) 梅雨区菲律宾海

夏季风影响过渡区陆面蒸散发对夏季风活跃度的响应

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中国沙漠 2023年第5期43卷 139-154页

作者：李宏宇张强岳平曾剑郭晓楠河北地质大学河北省农业干旱遥感监测国际联合研究中心/土地科学与空间规划学院河北石家庄050031 中国气象局兰州干旱气象研究所甘肃省干旱气候变化与减灾重点实验室/中国气象局干旱气候变化与减灾重点开放实验室甘肃兰州730020 成都信息工程大学大气科学学院高原大气与环境四川省重点实验室四川成都610225

在东亚夏季风影响过渡区,陆面蒸散发(Evapotranspiration,ET)时空变化对夏季风活动响应规律的研究对理解陆地水热循环过程至关重要。本研究利用夏季风过渡区及邻近区域14个陆面观测站点的蒸散发观测数据评估了6种常用蒸散发全球产品的... 详细信息

在东亚夏季风影响过渡区,陆面蒸散发(Evapotranspiration,ET)时空变化对夏季风活动响应规律的研究对理解陆地水热循环过程至关重要。本研究利用夏季风过渡区及邻近区域14个陆面观测站点的蒸散发观测数据评估了6种常用蒸散发全球产品的适用性,并对它们在过渡区的年际变化进行了比较。评估表明,JRA-55(Japanese 55-Year Reanalysis)可以较好模拟站点尺度的蒸散发,而且能够合理刻画过渡区平均蒸散发的长期年际变化,因此将JRA-55作为蒸散发参考数据集。在理解过渡区蒸散发时空变化的基础上,考察了陆面蒸散发对夏季风活动的响应特征。为识别东亚夏季风在影响过渡区的活跃度和活动规律,引入夏季风持续时间,该指数较常用的夏季风强度指标能更合理地反映过渡区夏季降水和夏季风活动的年际变化特征。本研究发现陆面蒸散发在年际时间尺度上与夏季风持续时间的散点呈现近似对数/幂函数曲线。在弱夏季风年,蒸散发年际变化对夏季风持续时间更为敏感。对蒸散发和夏季风持续时间进行集合经验模态分解,结果显示出夏季风活动在3年、年代际和长期趋势上显著影响蒸散发。未来气候情景下,东亚夏季风系统的活跃度很可能将增强,这会加速陆面蒸散发等水循环过程,同时对流域水资源和生态系统的稳定性将会产生重大影响。

关键词：夏季风过渡区蒸散发模拟能力持续时间

中国北方全新世沙尘暴演化:从自然驱动转向人为驱动

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Science Bulletin 2021年第24期66卷 2516-2527,M0004页

作者：陈圣乾刘建宝王鑫赵爽陈建徽强明瑞刘冰许清海夏敦胜陈发虎 Key Laboratory of Western China’s Environmental Systems(Ministry of Education) College of Earth and Environmental ScienceLanzhou UniversityLanzhou 730000China Group of Alpine Paleoecology and Human Adaptation State Key Laboratory of Tibetan Plateau Earth SystemResources and EnvironmentInstitute of Tibetan Plateau ResearchChinese Academy of SciencesBeijing 100101China Center for Excellence in Tibetan Plateau Earth Sciences Chinese Academy of SciencesBeijing 100101China College of Geography and Tourism Qufu Normal UniversityRizhao 276826China School of Geography South China Normal UniversityGuangzhou 510631China Key Laboratory of Desert and Desertification Northwest Institute of Eco-Environment and ResourcesChinese Academy of SciencesLanzhou 730000China College of Resources and Environment Hebei Normal UniversityShijiazhuang 050024China

亚洲强沙尘暴事件能显著地降低空气质量,改变到达地面的太阳辐射,对人体健康产生严重的潜在危害,受到国内外的广泛关注.然而,目前对于全新世不同时间尺度亚洲沙尘暴的驱动机制以及是否存在由自然驱动向人为驱动的转变仍不清楚.黄土高原... 详细信息

亚洲强沙尘暴事件能显著地降低空气质量,改变到达地面的太阳辐射,对人体健康产生严重的潜在危害,受到国内外的广泛关注.然而,目前对于全新世不同时间尺度亚洲沙尘暴的驱动机制以及是否存在由自然驱动向人为驱动的转变仍不清楚.黄土高原是世界上最大的粉尘堆积区,该区域未受人类活动直接影响的湖泊沉积是研究沙尘暴变化的理想载体.基于黄土高原上的高山湖泊岩芯,我们发现全新世沙尘暴频率总体呈增加趋势,并在过去2000年达到最高值且伴随着剧烈波动.其中,11~2 cal ka BP沙尘暴频率与东亚夏季风降水、植被覆盖、东亚冬季风强度均呈负相关,揭示出不同于冬季风控制沙尘暴变化的观点,认为东亚夏季风是控制千年尺度沙尘暴变化的自然驱动因子.从~2 cal ka BP开始,沙尘暴频率与粉尘源区人口数量、季风降雨量同步变化,人类活动的增强使得在强夏季风阶段却出现强沙尘暴现象,揭示出年代际尺度人类活动对地表系统的影响已超过夏季风的影响.沙尘暴由自然驱动向人为驱动的转变,支持中国北方"早期人为假说",可能至少开始于~2 cal ka BP.

关键词：沙尘暴频率强沙尘暴全新世堆积区湖泊沉积冬季风夏季风自然驱动

正构烷烃组成的古环境指示:以中全新世以来珠江口沉积物研究为例

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海洋学研究 2023年第1期41卷 121-130页

作者：陈国生邱梓惠孔德明广东海洋大学海洋与气象学院广东湛江524088 陆架及深远海气候、资源与环境广东省高等学校重点实验室广东湛江524088

该文分析了珠江口沉积物柱状样HKUV16中正构烷烃的长链奇碳烷烃含量(∑oddC_(25~33))、碳优势指数(CPI)、平均链长(ACL)、C_(31)C_(27)和海洋水生植物比重(P mar-aq),探讨了中全新世以来正构烷烃来源变化及对珠江流域环境变迁的指示。HK... 详细信息

该文分析了珠江口沉积物柱状样HKUV16中正构烷烃的长链奇碳烷烃含量(∑oddC_(25~33))、碳优势指数(CPI)、平均链长(ACL)、C_(31)C_(27)和海洋水生植物比重(P mar-aq),探讨了中全新世以来正构烷烃来源变化及对珠江流域环境变迁的指示。HKUV16的长链正构烷烃特征指示其主要来自陆源高等植物。在8.0~7.0 ka BP期间,∑oddC_(25~33)、CPI值和P mar-aq值增加,ACL和C_(31)C_(27)为低值,指示该时期陆源有机质输入增加,木本植物占比大,珠江流域气候湿润。在7.0~3.2 ka BP期间,∑oddC_(25~33)降低,表明陆源有机质输入减少,而ACL和C_(31)C_(27)呈增—减—增的变化趋势,指示珠江流域可能经历了干旱—湿润—干旱的气候变化。3.2~2.2 ka BP,ACL、C_(31)C_(27)的高值显示此时草本植物占比明显增大,可能意味着该时期的气候较为干旱。多指标综合显示2.2 ka BP之前珠江口沉积物的正构烷烃变化主要受夏季风的影响,而2.2 ka BP以来不断增强的人类活动可能成为影响珠江流域生态环境的主导因素。

关键词：珠江口正构烷烃中全新世夏季风

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草地贪夜蛾在中国西北地区的迁飞路径

中国农业科学 2022年第10期55卷 1949-1960页

作者：吴秋琳姜玉英刘媛刘杰马景胡高杨明进吴孔明南京信息工程大学应用气象学院江苏省农业气象重点实验室中国农业科学院植物保护研究所植物病虫害生物学国家重点实验室全国农业技术推广服务中心宁夏回族自治区农业技术推广总站南京农业大学植物保护学院

【背景】草地贪夜蛾（Spodoptera frugiperda）是联合国粮食及农业组织（FAO）全球预警的重大迁飞性农业害虫，2018年底入侵中国后对玉米等农作物生产构成了严重威胁。远距离迁飞习性是草地贪夜蛾区域性转移危害的生物学基础，其在东亚... 详细信息

【背景】草地贪夜蛾（Spodoptera frugiperda）是联合国粮食及农业组织（FAO）全球预警的重大迁飞性农业害虫，2018年底入侵中国后对玉米等农作物生产构成了严重威胁。远距离迁飞习性是草地贪夜蛾区域性转移危害的生物学基础，其在东亚季风和印度季风流行的气候环境下，可形成纵贯中国东部地区和西部地区的迁飞路线。据连续两年全国普查，草地贪夜蛾沿西线迁飞路线逐代北侵的终点位于我国西北地区的宁夏全境和内蒙古阿拉善左旗。但目前，入侵中国西北地区的草地贪夜蛾的虫源地尚未明确，该害虫在整个中国西部地区的迁飞路径研究也鲜有报道。【目的】阐释驱动草地贪夜蛾迁入中国西北地区的关键气象动力因子，明确该地区首次入侵种群的虫源地所在，精准解析亚洲季风气候背景下草地贪夜蛾的迁飞路径，为建设监测预警体系和指导区域性治理提供依据。【方法】利用2019—2020年草地贪夜蛾在西北地区宁夏的成虫种群动态监测数据和气象资料，采用中尺度气象数值模拟、昆虫迁飞轨迹模型、地理信息系统等技术手段，分析草地贪夜蛾远距离迁飞的大气动力背景场，模拟计算草地贪夜蛾在中国西北地区连续1—3个夜晚的迁飞路径和回推轨迹落点。【结果】7—9月份出现的偏南夏季风是影响宁夏等西北地区草地贪夜蛾不断迁入的关键气象因子，其虫源主要来自于甘肃东南部、四川东部，其次为陕西西部，此外，重庆西南部、云南东北部和山西西部局部也可为西北地区提供一定的虫源。【结论】在偏南夏季风的主导作用下，草地贪夜蛾经由多个夜晚的连续迁飞可构成其在中国西部地区的主要迁飞路径。该路径源自缅甸，自南向北依次经由中国“云南-四川和重庆-陕西和甘肃-宁夏”，最北可达内蒙古。在7—9月份偏南风盛行期提前和风速偏强的气候条件下要加强西北部玉米种植区草地贪夜蛾的监测预警与防治工作。

关键词：草地贪夜蛾中国西北地区迁飞路径夏季风监测预警

中国典型夏季风影响过渡区夏季降水异常时空特征及成因分析

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地球物理学报 2019年第11期62卷 4120-4128页

作者：杨金虎张强刘晓云岳平尚军林令瀚李文举兰州区域气候中心兰州730020 中国气象局兰州干旱气象研究所兰州730020 甘肃省定西市气象局甘肃定西743000

基于1961—2016年国家气象信息中心整编的气象台站逐日降水以及NCAR/NCEP再分析等资料,对我国典型夏季风影响过渡区夏季降水的异常时空特征及成因进行分析,结果表明:典型夏季风影响过渡区夏季降水EOF展开第一模态呈全区一致性特征,而且... 详细信息

基于1961—2016年国家气象信息中心整编的气象台站逐日降水以及NCAR/NCEP再分析等资料,对我国典型夏季风影响过渡区夏季降水的异常时空特征及成因进行分析,结果表明:典型夏季风影响过渡区夏季降水EOF展开第一模态呈全区一致性特征,而且该模态时间系数没有明显的长期变化趋势,第二模态呈西北和东南反位相变化特征.相关分析表明夏季中纬度西风带是影响典型夏季风影响过渡区夏季降水异常的最主要因子,高原夏季风为次要因子,东亚夏季风的影响较弱,而且东亚夏季风主要通过其子系统———西太平洋副热带高压的东西摆动来影响.此外在夏季中纬度西风偏弱年,高空急流位置偏南,急流轴在典型夏季风影响过渡区向东南方向发生了“倾斜”,对应500hPa呈异常的西北气流控制,同时由于高空急流在过渡区减弱,使得高层发生异常的气流辐合,低层辐散,通过高低层环流之间的质量和动量调整,垂直场表现为异常下沉运动,低层的辐散也减弱了西南暖湿气流的北上,水汽来源少,最终使得典型夏季风影响过渡区夏季降水偏少,反之亦然.这是夏季中纬度西风带影响典型夏季风影响过渡区夏季降水的可能机理.

关键词：夏季风典型影响区降水成因

全球变暖加强了ENSO和亚洲-澳州夏季风之间的关联

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中国科学：地球科学 2024年第1期54卷 323-326页

作者：杨保贺敏慧南京大学地理与海洋科学学院南京210093 中国科学院西北生态环境资源研究院中国科学院沙漠与沙漠化重点实验室兰州730000

亚澳季风与ENSO之间的动态关联及其机制是全球变化研究的难点,而过去气候重建为解决该难题提供了一种可行的途径. Xu等重建了1588~2013年亚洲和澳洲夏季风降水变化,发现亚-澳夏季风之间及ENSO-季风之间的关联自1850年以来均持续增强,认... 详细信息

亚澳季风与ENSO之间的动态关联及其机制是全球变化研究的难点,而过去气候重建为解决该难题提供了一种可行的途径. Xu等重建了1588~2013年亚洲和澳洲夏季风降水变化,发现亚-澳夏季风之间及ENSO-季风之间的关联自1850年以来均持续增强,认为全球变暖导致的ENSO变率增加是其影响因素.

关键词：夏季风气候重建 ENSO 全球变暖亚澳季风变率动态关联全球变化研究

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ASMI 6夏季风增强事件的双峰结构

第四纪研究 2022年第2期42卷 613-616页

作者：程彩玉刘粤峰谢宇周梦涛陈琼于溪川严晟江彭小桃程珂周厚云华南师范大学地理科学学院广东广州510631 山东大学文化遗产研究院山东青岛266237

可以精确定年和高分辨率采样的岩溶洞穴沉积为解释一些气候事件的详细变化过程提供了条件,有助于准确了解气候事件的驱动机制,为预测今后的气候环境变化提供科学参考。在中国季风区,基于岩溶洞穴沉积的夏季风气候重建发现对应于北大西... 详细信息

可以精确定年和高分辨率采样的岩溶洞穴沉积为解释一些气候事件的详细变化过程提供了条件,有助于准确了解气候事件的驱动机制,为预测今后的气候环境变化提供科学参考。在中国季风区,基于岩溶洞穴沉积的夏季风气候重建发现对应于北大西洋地区的D/O事件,夏季风也呈现出显著加强[1],即后来所称的ASMI(Asian summer monsoon interstadial)事件[2]。

关键词：岩溶洞穴双峰结构夏季风气候环境变化气候事件 ASM 驱动机制季风气候