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中-晚始新世渭河盆地古气候变化的红河组磁化率记录

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第四纪研究 2024年第2期44卷 325-337页

作者：郁晓春鹿化煜吕恒志王可欣杨帆赖文南京大学地理与海洋科学学院江苏南京210023 西安交通大学全球环境变化研究院陕西西安710054

始新世暖期可为理解现代增温过程和机制提供历史相似型。广泛分布于渭河盆地的红河组为中始新世到晚始新世的滨浅湖相-冲积扇堆积,剖面出露厚度超过330 m,盆地沉积中心钻探厚度大于1000 m,为一套红色的碎屑沉积间化学沉积序列。盆地边... 详细信息

始新世暖期可为理解现代增温过程和机制提供历史相似型。广泛分布于渭河盆地的红河组为中始新世到晚始新世的滨浅湖相-冲积扇堆积,剖面出露厚度超过330 m,盆地沉积中心钻探厚度大于1000 m,为一套红色的碎屑沉积间化学沉积序列。盆地边缘的红河组沉积物含碳酸盐岩、泥岩、砂岩和少量砾岩,沉积中心以泥质灰岩、泥岩和粉砂岩为主。对蓝田支家沟红河组(时代为46~33 Ma)2910个样品的磁化率测试表明,红河组沉积物磁化率值在0~20×10^(-8)m^(3)/kg之间,整体偏低,频率磁化率值也相对较低(0~11%),与中国西北部新生代红层磁化率总体较低相似。高分辨率磁化率测试证实了红河组堆积时期干湿变化的多旋回和阶段性,受到太阳辐射变化影响,并受到下垫面的反馈驱动。红河组泥岩和粉砂岩的磁化率值偏高,而砂岩的磁化率值较低,载磁矿物以赤铁矿为主。盆地周围岩体弱磁性物质的快速输入,降低了红河组粗颗粒沉积物的磁化率值。在中、晚始新世的轨道-构造时间尺度,红河组沉积序列粒度变化受到湖面波动控制。湖面上升时湖滨地区沉积物颗粒偏细,磁化率值高;反之,磁化率值低。因此,磁化率高低变化指示了湖面高低波动,进而指示了气候的干湿变化。分析还表明,中、晚始新世渭河盆地湖面多旋回变化和阶段性变干,与全球温度变化和降温过程可良好对比,指示全球温度降低可能抑制水汽循环,进而驱动始新世东亚内陆干旱的发展。

关键词：中-晚始新世渭河盆地磁化率河湖相沉积物古气候变化

卢氏盆地中始新世沉积序列自生碳酸盐及其古气候意义

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第四纪研究 2024年第2期44卷 282-294页

作者：高鑫鹿化煜邵可涵梁承弘吕帆陈璇璇赖文南京大学地理与海洋科学学院江苏南京210023

始新世暖期可作为当代全球变暖的历史相似型,研究始新世气候变化及其机制对于理解现代气候变暖的幅度和速率具有重要意义。卢氏盆地位于中国中部秦岭东段,发育了连续的、富含碳酸盐矿物的始新世湖相沉积物,是重建始新世暖期陆地气候的... 详细信息

始新世暖期可作为当代全球变暖的历史相似型,研究始新世气候变化及其机制对于理解现代气候变暖的幅度和速率具有重要意义。卢氏盆地位于中国中部秦岭东段,发育了连续的、富含碳酸盐矿物的始新世湖相沉积物,是重建始新世暖期陆地气候的良好材料。本研究在卢氏盆地郑家山-三角沟一带(34°04′N, 111°10′E)采集了张家村组中上部和卢氏组的样品,采样层厚约288 m,共采集样品505个。根据岩石薄片镜下鉴定,卢氏盆地中始新世湖相沉积物物质组成以碳酸盐、粘土和粉砂为主,其中碳酸盐沉积为表生条件下封闭或半封闭淡水湖或微咸水湖化学作用自生成因。使用傅里叶红外光谱(FTIR)漫反射法测定沉积物碳酸盐含量,发现其与磁化率具有一定的负相关关系,分别指示了内源化学沉积和外源碎屑输入的贡献量,受控于流域蒸发量与降水量的共同作用,揭示了中始新世卢氏盆地的干湿变化。当流域更加湿润,即降水量增加(蒸发量减少)时,径流量相应增加,不利于碳酸盐沉淀而有利于外源碎屑输入,表现为沉积物碳酸盐含量降低、磁化率数值升高,反之同理。在已有年代框架的基础上,建立了卢氏盆地湖相沉积物碳酸盐含量时间序列,其记录了在中始新世气候适宜期(MECO)卢氏盆地较为湿润的气候环境,并且具有多旋回变化,与地球运动轨道的周期变化相关。

关键词：中始新世卢氏盆地古气候湖相沉积物碳酸盐含量

基于FLUXNET站点数据的中纬度森林对地表通量的影响

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气候与环境研究 2024年第2期29卷 155-166页

作者：崔亚朱华文剑葛骏刘殊瑜陈虹玮南京信息工程大学气象灾害教育部重点实验室/大气科学学院南京210044 南京大学大气科学学院南京210093

利用最新FLUXNET数据集,采用森林站和非森林站(开阔地)的对比分析用以表征毁林的作用,探讨中纬度地区毁林对地表通量和波文比的季节和日内影响。结果表明,毁林使得地表通量和波文比降低,其中以感热通量的减少为主。通过对比不同森林类... 详细信息

利用最新FLUXNET数据集,采用森林站和非森林站(开阔地)的对比分析用以表征毁林的作用,探讨中纬度地区毁林对地表通量和波文比的季节和日内影响。结果表明,毁林使得地表通量和波文比降低,其中以感热通量的减少为主。通过对比不同森林类型毁林发现,在日尺度上,地表通量变化在正午达到最强值,混合林地表通量变化相比于常绿针叶林较强,而弱于落叶阔叶林。在季节尺度上,感热通量在常绿针叶林和混合林中减少,潜热通量则在常绿针叶林和落叶阔叶林中减少。通过对不同气候区下地表通量变化发现,毁林使得常湿冷温气候地表通量以潜热通量减少为主,而常湿温暖气候以感热通量减少为主。夏干温暖气候下冬季感热通量减少,潜热通量增加,夏季则感热通量增加,潜热通量减少。整体而言,不同森林类型毁林影响地表通量变化的符号存在差异,而背景气候也决定了地表通量变化是以感热还是潜热通量变化为主。研究揭示了中纬度毁林对地表通量的影响,可以为中纬度地区植被恢复/造林政策的制定和实施提供观测依据,也可以为模式检验提供一定参考价值。

关键词：毁林森林类型地表通量波文比

中国特大城市群PM_(2.5)污染及健康负担的时空演变特征

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南京大学学报（自然科学版） 2024年第1期60卷 158-167页

作者：巫燕园刘逸凡汤蓉姜玲玲王海鲲南京大学大气科学学院南京210023 国家污染控制与资源化研究重点实验室南京大学环境学院南京210023 南京大学关键地球物质循环前沿科学中心南京210023 江苏省气候变化协同创新中心南京210023

我国过去数十年经历了快速的经济发展和城市化过程,也面临着严峻的空气污染问题,探究重点城市群PM_(2.5)污染及其健康影响特征与趋势对于评估和优化污染控制政策具有重要意义.基于大气污染、人口特征等多源高分辨率数据,应用环境健康风... 详细信息

我国过去数十年经历了快速的经济发展和城市化过程,也面临着严峻的空气污染问题,探究重点城市群PM_(2.5)污染及其健康影响特征与趋势对于评估和优化污染控制政策具有重要意义.基于大气污染、人口特征等多源高分辨率数据,应用环境健康风险评估方法,分析和比较了2000-2020年京津冀、长三角、珠三角、成渝等四个特大城市群的PM_(2.5)污染及其健康负担.结果表明,过去的二十一年中,京津冀的PM_(2.5)污染最严重,长三角和成渝城市群次之,珠三角污染程度最轻;总体上四个城市群PM_(2.5)年均浓度先增后降,2020年较2000年分别下降35.6%,43.9%,34.6%和49.7%.2020年京津冀、长三角、珠三角和成渝城市群的PM_(2.5)归因死亡人数分别约为12.8万、14.0万、5.2万和9.0万,老龄化和人口增长是城市群大气污染健康负担增加的最主要原因,其中珠三角城市群人口因素贡献最大.PM_(2.5)污染减轻是健康负担下降的主要驱动力,表明城市群大气污染治理取得显著的健康效益.未来需要加强人群健康视角的城市群PM_(2.5)污染防控,特别要关注老年人群大气污染健康风险.

关键词：城市群 PM_(2.5)污染归因死亡时空变化驱动因素

水稻高温热害强度时空变化特征与预报模型构建

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农业工程学报 2024年第10期40卷 97-106页

作者：徐敏徐经纬徐萌徐忆菲江苏省气候中心南京210019 南京信息工程大学大气科学学院南京210044 金坛国家气候观象台金坛213200

构建定量表征水稻高温热害强度的指数,揭示时空变化特征,并建立中长期预报模型,准确预报高温热害发生的强度趋势对提前部署抗高温工作至关重要。该研究充分考虑高温热害累积效应,结合致灾指标,构建了强度指数,并采用Fisher分割法对其进... 详细信息

构建定量表征水稻高温热害强度的指数,揭示时空变化特征,并建立中长期预报模型,准确预报高温热害发生的强度趋势对提前部署抗高温工作至关重要。该研究充分考虑高温热害累积效应,结合致灾指标,构建了强度指数,并采用Fisher分割法对其进行了客观化分级;根据中长期天气预报原理,基于海温和大气环流指数两类预报因子,利用二维寻优技术,分别构建了水稻高温热害强度指数预报模型,并进行了验证和比较。结果表明:1)2010年以来江苏省水稻高温热害年频次增加且强度明显增强,其中2013年、2022年高温热害强度均达最高等级4级,高温热害强度指数存在明显的年代际差异,从20世纪90年代开始江苏省水稻高温热害强度逐年代增强,空间上呈现出高温热害强度指数年代累加值不低于10的区域从南向北随年代逐步扩大,至21世纪10年代已扩展至淮北西部,其中淮河以南水稻高温热害强度增强明显,为历年代最强。2)构建的两类水稻高温热害强度指数预报模型可在7月初进行预报,预报提前量均为1~2个月,总体都能较好地模拟出强度指数的年际波动特征,但模拟值波动幅度与实际值存在不同程度的差异。3)通过拟合检验和试报检验,预报因子经过最优化相关技术处理后,能有效增加因变量和自变量的相关度,提高预报模型的模拟效果,其中海温因子经最优化处理后的高温热害强度指数预报模型效果最佳,可在农业气象业务服务中进行应用。研究结果对主动防御高温灾害和保障粮食安全具有重要科学意义和参考价值。

关键词：预报强度指数水稻高温热害二维寻优海温大气环流指数

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树轮稳定碳同位素研究进展

第四纪研究 2024年第4期44卷 1044-1061页

作者：廖昌蕊杨保南京大学地理与海洋科学学院江苏南京210023

近年来,树轮稳定碳(C)同位素的实验、分析方法渐趋成熟,被广泛应用于树轮气候学、树木生理学和森林生态学等领域。本文基于文献统计的方法回顾了树轮稳定C同位素的发展历程,并对未来研究动向进行展望。结果发现:1)基于树轮稳定C同位素... 详细信息

近年来,树轮稳定碳(C)同位素的实验、分析方法渐趋成熟,被广泛应用于树轮气候学、树木生理学和森林生态学等领域。本文基于文献统计的方法回顾了树轮稳定C同位素的发展历程,并对未来研究动向进行展望。结果发现:1)基于树轮稳定C同位素的研究主要分布在北半球中纬度地区,多集中于气候学和生理学领域,生态学方面的研究较少;2)树轮稳定C同位素能够重建过去百年至千年的温度、降水、相对湿度、云量等气候要素的变化;3)树轮稳定C同位素能够指示树木内在水分利用效率,用于研究树木应对气候或环境事件(如干旱、大气污染等)的生理响应;4)树轮稳定C同位素数据还能够提高动态植被模型、树木生长过程模型模拟的精度,进而反演及预测气候和环境变化。综上,树轮稳定C同位素从用于重建气候因子变化,发展为探究树木响应气候环境的生理过程,并通过嵌入动态植被模型和地球系统模型进行模拟和预测。未来仍需加强对光合作用后稳定C同位素分馏机制的研究,挖掘树轮稳定C同位素在重建古气候的潜力,并结合树木生长过程模型、动态植被模型等模拟并预测气候和环境变化。

关键词：综述树轮气候学树木生理学生态学

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登陆我国内陆热带气旋的衰减趋势分析

南京大学学报（自然科学版） 2024年第2期60卷 257-266页

作者：赵熠轩仇欣王其伟中尺度灾害性天气教育部重点实验室南京大学大气科学学院南京210023

全球变暖背景下,登陆热带气旋(Tropical Cyclone,TC)的衰减速度是否放缓存在争议,登陆时强度不同的TC的衰减趋势是否一致还不清楚.利用两个描述登陆TC衰减的物理量,即登陆衰减时间尺度τ和登陆衰减维持时间D,研究了1980-2021年登陆我国... 详细信息

全球变暖背景下,登陆热带气旋(Tropical Cyclone,TC)的衰减速度是否放缓存在争议,登陆时强度不同的TC的衰减趋势是否一致还不清楚.利用两个描述登陆TC衰减的物理量,即登陆衰减时间尺度τ和登陆衰减维持时间D,研究了1980-2021年登陆我国内陆TC的衰减变化趋势,并探讨了TC登陆强度分档对衰减变化趋势的影响.对于登陆我国内陆的TC,无论是τ还是D,整体来看都没有随时间显著变化的趋势.进一步将TC的登陆强度分为热带风暴(Tropical Storm,TS)、强热带风暴(Severe Tropical Storm,STS)和台风(Typhoon,TY)档,发现不同强度档的登陆TC,其登陆地点以及登陆后的路径体现出不同特征,使得不同强度档登陆TC的衰减趋势存在差异.从TS档到STS档再到TY档,τ随时间的变化趋势从增加到减小再到明显减小,呈连续改变,而D的变化趋势从增加到减小再到增加,未呈连续改变,表明登陆TC的衰减变化趋势在不同登陆强度条件下存在不一致性.从显著性上看,只有TY档登陆TC的τ的变化满足90%置信区间显著下降趋势,表明登陆TC衰减趋势在不同登陆强度条件下存在不确定性.

关键词：热带气旋衰减趋势登陆强度衰减时间尺度衰减维持时间

四川盆地东北部中—晚侏罗世沉积环境与古气候

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沉积学报 2024年第3期42卷 1003-1015页

作者：周敏李祥辉王旌羽南京大学地球科学与工程学院南京210023

【目的】侏罗纪是典型的温室气候时期,期间存在着气候长期变化和短期波动,且在陆相盆地有响应。我国同期发育多个大型陆相盆地,但各个盆地中的记录有差异,本文试图对四川盆地东北部沉积环境及古气候变化做较为细致的刻画。【方法】基于... 详细信息

【目的】侏罗纪是典型的温室气候时期,期间存在着气候长期变化和短期波动,且在陆相盆地有响应。我国同期发育多个大型陆相盆地,但各个盆地中的记录有差异,本文试图对四川盆地东北部沉积环境及古气候变化做较为细致的刻画。【方法】基于该地区中—上侏罗统陆相红层的野外详细观察,开展了显微碎屑组分统计分析,碳—氧同位素分析,二氧化碳浓度重建等研究。【结果】下部岩性以红棕色泥岩为主,向上绿灰、浅灰色长石类砂岩增多;沉积环境单元分为曲流河、湖泊和古土壤;相序上表现为中侏罗统沙溪庙组以低砂泥比的曲流河泥岩为主,常土壤化改造形成古土壤相,上侏罗统遂宁组下部湖泊泥岩和粉砂岩占优,遂宁组上部和蓬莱镇组演变为高砂泥比的曲流河,岩性变粗地层变厚;相对于川西和川中地区,川东北地区沉积环境单元和相序较为单一。依据F/Q和F/L指数,将研究区中—晚侏罗世气候变化分为半干旱—干旱两个半旋回,分别对应下沙溪庙组、上沙溪庙组+遂宁组下部、遂宁组上部+蓬莱镇组。二氧化碳浓度变化指示中侏罗世相对温凉,晚侏罗世早期转为温暖,中—晚期属于高温炎热气候,与全球同期古海洋气候格局相似。【结论】总体而言,四川盆地东北部中—晚侏罗世属于温凉—温暖的干旱—半干旱气候,与四川盆地其他地区相似,但晚侏罗世中—晚期东、西部可能存在高温炎热与半湿润间断的差异。

关键词：沉积环境干旱—半干旱古气候侏罗纪四川盆地

中国极端天气气候研究——“地球系统与全球变化”重点专项项目简介及最新进展

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大气科学学报 2024年第1期47卷 23-45页

作者：陈海山张耀存张文君尹志聪华文剑况雪源陈国森马红云韩婷婷南京信息工程大学气象灾害教育部重点实验室/气象灾害预报预警与评估省部共建协同创新中心江苏南京210044 南京信息工程大学大气科学学院江苏南京210044 南京大学大气科学学院江苏南京210093

全球变暖背景下,极端天气气候事件频发,并表现出群发性、持续性、复合性等特点,不可预测性增加;持续性强降水、极端低温、复合型极端高温干旱、群发性热浪和台风等极端天气气候事件对我国经济社会和可持续发展影响巨大。然而,上述极端... 详细信息

全球变暖背景下,极端天气气候事件频发,并表现出群发性、持续性、复合性等特点,不可预测性增加;持续性强降水、极端低温、复合型极端高温干旱、群发性热浪和台风等极端天气气候事件对我国经济社会和可持续发展影响巨大。然而,上述极端天气气候事件的新特征、关键过程和机理尚不完全清楚,重大极端事件的预报预测水平亟待提升。文章首先简要介绍“地球系统与全球变化”重点专项项目“中国极端天气气候事件的形成机理及其预测和归因”的基本情况。项目拟在分析全球变化背景下对我国造成重大影响的极端天气气候事件新特征的基础上,深入研究多尺度海-陆-气耦合过程影响极端天气气候事件的机理,挖掘极端天气气候事件次季节-季节预测的前兆信号;发展动力与物理统计相结合的极端事件预测新方法,研制针对中国极端事件的新一代高分辨率数值预报与检测归因系统。文章重点总结了自2022年12月项目立项至今取得的最新研究成果和进展。

关键词：极端天气气候事件海气相互作用陆面过程海陆气耦合机理预测归因