“东亚季风的若干问题”

本书首先綜合評述了以往国內外气象工作者对季风形成問題的論点和研究方法,闡述了研究季风的重要性的不同认識,并提出了作者对东亚季风的看法。季风是海陆分布、大气环流和地形等三种因素相互影响下的綜合現象。对于东亚来說,作者认为,海陆热力差异是季风形成最直接和最根本的原因;地形的作用,虽然对不同地区季风現象的地区特征有所影响,但这并不是形成东亚季风的根本原因;     

苏联科学家論宇宙火箭和宇宙飞行

苏联宇宙火箭上天,使疾勁的东风进一步压倒西风。这是人类放射到地球引力范围之外的宇宙空間的第一个火箭,它不仅为人类帶来大量的有关宇宙空間的宝貴资料,而且也为星际航行和开发月球以及其他行星打开了道路。最近,苏联科学家陆續在报刊上和在谈話中论述了与这些方面有关的問題。現在把他們的主要论点整理彙辑如下。     

2014年赤道东太平洋El Ni?o事件发展以及停滞过程的成因

2014年2~3月,在赤道西太平洋出现西风事件后,赤道东太平洋产生了显著的暖海表温度异常(SSTA),标志着一次El Ni?o事件开始发展,但随着4月份之后西风事件的减弱消亡,赤道东太平洋暖SSTA也随之衰减,指示着2014年El Ni?o事件的发展在6~8月停滞.资料分析表明,2014年2月,来自印度洋的MJO湿位相到达赤道西太平洋后,西风事件产生,触发了2014年El Ni?o事件.3月初,MJO干位相传播至赤道西太平洋后,西风事件开始减弱.3月中旬以后,东传MJO信号明显减弱,这时赤道西太平洋海表东风异常的发展维持与赤道西-中太平洋SSTA的纬向梯度联系紧密.在MJO信号消亡后,赤道西太平洋的海表异常东风通过风-蒸发反馈作用令当地暖SSTA逐渐加强,降低了局地海平面气压;同时该异常东风令赤道中太平洋混合层出现了明显的异常冷平流,抑制了赤道中太平洋的持续增暖,使局地海平面气压升高,从而加大了赤道西-中太平洋的纬向海平面气压梯度负异常,使得赤道西太平洋的表面异常东风维持加强.这种赤道西太平洋表面异常东风和赤道西-中太平洋SSTA纬向梯度异常的正反馈能够维持到8月份,导致西风事件减弱消失,造成El Ni?o事件的发展停滞.     

发现一颗“新地球”

<正>美国宇航局的"开普勒号"任务组近日证实,位于一颗类太阳(与太阳类似)恒星周围"可居住带"内、与地球大小相对接近的一颗行星被发现,这也是首次发现这样的行星。此外,还发现11颗可能也如此的候选行星。这标志着在寻找另一个"地球"方面的又一个里程碑。这颗新发现的行星——开普勒-452b——是迄今已知除地球之外在可居住带内运行的最小行星。所谓可居住带,是指能让行星在其中环绕一颗类太阳恒星运行、并且行星表面存在液态水的地带。     

沉积作用是內力作用与外力作用矛盾的发展

沉积作用是地球表面的重要自然現象,是地壳发展过程中的必然历程。在不同的地貭历史阶段,有着不同的沉积形成物。沉积作用在不同的內在和外在条件下有着不同类型和形态的集結和分异,有規律地形成不同类型的岩层和矿层,忠实地記录了地貭发展的历史和規程,邏輯地說明了岩层和矿层的展布和演化,有力地指导着人们向自然界的斗爭。     

板块构造启动的时间和机制

板块构造是指位于对流地幔圈层之上的岩石圈的水平运动，主要由岩石圈在俯冲带的下沉作用所致。板块构造是一个典型的、非平衡复杂体系的自组系统(self organizing, far from equilibrium complex system, SOFFECS)，其驱动力主要来自热边界层(岩石圈)的反向浮力(negative buoyancy)，同时又受控于变形岩石圈与下覆粘性软流地幔的耗散作用(dissipation)。在太阳系内侧5个硅酸质行星中，板块构造仅发育于地球，这表明板块构造是硅酸质行星不太常见的一种热散逸方式。目前还不清楚这种构造活动和热散逸方式在地球上是从何时开始的。所有的硅酸质行星在形成初期可能都经历过一次短暂的岩浆海 (magma ocean) 阶段。行星固结后，静止盖层(stagnant lid)模式是行星冷却的共同途径，即行星表面形成了一个不易活动的固化盖层，此时内部的热量只能通过拆沉作用、热点火山作用和岩浆浅部侵位等方式进行逃逸。由于地球早期温度较高，通过减压熔融形成的岩石圈结构不同于现代岩石圈，即地球早期岩石圈由厚的洋壳和薄的岩石圈地幔构成。这种岩石圈要产生反向浮力需要非常长的时间，因此地球早期即便有板块构造存在，其规模也比较零星。只有当地球冷却到一定程度，扩张中脊下部减压熔融形成薄的洋壳且大洋岩石圈只需     

熔盐中Cu和Ti溶解的电化学研究

惰性气氛下Cu和Ti在熔融碱金属卤化物中的溶解現象早已为人們所发現。关于金属在熔体中的溶解机理有下列三种說法:(1)Stern証明Ag在NaCl熔体中的溶解,主要是化学相互作用,即Ag+NaCl=AgCl+Na°;(2)Straumanis认为Ti的溶解应該有氧参加,即Ti+4NaCl+O_2=TiCl_4+2Na_2O;(3)发現Cd在NaCl—KCl熔体中以原子状态存     

大西洋海温异常在ENSO影响印度-东亚夏季风中的作用

利用1979～2007年的海温和热通量以及风场资料分析了与ENSO相关的热带北大西洋海温变化的机制及其与印度-东亚夏季风环流的关系,结果表明热带北大西洋夏季海温和前冬Nio3区海温具有显著正相关,它与同期印度-东亚季风区大气环流的相关显示了类似于ENSO成熟次年夏季季风环流异常的分布特征.热带北大西洋海温和ENSO的同号相关主要归因于大西洋大气对ENSO的遥响应所导致的潜热通量和短波辐射的贡献.耦合模式的试验结果显示,在考虑大西洋海温变化的情况下,模式能够再现ENSO成熟次年印度-东亚季风区大气环流异常的主要特征,如位于西北太平洋的反气旋环流以及与此相联系出现在中国东南部的南风异常.若大西洋指定为气候海温,耦合模式中西北太平洋上空的环流异常与观测结果出现较大差异,如反气旋的位置东移、中国东南部出现北风异常.进一步分析显示大气对热带北大西洋暖海温的Kelvin波响应使异常东风从印度洋延伸到西太平洋.异常东风产生负涡度同时通过Ekman效应在南海和孟加拉湾地区产生辐散的东北风,导致对流减弱从而形成反气旋环流.本文的结果表明,与ENSO相关联的大西洋海温异常在ENSO-季风关系中具有重要的作用.     

南海次表层水温的季节内变化

通过对地海海季风实验（SCSMEX）期间布设于南海中部的3个ATLAS海洋锚定浮标所观测的资料进行Morlet小波分析,发现南海次表层水温存在显著的季节内,尤其是在冬半年。水温季节内变化主要集中在50－100m深度,振幅变化可以达到1－2℃。造成次表层水温如此大振幅变化的原因,是在海面风应力强迫下温跃层产生的垂直位移所致。这一发现提示出南海上层海洋垂向季节内变化的重要特征。     

板块构造启动的时间和机制:理论和经验探索

板块构造是指位于对流地幔圈层之上的岩石圈的水平运动,主要由岩石圈在俯冲带的下沉作用所致.板块构造是一个典型的、非平衡复杂体系的自组系统(selforganizing,far from equilibrium complex system,SOFFECS),其驱动力主要来自热边界层(岩石圈)的反向浮力,同时又受控于变形岩石圈与下覆粘性软流圈地幔的耗散作用.在太阳系内侧5个硅酸质行星中,板块构造仅发育于地球,这表明板块构造是硅酸质行星不太常见的一种热散逸方式.目前还不清楚这种构造活动和热散逸方式在地球上是从何时开始的.所有的硅酸质行星在形成初期可能都经历过一次短暂的岩浆海阶段.行星固结后,静止盖层模式是行星冷却的共同途径,即行星表面形成了一个不易活动的固化盖层,此时内部的热量只能通过拆沉作用、热点火山作用和岩浆浅部侵位等方式进行逃逸.由于地球早期温度较高,通过减压熔融形成的岩石圈结构不同于现代岩石圈,即地球早期岩石圈由厚的洋壳和薄的岩石圈地幔构成.这种岩石圈要产生反向浮力需要非常长的时间,因此地球早期即便有板块构造存在,其规模也比较零星.只有当地球冷却到一定程度,扩张中脊下部减压熔融形成薄的洋壳且大洋岩石圈只需几十个百万年就可以产生反向浮力时,才能形成与现今风格相似的、可持续性的板块构造.板块构造启动时间的认识最终取决于人们对相关地质记录(事件)的研究成果.板块构造的判别依据包括蛇绿岩、蓝片岩、超高压变质带、榴辉岩、被动大陆边缘、转换断层、指示克拉通陆块移动轨迹的古地磁研究以及岩浆岩地球化学和同位素构造判别等等.对地质记录的解释必须综合各方面的信息.本人认为现存的地质事件记录了地球构造随时间演化的过程,即太古代时期构造和岩浆活动剧烈,大约在1.9 Ga时开始出现近似的板块构造,在新元古代才开始出现与现代相似的、可持续的、具有深俯冲和板片拖曳特性的板块构造.     

GPS,OBP和GRACE估计地球动力学扁率变化及其地球物理激发

行星地球是一个旋转的扁椭球体,其动力学扁率(即J2)变化主要由地球系统物质流动和各圈层相互作用引起.目前国际上地球动力学扁率测定主要用卫星激光测距(SLR)资料得到,然而SLR地面观测台站少,南北半球分布不均,且不是连续观测,以及受动力学模型和常数等影响.尽管新一代重力卫星(GRACE)观测大大提高了地球重力场球谐系数低阶项一两个数量级,但对二阶项C20不敏感.本文利用全球连续GPS观测得到的地表负荷位移估计地球动力学扁率J2,并联合GPS与海底气压(OBP)以及OBP和GRACE资料分别估计地球动力学扁率J2,比较和分析地球动力学扁率多尺度变化特征及其机理.结果发现GPS单独估计结果振幅偏小,GPS+OBP,GPS+OBP+GRACE和GRACE估计J2周年变化与SLR结果非常接近.而J2半周年变化,GRACE估计相对较差,主要由于GRACE资料处理没有很好扣除约161天的S2潮汐影响.另外,GPS+OBP和GPS+OBP+GRACE估计J2季节内和年季变化与SLR结果较一致,而GRACE和GPS单独估计结果与SLR结果偏差较大.并进一步利用地球物理模型资料研究对J2变化的贡献,结果表明,地球动力学扁率J2季节性、季节内和年季变化主要由大气、海洋和陆地水地表流体质量重新分布和迁移激发.     

大地構造物理学—地質学中一个有前途的新方向

苏联科学家認为大地構造物理学是一个新的科学方向,它的任务是同时利用地質学和物理学的方法来研究地壳中产生的構造形变的机制作用。地壳中岩层揉挤成折皺,形成大片断裂以及地壳內各个部分沿着这些断裂又发生位移的現象,无論从理論的观点还是从实际的观点出发都是极有兴趣的問題。各个时期內折皺形成过程的发展和断裂的产生,是地壳生存史上极重要的一个方面,而引起構造形变的原因和产生形变的条件,应該是从理論上闡述地壳和整个地球发展一般問題的重要組成部分。以后,地壳上有用矿产的形成和聚集都与折皺和断裂的形成作用和分布有着密切的联系。因此,为了对矿产的分布規律有一个较完整的概念,必須了解产生这些構造形变的条件。此外,既然地質学家們在研     

赤道西太平洋冬季环流对南亚夏季风的滞后影响

基于月平均NCEP/NACR（美国国家环境预报中心和国家大气研究中心）再分析资料（1958-1997年）,通过合成、相关以及统计显著性检验方法,研究了赤道西太平洋区域冬季环流状况与后期南亚夏季风环流变化的关系。结果表明,冬季赤道西太平洋区域气候变化将对后期南亚季风产生显著的影响,并且,这种滞后影响随着季节的推移明显具有北移西伸的特征。冬季赤道西太平洋海平面气压异常偏高（低）,同期,在西北太平洋海域存在反气旋（气旋）环流异常,随着时间的推移,该反气旋（气旋0环流异常向东北方向移动,并且东西方向的轴线进一步伸长,致使其南部的东风（西风）异常不断北移并且向西扩展到印度半岛附近,进而导致南亚夏季风偏弱（强）。     

我国未来在轨监测火星沙尘暴的设想和方案

<正>火星是地球的近邻,它的自转周期(约为24.6 h)及自转倾角(约为25°)都与地球的接近.火星公转周期为687 d,有稀薄的大气(主要成分为CO2),有四季交替的气候变化,表面温度(夏天)最高时可达20°C.火星两极被冰(干冰和水冰的混合物)所覆盖,并有着消融和冰冻的季节周期变化.火星表面布满河道、峡谷、沟壑、冲积平原等地貌特征.在太阳系行星系统中,火星的气候环境最为接近地球.研究表明,至少在30多亿年前,火星可能是一颗具有全球磁场、丰富液态水、     

渤海及北黃海西部海洋物理学的几个特征

一水文要素的分布及其变化我們比較詳細地研究了本海区的水文情况及溫、盐度的垂直分布与时間变化和溫、盐度的跃层現象。对本海区終年的水文特征,得到了这样的概念:基本上是受季节性注入渤海的沿岸低盐水与經山东高角——长山串之間流入本海区的外海高盐水这两个水体所控制。在某些浅水区域,冬季的結冰与冬、春之間的溶冰作用,夏秋之間,大量黄泛水的流入渤海,均能使渤海的水文性貭产生一定的变化。整个海区的水文系     

全球季风的地质演变

技术的进步和科学的积累, 使得对季风的认识已经从区域性现象拓展为全球性系统. 在300多年来, 季风只看成是一种“巨型的海陆风”, 而现在遥感和直接观测的资料支持新的假说, 把季风看作是热带辐合带(ITCZ)季节性迁移的表现, 因而是一个环球系统. 作为低纬区的气候现 象, 季风存在于除南极以外的各大洲, 而且贯穿至少6亿年来显生宙的地质历史. 系统研究全球季风在时间和空间里变化的时机已经成熟. 地质证据表明: 在构造尺度即10⁶~10⁸年的时间尺度上, 全球季风受大陆分合的“威尔逊旋回”调控, 合成“超级大陆”时出现“超级季风”, 大陆分解后季风减弱. 在轨道尺度即10⁴~10⁵年时间尺度上, 全球季风受地球运行轨道几何形态的变化即轨道周期调控, 呈现2万年的岁差周期以及10万年、尤其是40万年的偏心率周期. 在千年及更短的时间尺度上, 全球季风受太阳活动周期等多种因素的调控. 全球季风演变的周期性, 是地球表层系统以及人类生存环境变化的一项基本因素, 其40万年偏心率长周期被比喻为地球系统的“心跳”, 季风的岁差周期导致4千年前一系列亚洲古文明的衰落, 1千年前太阳活动的周期曾导致美洲玛雅文明的毁灭. 因此, 古气候研究不能只注意冰盖消长的高纬过程, 季风、厄尔尼诺等低纬过程在地质历史上更具有普遍性; 全球季风的研究是我国地学界有希望做出突破性贡献的领域.     

月球:我们还不知道的秘密

虽然月球是宇宙飞船第一个探索的行星际天体,也是航天员惟一造访过的天体,但科学家对其历史、组成和内部构造仍然有许多未解的疑问。近年来,研究人员呼吁对月球重新展开探索。欧洲太空总署和日本正计划送探测器上月球轨道,而美国航天总署(NASA)正考虑派遣无人宇宙飞船在月球的远地面登陆。通过研究月球。这些任务也将揭露内太阳系所有固态行星的历史,包括水星、金星、火星,以及最重要的地球。因为月球表面在过去的30亿年间几乎未有任何改变,它将是我们了解内行星形成和演化之钥匙。     

崭新世界——“卡西尼号”的精彩历程

正在环绕土星的13年历程中,"卡西尼号"探测器发回地球的照片大大改变了科学家对太阳系行星和卫星的看法。发现泰坦(土卫六)的甲烷湖、含冰土卫二恩克拉多斯表面的热水喷泉、海绵状的亥伯龙(土卫七)、百叶包形状的潘(土卫十八)和阿特拉斯(土卫十五)、伊阿珀托斯(土卫八)及其布满古老陨击坑的赤道脊,对土星环的近距离拍照,以及对土星两极超巨型飓风的特写……所有这一切,都属于"卡西尼号"探测器(以下简称"卡西尼号")的功勋。     

利用地照寻找外星人

喜欢观天的人都知道,每当在暗夜观察弯月时,不仅能看见被太阳光照亮的月面部分,同时还能看到其余的月盘附近有“鬼影”闪烁。这个“鬼影”就是地照,即地球所反射的太阳光的光影。一些科学家最近提出,地照或许有助于检测地球全球变暖的程度,也有助于在其他行星上寻找生命迹象。科学家解释说,地照能反映地球的反射性,哪怕地球反射进太空的阳光数量只发生微小的改变,也能反映地球气候的大改变。如果地面上空的云层越来越厚,云层覆盖的地区越来越多,就意味着将有更多的阳光被反射进太空,即到达地面的阳光数量越来越少。科学家在对地照进行了长期跟踪研究后发现,从20世纪80年代中期至2000年,地球反射进太空的阳光数量持续下降。从那以后,这种趋势却转向了:到达地面的阳光数量开始下降,反射进太空的阳光数量则开始上升。科学家认为,这很可能是地球的自然循环的一部分,而不是人类活动所产生的“副作用”。不过,这一自然循环产生的原因尚不明朗。一些天文学家则对运用地照来探察遥远行星上的生命痕迹很感兴趣,这是因为地照不仅是一种光线,而且其中包含着地球生命的迹象。比如,从地照的光线波长中能够明显看出叶绿素(让植物将阳光转化成能量的绿色素)、氧、臭氧及水蒸气的存在,...     

“亚洲水塔”的近期湖泊变化及气候响应:进展、问题与展望

青藏高原分布的众多封闭湖泊是"亚洲水塔"的重要组成部分.最近几十年,青藏高原的升温速率是全球平均升温速率的2倍,并且呈现了明显的降水增长.作为中低纬度分布的最大冰冻圈系统,青藏高原的气温和降水变化对湖泊变化产生了深刻的影响.湖泊水量和盐度变化是气候变化下湖泊水量平衡形成的结果,是定量反映气候变化影响程度的重要指标,而变化的时空特征可能反映了西风季风环流对地表水循环的影响.湖泊水体的物理化学参数是影响湖泊生态系统的重要因素,其在气候变化下的改变深刻地影响着湖泊生态系统的组成与变化趋势.本文基于大量的青藏高原湖泊面积、水位、水量、水体物理化学参数与气候变化关系研究的分析,梳理了青藏高原湖泊变化对气候变化响应的研究进展,提出了第二次青藏高原综合科学考察研究任务中湖泊考察研究的主要目标和内容.