1947—2006年东半球陆地干旱化特征——基于SPEI数据的分析

利用1947&mdash;2006年逐月全球陆地高分辨率(0.5&deg;&times;0.5&deg;)标准化降水蒸散指数SPEI(Standardized Precipitation Evapotranspiration Index)资料,分析了过去60a东半球(40&deg;S&mdash;80&deg;N,20&deg;W&mdash;180&deg;E)陆地的干旱化趋势和变率、干旱面积变化、干旱事件的持续性和周期性以及可能的变化成因等。结果显示,东半球80%的陆地上目前处于干旱化进程中,其中北非及中蒙边界等地干旱化趋势最为显著。干旱变率最大地区出现在非洲北部、中国青藏高原、中国西北东部及中蒙边界一带、俄罗斯中北部以及东北部。北非、中蒙边界中段及中国青藏高原地区也是持续性异常干旱事件出现频次最高的地区。基于功率谱的周期分析则显示,东半球大部分地区第一显著周期为1.5~3a左右,中亚部分地区存在准4a周期振荡,而北非地区存在准12a周期的年代际变化。SPEI距平场的经验正交函数(EOF)分析第一模态反映了东半球陆地大部分地区干旱化总体上具有一致性,对应的时间函数与全球陆地气温距平相关系数高达0.81,表明全球变暖与东半球干旱化趋势有着紧密联系;第二模态对应的时间函数与超前8个月的南方涛动指数(SOI)的相关系数为0.60,因而大尺度的干旱周期性振荡受ENSO活动影响显著。</p

中国北方一次强沙尘暴爆发的数值模拟研究

利用意大利国际理论物理研究中心发展的耦合了沙尘模块的区域气候模式(RegCM3)对发生在中国北方2006年4月9~11日期间的一次强沙尘暴的爆发进行了数值模拟研究。与实际观测相比,RegCM3成功地模拟出了本次沙尘暴爆发区域、天气形势及相应的沙尘气溶胶光学厚度(AOD)分布。4月9日6时,沙尘暴首先爆发于塔里木和吐鲁番盆地。受蒙古气旋的影响,24 h后甘肃中部及内蒙古西部地区也开始爆发沙尘暴。源区地面起沙率大于3 mg.m-2.s-1,单位面积上的沙尘载荷量高于3 000 mg/m2。对流层中低层沙尘主要向东输送,可影响我国华北绝大部分地区,本次沙尘暴过程造成中国北方主要城市空气质量的下降。模拟的AOD分布特征与地面起沙率和载荷量分布特征相对应,并与TOMS卫星观测的气溶胶指数(AI)的区域和中心值具有较好的一致性。AOD分布由西向东呈递减的趋势,且有两个大于2的高值中心,一个位于新疆塔里木、吐鲁番盆地和古尔班通古特沙漠地区;另一个位于河西走廊和内蒙古交界地区。对比他人研究结果,RegCM3对沙尘的起沙、传输等过程以及AOD的时空分布模拟合理。</p

上新世青藏高原北部隆升事件的模拟检验

关于上新世阶段青藏高原北部是否存在显著隆升事件这一问题目前依然存在较大的争 议。本研究尝试利用沙尘气候模拟方法对上新世高原隆升的可能性做一评估。北太平洋风尘记 录显示亚洲内陆干旱化在三到四百万年存在非常显著的增强，这可能是由于全球气候变冷和 / 或 青藏高原隆升引起的。基于此，我们利用一个耦合了沙尘模块的气候模式，通过一系列敏感性 试验测试大气沙尘沉积通量对于上新世以来主要气候强迫，包括冰盖变化，海表温度，大气二 氧化碳浓度和青藏高原北部地形的响应。可能引起粉尘通量变化的大气环流和沙尘源区面积两 个因素的改变在试验中都被考虑。模拟结果表明，冰盖扩张、海表温度下降和大气二氧化碳浓 度下降这些全球变冷因素仅能解释中上新世和末次盛冰期北太地区粉尘沉积通量改变量的约三 分之二，而剩下的三分之一需要归因于青藏高原北部的隆升。高原北部的隆升可以显著恶化内 陆干旱状况从而提升大气粉尘浓度，支持了上新世高原北部存在明显隆升事件这一观点。</p