2023年全球重大天气气候事件

2023年,全球平均气温比工业化前高出约1.45℃(±0.12℃),是有观测记录以来最热的一年。全球海平面继续上升,且全球平均海平面达到了有卫星记录(1993年至今)以来的最高水平,反映了持续的海洋变暖以及冰川和冰盖的融化。北极海冰面积仍远低于常年值,南极海冰面积创下历史新低。巴基斯坦、中国京津冀地区、意大利、巴西圣保罗州北部沿海地区、新西兰北岛等地遭受暴雨洪涝灾害,非洲西北部、中国云南、中美洲和南美洲北部发生严重干旱,南欧、北美、南美、东亚和南亚等地遭遇创纪录高温热浪,欧洲和北美等地遭遇寒流和暴风雪侵袭,强对流天气频繁袭击世界各处,全球热带气旋活动频繁。     

2011年冬季长江流域气温持续偏低的可能成因探析

利用长江流域50个气象台站的气温资料、NCEP再分析资料和美国国家冰雪数据中心的北极海冰资料,分析了2011年冬季长江流域气温持续偏低的可能成因。结果表明,乌拉尔山阻塞高压和西伯利亚高压异常偏强及稳定维持,是长江流域冬季气温持续偏低的主要影响系统,其持续天数和强度均为1961年以来历史最大值。进一步分析表明,冬季乌山阻高和西伯利亚高压强度偏强和持续天数偏多易发生在La Nina年,500 hPa环流特征类似于La Nina年冬季平均环流条件;北极海冰面积异常偏小使冬季西伯利亚高压得到加强和乌山阻高持续。La Nina事件和北极海冰面积异常偏小是长江流域冬季气温持续偏低的重要外强迫因子。     

北极海冰与赤道东太平洋海温的相互影响及其与El Nino的联系

对北极海冰面积与赤道东太平洋海温作了交叉相关分析，揭示了北极海冰与赤道东太平洋海温间相互影响的关系及其时空特点，并讨论了Ｅｌ Ｎｉｎｏ与北极海冰间的联系。结果表明，北极Ⅴ－Ⅵ区冬季海冰面积能够对以后冬季的赤道东太平洋海温产生持续的影响，而北极Ⅶ区夏秋季的海冰面积能够影响来年夏秋季的海温；赤道东太平洋海温对海冰的影响表现为前期海温能够影响北极Ｉ区春季海冰的消融。此外，前期北极海冰状况对Ｅｌ Ｎｉｎｏ     

略谈气候变迁

1972年前后,世界上有相当一部分地区出现了气候异常现象。于是国外有一些学者“推论”说未来世界气候将继续恶化。情况究竟怎样呢? 根据气候纪录、历史记载和考古、地质发现,证明世界气候在地球史上曾经有过显著变化,几亿年的气候史中主要是温暖的气候,这时期在世界范围内基本上没有冰雪复盖,北极与南极地区也是这样。但在几亿年漫长的气候史期间,也出现过若干次寒冷时期。在寒冷时期,冰雪很多,冰川由高山发展到平原,例     

西藏年楚河流域冰川及冰川湖变化特征及其对气候变化的响应

本文采用landsat陆地资源卫星数据和中国科学院寒区旱区环境与工程研究所冰川矢量编目数据和气象观测数据为数据源,利用GIS空间分析方法和气候统计方法,提取并分析了1987～2014年西藏年楚河流域冰川及冰川湖变化特征。结果表明:1987年年楚河流域内共有冰川82条,1987～2014年冰川总面积呈减少趋势,冰川面积减小18.386km2(8.34%),变化率为-5.23km2/10a;1987年流域内面积大于0.2km2的冰湖共有8个,1987～2014年,冰湖总面积呈增加趋势,冰湖面积增加1.489km2(7.06%),变化率为0.323km2/10a;年楚河流域年降水量变化不明显,年平均气温整体呈上升趋势(0.28℃/10a)。降水对冰川和冰湖变化影响较小,温度的持续升高是冰川和冰湖变化的主要因素。      

北极海冰融化影响东亚冬季天气和气候的研究进展以及学术争论焦点问题

北极历来是影响东亚冬季天气、气候的关键区域之一。北极表面增暖要比全球平均快2~3倍,即所谓北极的放大效应。随着全球增暖的持续以及北极海冰的持续融化,北极的生态环境正在发生显著的变化,进而可能对北半球中、低纬度的天气、气候产生影响。本文概述了有关北极海冰融化影响冬季东亚天气、气候的主要研究进展,特别是自2000年以来,北极海冰异常偏少影响东亚冬季气候变率以及极端严寒事件的可能途径、存在的科学问题,以及学术界的争论焦点。秋、冬季节是北极海冰快速形成时期,此时北极海冰对大气环流的影响要强于大气对海冰的影响。近二十年来的研究结果表明,北极海冰异常偏少,不仅影响北冰洋局地的气温和降水变化,而且通过复杂的相互作用和反馈过程,对北半球中、低纬度的天气、气候产生影响。北极海冰通过以下两个可能机制来影响东亚冬季的天气、气候:（1）北极海冰的负反馈机制;（2）由海冰异常偏少引起的平流层-对流层相互作用机制。秋、冬季节北极海冰持续异常偏少,特别是,巴伦支海-喀拉海海冰异常偏少,既可以加强冬季西伯利亚高压（东亚冬季风偏强）,也可以导致冬季风偏弱。导致海冰影响不确定性的部分原因是:（1）夏季北极大气环流状态影响北极海冰异常偏少对冬季大气环流的反馈效果;（2）冬季大气环流对北极海冰异常偏少响应的位置、强度不同造成的。秋、冬季节北极海冰持续异常偏少,在适宜的条件下（例如,前期夏季北极大气环流的热力和动力条件,有利于加强北极海冰偏少对冬季大气的反馈作用）,可以激发出有利于冬季亚洲大陆极端严寒过程的大气环流异常。目前学术界争论焦点主要集中在以下两个方面:（1）关于北极增暖、北极海冰融化对中纬度区域影响的争论;（2）关于1980年代后期以来,冬季欧亚大陆表面气温呈现降温趋势的原因。目前,有关北极海冰融化影响冬季欧亚大陆次季节变化以及极端天气、气候事件的过程和机制,我们认知非常有限,亟需开展深入细致的研究。     

北极臭氧洞

正2020年由于北极地区大气环流异常,春季平流层极涡中温度持续偏低,平流层冰晶云面积也创新高,臭氧的化学损耗更大,低值低于220220 DU,故而首次出现了臭氧洞。在目前大气环境被污染的情况下,南极臭氧洞的变化和北极臭氧洞是否出现等,取决于南北两极春季平流层极涡及其低温状态的变化。2020年春季,首个北极臭氧洞出现与春季平流层极涡的持续低温有关,是由大气环流等自然因素引起的,并无环境指示意义。     

北极海冰及其与气候变化的关系研究进展

简要介绍国内外关于北极海冰及其与气候变化的关系:北极海冰面积变化的时空分布特征,大气对北极海冰面积变化的影响,以及北极海冰面积异常与气候变化的关系。其中北极海冰面积异常与气候变化的关系研究主要是基于遥相关型、三大涛动、季风系统和冰-海-气耦合系统等几方面的研究。结果可供基层台站寻找影响当地区域气候变化的北极海冰“强信号”域。     

极地海冰异常对我国夏季大气环流和降水影响的数值研究

利用全球大气环流谱模式分别进行了南极和北极海冰面积异常偏大和偏小的数值试验，对６－８月的结果进行了对比分析，讨论了极地海冰异常对我国夏季大气环流和降水的可能影响。结果表明，南极或北极海冰面积异常偏大，则我国夏季风变弱，特别蝇使得南亚高压、西北太平洋副热带高压等减弱。南极海冰面积偏大使得我国黄河－长江－带地区降水减少，北极海冰面积偏大，造成我国东部地区的降水量有所减少，模拟结果与统计分析相一致。可同     

1973~2020年西藏昂拉仁错流域湖泊及东部冰川对气候变化的响应

选取多种卫星探测数据和站点观测资料,利用ENVI和ArcGIS软件提取湖泊和冰川面积信息,分析1973~2020年青藏高原西部昂拉仁错和仁青休布错两大湖泊与东部隆格尔山脉冰川的时空演变特征及其与气象要素的关系。结果表明:近48a,昂拉仁错湖面面积总体上趋于萎缩,2000年之前呈显著减少趋势,2000~2010年呈增加趋势,2010年之后呈弱增加趋势;仁青休布错湖面面积总体上略有扩张,1993年之前呈减少趋势,1993年之后呈增加趋势;隆格尔山脉冰川总体上显著退缩,2000年之前的消融速度较2000年之后的更快;隆格尔山脉冰川面积变化在不同海拔高度存在差异,5500~6000m的冰川面积呈显著减少趋势,6000~6500m的冰川面积呈增长趋势,6500m以上的冰川面积基本不变;昂拉仁错湖面面积与降水量的相关性最好,与气温次之;仁青休布错湖面面积与地温和气温的相关性最好,与蒸发量次之;隆格尔山脉冰川面积则与蒸发量的相关性最好。      

北极海冰及其与气候变化的关系研究进展

简要介绍国内外关于北极海冰及其与气候变化的关系:北极海冰面积变化的时空分布特征,大气对北极海冰面积变化的影响,以及北极海冰面积异常与气候变化的关系。其中北极海冰面积异常与气候变化的关系研究主要是基于遥相关型、三大涛动、季风系统和冰-海-气耦合系统等几方面的研究。结果可供基层台站寻找影响当地区域气候变化的北极海冰“强信号”域。

     

长江上、中游汛期水情与北极海冰面积的关系

本文主要利用1953—1984年的北极海冰覆盖面积逐月平均值资料,采用相关分析及天气学分析,来揭示北极海冰面积变化对长江上、中游汛期水情的影响及其可能的影响过程。 宜昌、汉口两个水文站的流量分别可代表长江上、中游的水情。对1953—1984年北极8个分区逐月平均海冰面积距平值序列S_i(i=1,2,…,8)与宜昌站、汉口站汛期(指7—9月)平均流量距平序     

东北地区冬季气温与北极涛动年代际关系研究

利用中国160站气温资料、北极涛动指数资料及关国NCEP／NCAR再分析资料中月平均海平面气压场、高度场、风场资料，分析了东北地区冬季气温、冬季北极涛动的年代际特征及其关系。结果表明：在年代际时间尺度上，两者之间存在显著正相关。冬季北极涛动处于低（高）指数期，东北冬季气温为持续冷冬（暖冬）期。可能影响机制是：在地面，冬季北极涛动处于低（高）指数期时，西伯利亚高压增强（减弱），亚洲大陆偏北冬季风增强（减弱），东北为持续冷冬（暖冬）期；在对流层中层，冬季北极涛动处于低（高）指数期时，东亚大槽加深（减弱），贝加尔湖以西以北脊增强（减弱），环流呈经向（纬向）型发展，东北对流层中层偏北风增强（减弱），东北为持续冷冬（暖冬）期。     

长江源区气候及水资源变化特征研究进展

本文对近年来长江源区的气候变化及水资源变化特征研究进行了概述与总结.结果表明：长江源区气候变化特征表现为,从20世纪60年代以来,长江源区年及四季气温呈显著增温趋势;水面和陆面蒸发量均呈增加趋势;进入21世纪后,长江源区降水量呈增加趋势.水资源变化特征表现为,冰川出现普遍的退缩现象;湿地退化明显;21世纪前长江源区径流量总体上呈明显的递减趋势,而在最近10多年水资源量有明显增多现象,其原因可能是近10多年长江源区气温显著增加,导致更多冰川融化,同时进入21世纪后长江源区降水增加.预计未来到2050年,长江源区气温将升高,降水将增加,冰川面积将减少,地表水资源仍有可能以增加为主.     

长江源区气候及水资源变化特征研究进展

本文对近年来长江源区的气候变化及水资源变化特征研究进行了概述与总结。结果表明:长江源区气候变化特征表现为,从20世纪60年代以来,长江源区年及四季气温呈显著增温趋势;水面和陆面蒸发量均呈增加趋势;进入21世纪后,长江源区降水量呈增加趋势。水资源变化特征表现为,冰川出现普遍的退缩现象;湿地退化明显;21世纪前长江源区径流量总体上呈明显的递减趋势,而在最近10多年水资源量有明显增多现象,其原因可能是近10多年长江源区气温显著增加,导致更多冰川融化,同时进入21世纪后长江源区降水增加。预计未来到2050年,长江源区气温将升高,降水将增加,冰川面积将减少,地表水资源仍有可能以增加为主。      

基于IPCC AR4耦合模式的南极涛动和北极涛动的模拟及未来变化预估

评估了参加政府间气候变化委员会第4次评估报告(IPCCAR4)的耦合模式对南极涛动和北极涛动的模拟能力。分析了24个模式对1970—1999年南极涛动和北极涛动的模拟效能,并与两套再分析资料ERA-40和NCEP-1进行了对比分析。结果表明,模式的模拟能力具有一定的季节依赖性,冬季模拟能力最好。大多数模式对南极涛动空间结构和时间序列趋势的模拟好于北极涛动。根据Taylor图选出具有较好模拟能力的模式并做集合分析,发现经过选取的模式集合可以明显改善模式的模拟能力。分析SRESA1B情景下的南极涛动和北极涛动的模拟、预估结果表明:1970—2099年,南极涛动和北极涛动指数均呈持续上升趋势,北极涛动指数增长略显平稳。相对于1970—1999年、2060—2089年两半球的海平面气压场均呈现极区气压降低、中纬度气压升高的形态,同样表明南、北极涛动在后一时段更强。因此,在气候变暖背景下,南、北极涛动将持续增强,21世纪中期的臭氧恢复可能不会显著影响这种趋势。     

北极冰盖对我国气温和降水的影响

利用滤波、扩展经验正交函数、谱分析及相关分析方法研究了北极冰盖面积与我国气温和降水的联系。北极冰盖面积的功率谱密度曲线表明，北极冰盖面积距平除存在半年和一年的周期变化，还存在准两年的周期变化，尤其在６、９、１１月份表现更加突出。冰盖面积的低频滤波曲线还表现出与全球性ＥＮＳＯ现象的密切联系。通过北极冰盖面积与我国月平均气温的ＥＥＯＦ分析，表明两者之间存在相当好的匹配关系，而且后期匹配更好。相关分析表     

2005-2015年年楚河流域冰川动态变化遥感监测研究

本文结合多模式遥感数据及产品对西藏年楚河流域上游地区10年间(2005~2015年)的冰川变化进行了监测分析。基于支持向量机(SVM)的分类结果表明:冰川面积减少了21.7km2,退化率(PAC)为16.94%,年退化率(APAC)为1.69%。冰川厚度变化监测采用了两期遥感数字表面模型(DSM)差值法,结果表明冰川厚度减少了5.20m。冰川体积变化用厚度变化与面积变化的乘积计算。结果表明,10年间研究区内冰川体积减少了0.71km3。以上分析结果表明,研究区冰川在此10年间出现了重度退化。      

冬季中国东部与北极之间近地面温度变化的年际联系

利用NCEP/NCAR再分析资料和国家气象信息中心整编的425站气温资料,借助经验正交函数分解（EOF）、相关分析和回归分析等方法探讨1956~2015年冬季北极及中高纬度近地面温度、西伯利亚高压的变化特征以及两者与中国东部气温直接和间接的年际联系。为此定义了3个西伯利亚高压指数,即西伯利亚高压中心强度指数（SHCI）、西伯利亚高压面积指数（SHA）和西伯利亚高压东边界指数（SHEB）。结果表明:从1998年开始冬季巴伦支海、喀拉海迅速增温,并在年际尺度上与中国东部气温存在显著的负相关关系,即北极近地面温度与中国东部气温的直接联系。同时,西伯利亚高压的3个指数也与北极地区近地面温度和中国东部气温有较好的年际关系,体现了西伯利亚高压是联系北极和东亚气候的桥梁,当北极近地面温度升高（降低）时,西伯利亚高压中心强度增强（减弱）,面积扩大（缩小）,东边界东伸（西退）,中国东部气温降低（升高）,即北极近地面温度（西伯利亚高压）与中国东部气温的间接（直接）联系。最后,讨论了北极近地面温度变化影响中国东部气温的可能物理机制。     

Contribution of the tropical sea surface temperature in the Arctic tropospheric warming during 1979-2013

本文通过CAM6-Nor大气环流模式模拟实验研究热带海表温度在1979-2013年北极对流层增温中的贡献.分析结果表明热带海表温度变化可以解释历史模拟实验中的秋季和1月增温的30%-40%.这意味着热带海表温度可能是1979年至2013年间北极冬季对流层变暖的主要驱动因素之一.除了1月份850 hPa以下的北极增温,热带海表温度的影响通常来自热带中东部太平洋,热带印度-西太平洋和热带大西洋的联合作用.对1月份850 hPa以下的北极增温的影响主要来自热带印度-西太平洋.