2020年全球气候特征及重大天气气候事件

2020年,全球主要温室气体浓度继续保持上升趋势,全球平均温度较工业化前偏高1.2±0.1℃,列历史同期第二高。海平面持续上升,且上升速率更快。2020年,海洋热容量创历史新高,北极年最小海冰范围为有记录以来第二低,7月和10月海冰范围均创历史最低纪录;南极海冰范围接近长期平均水平。超过80%的海洋区域在2020年经历了至少一次海洋热浪,海洋发生"强"海洋热浪的地区超过"中等"海洋热浪的地区。年内,非洲萨赫勒地区、非洲之角、印度次大陆及其邻近地区、中国、韩国和日本以及东南亚部分地区遭受暴雨洪涝;南美内陆多地遭受严重干旱,欧洲及澳大利亚、墨西哥等地遭强热浪影响;北美、南美及澳大利亚发生严寒和大雪;北大西洋共生成30个热带气旋,创历史纪录。     

2018年全球重大天气气候事件及其成因

2018年全球主要温室气体浓度继续攀升,地表温度相比工业化前水平偏高0.99℃,为有观测记录以来的历史第四高值。全球冰川总量连续31年减少,南北极海冰范围全年处于历史低位。全球海洋表面温度较常年显著偏高,海平面继续加速上升,海洋热含量创历史新高,海洋酸化的影响日益加剧。年内,世界各地发生了许多重大天气气候事件,包括北半球异常活跃的热带气旋季、欧洲夏季持续性高温干燥天气、印度西南部的特大洪灾、澳洲东部严重旱情、欧美多地的低温暴雪以及全球多地的森林大火和强对流天气,造成了严重的人口伤亡和社会经济损失。本文系统性总结了2018年全球重大天气气候事件及其影响,并重点分析了印度近百年来最严重洪灾和美国东海岸爆发性低温雨雪冰冻两个典型气候事件的形成原因。分析表明,夏季南亚季风强度偏强、控制时间偏长,8月在南亚季风槽西部位置偏北、索马里越赤道急流偏强的共同作用下,南印度洋及阿拉伯海上空的水汽大量向印度地区输送,持续性的强降水天气引发了该地区近百年以来最严重的洪灾;1月上旬,在耦合的急流结构、强烈的海洋温度梯度以及气旋外围气温偏高的共同作用下,冬季风暴格雷森在短时间内爆发性加强,造成美国东海岸出现气温骤降、强风暴雪等剧烈天气现象。     

2014年全球重大天气气候事件及其成因

2014年全球平均表面温度持续偏高,比1961—1990年平均值偏高0.57 ℃左右,是自1850年有历史记录以来最暖的一年。年内,赤道中东太平洋基本维持暖水状态,全球平均海表面温度突破历史纪录;北极海冰范围仍处于记录中最低水平之一,而南极海冰范围再创历史新高。受大气环流异常以及海洋和海冰等外强迫因子的共同影响,世界范围内出现了显著的气候异常和极端事件。尤其是,2014年1—4月美国西南大部降水偏少20%~60%,平均降水量为1981年以来最少的一年,干旱发展并持续,部分地区干旱严重;6月上、中旬,印度平均气温31.2℃,较常年同期偏高1.2℃,局部偏高4℃以上,是1961年以来历史同期最高值,印度首都新德里8日最高气温达47.8℃,创该市62年来最高记录。进一步研究发现,1—4月,美国西南部地区持续处于高空脊的控制下,来自东北太平洋和墨西哥湾的水汽输送严重不足是导致干旱发生的直接原因;而印度夏季风北推进程滞缓和高压脊的持续控制是造成6月印度高温的主要原因。     

科技动态

NCAR科学家发现全球增暖导致2005年飓风加倍NCAR的Kevin Trenberth和Dennis Shea的最新研究表明,2005年热带北大西洋海域的增暖是飓风增加的主要原因,其热量的一半来自全球增暖,自然循环只是次要原因。该研究发表在2007年6月27日的Geophysical Research Letters杂志上。Trenberth和Shea主要研究海洋温度升高。2005年飓风季节多数时候10°~20°N热带北大西洋海面温度比1901~1970年平均高1.7°F(1°F=℃×9/5 32)。Trenberth和Shea通过分析20世纪初以来全球范围的海面温度来探究热带北大西洋海面温度升高的原因。结果表明,全球增暖能…     

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。     

全球变暖背景下中国东部气候变迁及其对物候的影响

鉴于我国东部地区对全球气候变化的高度敏感性,本文应用1960~2014年的CRU和HadISST等全球地表（地球表面的简称,包括陆地和海洋表面,下同）温度再分析资料,采用地理等温线和春、秋季（代表月地表温度）时间的变迁速度等指标,分析了全球和中国东部地区的气候变化速度以及春、秋季物候的变化。结果显示:（1）自1960年以来,全球地表温度呈现十分清晰的上升趋势,其中,北半球（陆地）比南半球（海洋）变暖更显著,地理等温线向两极方向迁移;（2）南、北半球的春（秋）季明显提前（滞后）;（3）中国东部地表温度呈快速上升趋势,陆地升温虽普遍快于海洋,但东部海域升温快于相邻的陆地,地理等温线总体向北迁移,海域的春、秋季物候变化较陆地显著;（4）中国东部生物物候受气候变化影响明显,海域地理等温线的北移受到沿岸地形的抑制,海洋生物适应气候变化的能力受到限制,海洋生态系统及生物多样性将面临气候变化带来的显著风险。     

1999年全球重大气候事件概述

１９９９年,全球气候仍持续较常年偏暖。赤道中、东太平洋的强拉尼娜事件维持并发展,对全球特别是热带地区的气候产生了较明显的影响。欧洲、北冬季连续遭受暴风雪袭击,出现严寒天气,夏季又经受了高温热浪的袭击。全球许多地区暴雨频繁,亚洲南部、欧洲中部、北美南部、南美北部以及非洲的一些地区都遇到了严重的洪涝灾害;而北美中部、西亚等地却干旱少雨,发生了凡十年来最严重的旱灾。北美、南亚、澳大利亚东北部先后遭到罕见     

全球增暖1.5℃和2℃北太平洋年代际尺度振荡的差异

基于CESM模式对1.5℃和2℃两种增暖情景的模拟结果,对比分析了太平洋年代际振荡（PDO）和北太平洋涡旋振荡（NPGO）在全球稳定增暖1.5℃和2℃时期与工业革命前、历史时期在强度和周期上的差异。结果表明：全球稳定增暖1.5℃和2℃时期,PDO和NPGO的强度均比历史时期弱,且主周期缩短,这可能与全球增暖情景下海洋层结增强导致的Rossby波变快有关。PDO的强度和周期在全球增暖1.5℃和2℃这两种情景下没有明显差异;而NPGO的强度在全球稳定增暖2℃时期比1.5℃时有明显减弱,且周期缩短1 a左右。因此,0.5℃升温差异对PDO的强度和周期影响较小,而对NPGO的强度和周期影响较大。     

1991年9—11月的气候及评价

1991年9月,盆地区月平均气温19.8—23.7℃,盆西及盆中部份地区较常年同期偏高1℃左右,盆内其余大部地区一般接近常年,川西南山地月平均气温14.9—18.9℃,较常年同期偏低1℃左右。川西北高原月平     

1991年1—5月的气候及评价

1991年1月,盆地区月平均气温4～9℃,较常年同期偏高1℃左右,川西南山地月平均气温1.8～10.5℃,接近常年或偏高1℃左右;川西北高原月平均气温—0.6～-16.8℃,偏南地区接近常年,偏北地区较常年同期偏低1～4℃。     

本世纪全球增暖的显著性分析

用Ｊｏｎｅｓ、Ｗａｌａｃｅ等人全球年平均气温距平和全球陆地和海洋月平均气温距平格点资料,通过相关和趋势分析及Ｍａｎｎ－Ｋｅｎｄａｌ趋势检验（以下简称ＭＫＴ检验）发现：本世纪全球绝大部分地区增暖是显著的,而热带、副热带海洋,尤其是印度洋近百年来增暖最稳定．北大西洋近几十年来的显著降温导致了西半球３０°Ｎ以北大部分地区增暖趋势明显下降．与之相反,东半球欧亚大陆近几十年来冬季的强烈增温使地球增暖趋势大大增高,以致形成了东亚大陆和北大西洋－北美大陆东部地区在近５０年来变温反相的不均衡格局     

20世纪两次全球增暖事件的比较

20世纪20年代和70年代全球出现了两次突变增暖,本文分析比较了这两次全球增暖的起源地,空间分布特点,影响范围,以及北半球增温和降温最大地区的气温变化与其相对应的大气环流变化的联系等.发现,第一次全球增暖始于北半球新地岛西北、冰岛及以北的极地地区,主要增暖区在北大西洋、格陵兰岛、冰岛和北半球中、高纬大陆地区,主要增暖季节是夏季.第二次全球增暖最早可能始于南半球南印度洋海盆及南极大陆地区,增暖中心有明显向北半球方向移动的倾向并广泛影响到全球热带、副热带海洋,没有明显的区域和季节增暖差异;北半球第二次增暖比南半球约晚10年,主要增温区在东亚大陆和北美西部,主要增暖季节在冬季.分析还发现,20世纪北半球增暖最强的东亚大陆、北美西北部和降温显著的冰岛、格陵兰岛、北大西洋以及中北太平洋等地的气温变化与其相应的大气环流系统的异常变化关系密切.     

2019 年全球重大天气气候事件及其成因

2019年全球主要温室气体浓度继续保持上升趋势,全球平均温度比工业化前水平高1.1（±0.1）℃,为有气象记录以来第二暖年。海洋热容量及海平面高度创新高,海冰面积偏小。年内,全球各地发生了许多重大天气气候事件,包括多地遭遇暴雨洪涝侵袭,澳大利亚以及亚洲和欧洲多国受干旱影响,全球极端热带气旋频发,欧洲及澳大利亚等地遭遇异常高温热浪天气,北美和欧洲遭受寒流和暴风雪袭击,多地出现强对流天气。分析表明,印度洋偶极子（IOD）处于正位相、赤道中太平洋地区海温持续偏暖以及副热带高压系统控制是澳大利亚高温少雨的主要原因,最终引发严重的森林山火;前期异常偏强的IOD正位相叠加持续时间异常偏长的热带低压,促进了2019年印度7—8月强暴雨事件的发生发展。     

Climate Change over China with a 2°C Global Warming

相对于工业化革命前期,全球年平均地表气温上升2℃的时间和相应的气候变化受到了广泛关注,特别是包括欧盟成员国在内的许多国家和国际组织已经将避免2℃全球变暖作为温室气体减排的首要目标.为此,本文作者基于16个气候模式在20世纪气候模拟试验和SRES B1、A1B和A2温室气体和气溶胶排放情景下的数值模拟试验结果,采用多模式集合方法预估研究了2℃全球变暖发生的时间、对应的大气中主要温室气体浓度以及中国气候变化情况.根据模式集合平均结果,三种排放情景下2℃全球变暖分别发生在2064年、2046年和2049年,大气二氧化碳当量浓度分别为625 ppm、645 ppm和669 ppm(1 ppm=10-6).对应着2℃全球变暖,中国气候变暖幅度明显更大.从空间分布形势上看,变暖从南向北加强,在青藏高原地区存在一个升温大值区;就整体而言,中国区域平均的年平均地表气温上升2.7～2.9℃,冬季升温幅度(3.1～3.2℃)要较其他季节更大.年平均降水量在华南大部分地区减少0～5％,而在其余地区增加0～20％,中国区域年平均降水增加3.4％～4.4％,各季节增加量在0.5％～6.6％之间.     

20世纪60年代中期亚非夏季风减弱的全球气候背景异常分析

利用美国NASA格点月降水总量资料、美国CO2信息分析中心地表面温度异常月平均网格点资料、美国NCEP/NCAR再分析全球网格点资料和兰州高原大气物理研究所的台站地温观测资料分析了1960年代中期亚非夏季风环流圈年代际时间尺度的减弱及其与之有关的全球气候场异常现象。结果发现, 1960年代中期全球对流层大气温度和海洋温度场发生异常变化, 对流层大气有明显降温, 海洋主要以印度洋升温、 北太平洋和北大西洋降温为主要特征, 同时, 我国大陆土壤温度和青藏高原温度在1960年代中期有明显的下降, 导致亚洲大陆与印度洋之间的热力对比明显减弱, 东风急流减弱, 最终导致亚非夏季风明显减弱。     

IAP/LASG海洋环流模式对风应力的响应

为了检验第三代IAP/LASG全球海洋环流模式在模拟20世纪80年代热带太平洋年际变化方面特别是ElNino和LaNina事件的能力,作者使用了三种风应力资料强迫该模式.然后,将模拟的海温同NCEP海洋同化资料相比较.分析表明,在赤道附近,模式对风应力的响应在SST分布、温跃层的描绘以及突出E1Nino和LaNina事件方面同NCEP海洋同化资料有许多共同点.然而,在描绘l0°N以北和l0°S以南的SST异常以及描写季节循环方面,响应是不够精确的.另外,模拟的温度异常滞后于NCEP海洋同化数据两个月左右.     

The sources and transport of iron in the North Paci?c and its impact on marine ecosystems

微量元素铁是浮游植物生长所必需的营养元素,对于促进海洋初级生产力和增加海洋吸收二氧化碳的能力等具有重要作用。相对于世界上其他海域,铁限制使得北太平洋成为典型的高营养盐、低叶绿素(HNLC)区域。陆源铁主要通过河流输入和大气沉降进入海洋;海洋中垂直混合等物理过程也是输送生物可利用铁进入上层海洋的重要过程。目前,随着人类污染的加剧,人类活动排放的铁对海洋生态系统的影响也变得更加显著。为了研究铁循环过程及其对北太平洋海洋生态系统的影响,以国家自然科学基金资助的"北太平洋铁的来源与传输及其对上层海洋生态系统的影响"为依托,该项目将主要关注三个重要科学问题:(1)北太平洋上层生物可利用铁的主要来源是什么?(2)海洋中铁络合配体的循环会对北太平洋上层海洋生态系统产生怎样的影响?(3)未来全球变化对铁循环及上层海洋生态系统的可能影响是什么?项目将对铁在当前和未来海洋酸化和物理环境变化背景下的分布特征及其对海洋生态系统产生的影响进行研究。项目研究结果有望加深我们对北太平洋海洋生态系统的认识和理解,实现对未来北太平洋生态系统变化趋势的预测。     

全国大部降水偏少江南、华南干旱持续

2007年11月,全国平均降水量为10.1mm,较常年同期(18.2mm)偏少8.1mm,为1989年以来历史同期最少值.山东11月区域平均降水量为1951年以来历史同期最少值,贵州、陕西为次少值.全国平均气温为3.1℃,较常年同期(2.1℃)偏高1.0℃.东北南部、华北中南部、黄淮、江汉、四川盆地等地出现大雾天气;东北地区出现入冬以来第一场明显降雪天气;云南德钦普降暴雪,遭受严重雪灾;江南、华南等地干旱持续发展. 1 天气概况     

2008年极端天气和气候事件及其他相关事件的概要回顾

2008年1～2月,我国南方地区遭受50年不遇的雨雪冰冻天气.2008年3月上旬,澳大利亚南部大部分地区经历破纪录的热浪.5月2日,20年来亚洲破坏力最强的热带气旋"纳吉斯(Nargis)"给缅甸造成有史以来最严重的灾害.2008年大西洋飓风季,"古斯塔夫(Gustav)","汉娜(Hanna)"和"艾克(Ike)"等强飓风给加勒比海地区和美国部分地区造成严重洪灾.入秋以后,我国华北、黄淮、西北东北部及四川西部、西藏等地遭遇严重干旱.2008年,全球平均气温比过去30年(1961～1990年)的平均温度高出0.31℃,全球极端天气和气候灾害并没有缓和的迹象;我国也经历了许多极端天气和气候灾害.     

南方遭受严重旱灾 大雾频发影响交通——2007年11月——

2007年11月,全国平均气温为3.1℃,较常年同期(2.1℃)偏高1.0℃.全国平均降水量为10.1mm,较常年同期(18.2mm)偏少8.1mm,为1989年以来历史同期最少值.山东11月区域平均降水量为1951年以来历史同期最少值,贵州、陕西为次少值.月内,江南、华南等地干旱持续发展;东北南部、华北中南部、黄淮、江汉、四川盆地等地出现大雾天气;东北地区出现入冬以来第一场明显降雪天气;云南德钦普降暴雪,遭受严重雪灾.