有关全球变暖对热带大气季节内振荡特征的影响及其数值模拟的研究

首先用资料诊断分析了全球变暖前后,热带大气低频振荡特征变化。研究发现,全球变暖前后,热带低频振荡的强度、分布、传播及周期等发生了一系列变化:ISO活跃区及强度范围均有不同程度的增大,气候变暖有缩小ISO强度季节差异趋势;气候变暖后,纬向东传波的大气季节内振荡能量增加,而西传波的能量相对减少;偏暖阶段,ISO振荡主周期相对分散,特别是较长周期的小波能量明显增大。然后利用动力学分析及数值模拟进一步探讨了热带低频振荡与海温的联系,对热带ISO的数值模拟进一步发现,大气模式与海洋模式耦合时,所模拟的热带季节内振荡较强;热带低频振荡的变化可能与全球变暖后海温场发生的变化有关。     

NOAA发现飓风生成于较暖区域

NOAA地球物理流体动力学实验室(GFDL)的科学家发现,在20世纪,飓风源区热带大西洋地区温度上升了十分之几度。NOAA最新气候模式模拟研究表明,人类活动,例如排入大气中的温室气体增加,可能严重影响这种增暖。该研究发表于美国气象学会2006年5月的Journal of Cli mate杂志。佛得角     

全球变暖中的科学问题

2013年各国政府间气候变化专门委员会（IPCC）第一工作组发布了第五次气候变化科学评估报告,以大量的观测分析和气候模式模拟证据,继续强调由于人类排放增加,全球正在变暖,未来将继续变暖的观点。本文综述研究全球变暖的几个深层次的科学问题,即多套全球气温观测资料的差异、不同标准气候态时段的作用、20世纪全球变暖的检测和归因及未来全球气温变化的走向,以此提出需进一步研究的科学问题。结果表明;需要进一步提高观测资料的质量;注意不同标准气候态时段对应的数值的不同;应进一步改善气候模式模拟年代际变率的能力及研究近15 a全球变暖减缓和停滞的原因,从而改善气候模式的模拟效果;造成预估未来全球气候变化的不确定性主要来自气候模式的差异、未来排放情景的差异及气候系统内部变率影响和自然外强迫的作用。     

全球变暖背景下热带太平洋海温长期趋势研究

热带太平洋对全球的气候有重要作用。然而,关于全球变暖背景下热带太平洋海温长期趋势的研究,迄今为止仍有争议。本文利用多套海表温度资料和次表层海温资料,基于无参的趋势估计方法（Theil-Sen趋势）,分析了热带太平洋海表温度长期趋势及赤道太平洋次表层海温长期趋势。多套资料的结果均表明在全球变暖背景下,热带太平洋冷舌区为长期冷趋势,而冷舌区之外的热带太平洋区域为长期暖趋势,即似La Ni?a（La Ni?a-like）海温长期趋势。此海温长期趋势是由热带太平洋冷舌模态所引起。当冷舌模态为正位相时,对应热带太平洋冷舌区为冷海温异常,而冷舌区之外的热带太平洋为暖海温异常。冷舌模态时间序列主要为长期趋势,而造成冷舌模态长期趋势的机制是全球变暖强迫下的海洋动力反馈过程。赤道太平洋的表层和次表层海温似La Ni?a型的长期趋势,是冷舌模态在表层海温和次表层海温上的不同体现。     

大西洋热盐环流与气候突变

未来是否会发生由大西洋热盐环流崩溃引起的气候突变是目前极富争议性的全球气候变化问题。首先回顾了过去发生的气候突变事件以及若干成因假说,介绍了McGill地球系统模拟组的有关研究成果,并探讨了过去气候突变事件中的南北半球遥相关,最后讨论了未来是否会发生大西洋热盐环流崩溃引起的气候突变。对过去发生的大西洋热盐环流突变的研究表明,它产生的气候背景与现代气候以及将来进一步变暖的气候截然不同,因此不能凭过去发生过的突变事件来推论将来会发生类似的气候突变。尽管有的气候模式预测全球变暖会导致大西洋热盐环流减弱甚至崩溃而引发气候突变,但是目前全球气候系统的观测有许多不足之处,并且现代气候模式也存在较大的不确定性,因此尚不能确信现在的全球变暖会导致这样的气候突变。     

古气候的启示

回顾了近20～30年古气候的研究进展,包括下列问题:雪球和热力极大期、冰期-间冰期旋回、古季风、D/O循环和H事件、全新世季风、全新世气候突变、气候变化与古文明、近2000年的气候。研究表明,第四纪前的气候变化中CO_2起着重要的作用,但是在冰期-间冰期旋回中CO_2变化落后于温度变化。这说明虽然影响机制不同,但是温室气体和气候间有着密切的相互作用这一点则是可以肯定的。地球目前处于间冰期,面临着冰期来临的威胁。人类活动造成的气候变暖有可能推迟下一次冰期的到来。21世纪全球变暖仍将继续,人们可能做的、也是必须要做的,是尽可能地降低变暖的速率,以及可能达到的变暖峰值。     

全球增暖对ENSO影响的数值模拟研究

利用日本东京大学气候系统研究所、日本环境研究所和日本地球环境研究中心联合开发的海气耦合模式MIROC3.2，研究了全球变暖对ENSO年际变率的影响。该模式较好地模拟了ENSO循环的不同阶段表层和次表层海水温度变化，海表温度最大振幅出现在120°W以东，与观测一致，表明模式可以较好反映热带地区大气、海洋的动力、热力特征。研究还比较了控制试验和CO2浓度年增长1%的瞬时试验，结果表明，在全球变暖的大环境下ENSO事件发生频率没有显著变化，但ENSO事件强度增大，年际变率变大；热带太平洋呈现整体增暖趋势，表层温度尤其是热带中太平洋地区温度升高显著。敏感性分析表明，年际ENSO变率的振幅增大的主要贡献来自于海洋。海水增温导致热带太平洋海温垂直梯度增大，在热带西太平洋海温垂直温度梯度变化最为明显；次表层海温对单位大气风应力变化的响应大于表层海温响应。当这种响应与热带太平洋赤道地区径向温度梯度变化的共同作用导致温室效应下ENSO振幅增大。     

江淮流域梅雨期气候对全球气候变暖的响应

在全球气候变暖背景下,中国江淮流域梅雨期的气候响应趋于复杂,给江淮流域梅雨期的气候预测带来了更多的不确定因素。研究江淮梅雨期气候对全球变暖的响应,对于认识江淮梅雨变化新趋势、提高新气候背景下的汛期预报及制定防灾减灾政策均有深远意义。采用中国地面气温和降水日值数据集对近几十年来江淮地区梅雨期的气温和降水变化进行了深入分析,基于观测结果,评估了国际耦合模式比较计划第5阶段（CMIP5）的22个模式结果,并对CMIP5模式预估的21世纪中排放（RCP4.5）和高排放（RCP8.5）情景下中国江淮流域梅雨期的气温和降水变化进行了分析,并对梅雨期气候变化的机理进行了探讨。研究结果表明,在全球变暖背景下,江淮地区梅雨期气候亦发生了相应的变化,气温呈现出显著的升高趋势,降水亦发生了相应调整,在较暖年降水偏多,较冷年降水偏少。在未来全球进一步变暖的背景下,江淮地区梅雨期平均气温进一步升高,降水进一步增多,且随着排放量的增加,降水的空间分布不均匀性也在加剧。      

编辑选编

气候模式在预测全球变暖方面取得的成功加州大学伯克利分校的Hausfather等回顾评估了1970-2007年发布的气候模式的预测技巧。模式预测的准确性主要依赖于精确的气候物理模式和对未来二氧化碳排放及其他影响因素的精确假设。如果未来排放量的变化与现实不同,那么最好的基于物理的模式仍然是不准确的。为了解释这一点,研究分析了模式和观测的全球平均地表温度(GMST)和大气二氧化碳(以及其他气候驱动因素)之间的关系。     

全球变暖对台风活动影响的研究进展

全球变暖是当前热点问题之一,各大洋区时有发生的"超乎寻常"的台风活动也广为关注.全球范围内的台风活动特征是否悄然发生了变化?这种变化与全球变暖是否存在关联?这些问题已成为国际台风界的重点研究内容之一,近年来取得了许多进展.文中从全球台风活动特征变化事实的观测研究,成因分析、数值模拟与预测等方面对此进行了概述.综合各方观点,得到主要共识如下:单个台风的异常活动不宜直接归因于气候变化;全球台风频数的年际变化趋势并不明显;沿海地区人口增长和基础设施增加是近期台风对社会影响加重的主要原因;自1970年以来,一些海区的超强台风比例明显增大,比目前数值模式的模拟结果要大许多;如果全球气候持续变暖,台风的最大风速和降水很可能会继续增加;尽管在台风记录中同时有支持和不支持人类活动(全球变暖的影响)信号存在的证据,但在这一点上还不能给出一致的肯定结论.另外,由于台风和相关气候资料存在均一性方面问题,气候数值模式对台风气候特征描述也存在缺陷,这两类问题的存在使得在目前阶段确切阐明全球变暖和台风活动的关系仍有极大的不确定性.     

浅谈气候变化与低碳经济

1引言全球变暖指的是在一段时间中．地球大气和海洋温度上升的现象。根据IPCC的气候模型预测,到2100年,全球气温估计将上升大约1．4—5．8℃。全球气候变化引发世界各地极端、恶劣气候事件频发、程度趋重,气候变化已经影响到人类的生存和可持续发展,是全人类必须共同面对、共同解决的重大课题。     

From climate science to climate economics: Nobel Laureate Hasselmann's interdisciplinary research北大核心CSCD

自然科学家Klaus Hasselmann在气候科学领域做出了杰出贡献。2021年瑞典皇家科学院授予他诺贝尔物理学奖,以表彰他在“地球气候的物理建模、量化变化并可靠预测全球变暖”方面的贡献。气候系统是一类复杂物理系统,随机和无序中蕴含着可预测性。     

从能量学角度理解气候背景场对ENSO热带和热带外遥相关的影响

厄尔尼诺—南方涛动（El Ni?o–Southern Oscillation,简称ENSO）通过遥相关过程影响全球天气气候。在热带地区,ENSO能通过影响热带对流层温度导致遥远海盆降水和海表温度异常;在热带外,ENSO能通过激发准定常罗斯贝波动造成北美、亚洲等地区气候异常。气候背景场对ENSO热带和热带外遥相关有重要影响。一方面,气候背景大气环流场可以通过正压和斜压能量转换影响ENSO遥相关波列的位置和强度。另一方面,热带气候背景海温和对流场会通过影响湿静力能分布影响ENSO热带遥相关过程。这些研究表明分析能量过程有助于理解气候背景场影响ENSO遥相关的机理。本文回顾了近几十年来国内外关于气候背景场对ENSO热带与热带外遥相关影响的能量分析研究进展,在此基础上,回顾了全球变暖背景下ENSO遥相关的可能变化,并提出了一些未来该领域内需要进一步研究的科学问题。     

全球变暖背景下的中国西部地区气候变化研究进展

全球变暖是19世纪80年代以来,地球的年平均气温和地表温度呈上升趋势的现象.在全球变暖的大背景下,我国的气候也发生了显著的变化.探讨全球变暖背景下中国西部地区的气温、降水、气候转型以及青藏高原对中国气候的影响等,对我国应对气候变化问题有着重要的意义.本文从气温、降水、气候转型以及青藏高原对中国气候的影响等方面概述了近年来中国西部地区气候变化的最新研究进展,并探讨了未来的研究方向.     

气候变暖对典型草原区降水时空分布格局的影响

立足于全球变暖对内蒙古典型草原区降水时空变化影响的研究，预测全球变化可能带来的后果，为良性的生态系统服务提供理论依据。基于1971—2000年锡林浩特市和阿巴嘎旗两个气象台站的平均温度和锡林郭勒盟境内16个气象站点的降水资料，结合地理信息系统技术，系统分析了气候变暖对典型草原区降水时空分布格局的影响。初步研究结果表明：气温变化过程和全球变暖的趋势相一致,特别是20世纪90年代变暖趋势最为强烈。在全球气候变暖的背景下，研究区的降雨量受东南季风的影响呈现由东南向西北递减的分布规律。但区域降雨存在明显的年代际变化特征,各区域降水变化差异显箸，从东南到西北变化的幅度减小。30年来研究区的降雨量变化表现出时间、空间上的不规则性，表明全球气候变化对草原区过去30年的降雨影响不显著，没有达到可识別的程度。     

俄罗斯学者预测全球气候变化

气候变化是人类遇到的主要问题之一,各国学者也一直致力于研究出更加精准的全球气候变化预测模型。日前,俄罗斯科学院大气物理研究所学者利用其最新研制出全球气候模型预测未来300年的全球气候变化。根据其预测结果,即使人类保持最为谨慎的活动也无法改变全球气候变暖的趋势。     

全球变暖与地球“三极”气候变化

北极、南极和青藏高原分别是地球的最北端、最南端和海拔最高的高原,被称为地球“三极”。地球三极是全球气候变化的关键区与敏感区,在区域及全球气候系统中的重要性日益凸显。本文回顾了该领域的最新研究成果,重点阐述了地球三极气候年代际变化的基本特征及其对区域气候的影响,探究了在全球气候变暖背景下地球三极气候变化之间的潜在联系,讨论并展望了未来地球三极气候变化研究所面临的挑战。     

气候模式在预测全球变暖方面取得的成功

正加州大学伯克利分校的Hausfather等回顾评估了1970—2007年发布的气候模式的预测技巧。模式预测的准确性主要依赖于精确的气候物理模式和对未来二氧化碳排放及其他影响因素的精确假设。如果未来排放量的变化与现实不同,那么最好的基于物理的模式仍然是不准确的。为了解释这一点,研究分析了模式和观测的全球平均地表温度(GMST)和大气二氧化碳(以及其他气候驱动因素)之间的关系。研究发现,过去50年发布的气候模式在预测模式发布后几年的全球变暖     

土地利用和土地覆盖变化对气候系统影响的研究进展

土地利用和土地覆盖变化（LUCC或LULCC）不仅对人类赖以生存的地球环境有重要影响,同时与人类福祉密切联系。人类活动对气候的强迫不仅包括温室气体排放导致的气候变暖,还通过直接改变地表物理性状以及间接改变其他生物地球物理过程和生物地球化学过程等对气候系统产生深刻影响。作者在此认识的基础上回顾了LUCC对气候系统影响的研究历史,结合新近的研究结果归纳了诸如森林砍伐、城市化、修坝等LUCC活动在区域和全球尺度的气候效应。LUCC具有高度的空间异质性,因此气候系统对它的反馈也具有明显的空间差异。由于全球平均后变化幅度相对区域上的小,LUCC对区域气候影响显著,而对全球气候影响不明显。它对区域气候的影响取决于反照率、蒸散发效率和地表粗糙率等变化的综合效应：在热带地区LUCC主要引起温度升高,在高纬度地区使温度下降。在全球尺度上LUCC导致气候的变暖主要通过减少蒸散发和潜热通量引起陆表水循环的改变,其次通过改变地表反照率导致辐射强迫改变。最后指出目前LUCC在气候变化学科中的研究所存在的问题。在此基础上提出了未来的研究首先需要评估的3个气候指标,并提倡多学科间的相互合作。     

未来50年中国气候变化趋势的初步研究

文章比较了各种气候模式对温室效应的估计，及其可能对中国气候的影响。分析和预测了太阳活动与火山活动的长期变化，在此基础上估计了未来可能产生的自然气候变化。结果表明，在未来50年中太阳活动和火山活动均可能使气候变冷。因此，可能在一定程度上抵消因温室效应加剧而产生的变暖。但在2010年之后，温室效应可能逐步占据主导地位，到2030年全球平均气温可能比1961～1990年平均上升0.6℃以上，东亚地区的增温，可能比全球平均稍强。气候变暖后，东亚地区降水可能增加。但在我国北方，夏季干旱程度可能加大。