从地球系统的观点看气候突变

在地球的气候史中,经历了许多次气候突变事件。这些突变对地球表层系统的演变与进化产生了巨大影响。随着全球气候变暖的持续发展,人类赖以生存的气候环境正在经历重大变化。如何科学地理解和认识这些变化,尤其是气候突变。是人类寻求对策,应对气候变化,保护自己持续发展的科学基础。文中从地球系统的角度对气候突变的科学问题进行了探讨,认为对气候突变的研究不应仅局限于大气圈,而应该对地球系统的整体变化进行研究。     

当代气候变化的原因及其影响

一、引言 在地球形成与演化的漫长历史中,地球大气环境和气候经历了激剧的变化。这种变化是一个非常复杂的自然过程。天体运行、地球运动、地壳和地表变动、海陆分布以及大气运动都是引起气候变化的重要自然因子。人类本身在很长时间内则是被动地适应这种变化而生存、发展的。从世界工业革命的近二百多年来,尤其是本世纪以来,情况发生了根本变化。由于世界人口的剧增,先进科学技术的迅速发展,经济建设和生产规模     

主编语

<正>在浩瀚的宇宙中,地球是目前人类所知的唯一孕育着生命的星球,这是因为在地球上形成了适宜生命存在的环境条件,具体则体现在构成地球气候系统的各个圈层。从地球生成到演化至今的漫长岁月里,气候系统经历了从初始形态发展到目前气候形态的许多次巨大变化进程。在这一演进过程中,太阳活动、宇宙射线乃至宇宙尘埃被认为是影响地球气候的基本因素。其中,作为地球气候系统最重要的能量来源,太阳辐射对地球气候的影响尤其备受关注。本刊继上期刊出了"地球运动对气候影响"的专栏后,本     

中国大气本底观测:减污降碳背景下主要大气成分变化趋势

大气成分变化对天气气候、环境生态,以及人体健康、社会生活等都有重要影响.只有通过长期观测,了解这些大气成分的浓度水平、变化趋势、相关源汇过程,才能准确地评估人类活动对当前地球气候、环境和生态系统造成的影响,保护人类发展和生存条件.本文概括介绍了世界气象组织全球大气监测计划(WMO/GAW)和我国开展大气本底观测的发展历...     

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。     

关于在现代农业综合配套改革中发挥气象服务作用的思考

<正>1气象服务作用的关键在于增强意识人类能成长为地球的主人,首先得益于人类利用和改造自然条件,特别是能适应气候条件的变化。为了生存的需要,人类尝试着自觉而有意识地观察并总结气候的变化规律,逐渐学会了与自然界和谐共存的基本方式。随着人类认知水平的不断提升与改造自然的广度和深度不断拓宽,气象技术逐渐成熟发展,成为人类知识体系中不可缺少的一部分。《1988-1997世界气候计划》前言中指出,"气候既是有益于人类的一项重要资源,但     

保护大气造福人类——对国际保护大气环境的公约、计划与对策的综述

一、国际会议频繁,发出紧急呼吁酸雨、臭氧层破坏与“温室效应”三大全球环境问题都是发生在大气层内,这不仅对气候产生长期影响,而且日益变得不利于人类的生存和发展。环境保护已成为人类的共同事业。为此,国际上召开了一系列会议,向人类发出紧急呼吁。1972年6月5日,在瑞典首都斯德哥尔摩举行了联合国人类环境会议,这是世界各国政府共同讨论当代人类环境问题,探讨保护全球环境战略的第一次国际会议。大会向人类发出:“只有一个地球”的严厉警告。1988年6月,在加拿大多伦多召开的“关于变化中的大气”的     

气候观测系统及其相关的关键问题

地球系统中的大气圈、水圈、冰雪圈、岩石圈和生物圈构成了气候系统, 气候系统中不同圈层之间的相互作用决定了气候的自然变化。由于人类活动的日益加剧, 对气候系统已经产生了显著影响。气候的自然变化和人类活动导致的气候变化对社会经济的发展以及人民生活的影响日益加大, 并涉及到国家安全、环境外交和可持续发展等一系列重大问题。要认识气候变化及其强迫因素、预测未来气候变化, 最基础的工作是建立针对气候目的涉及到气候系统五大圈层的综合气候观测系统, 以获取所需的高质量资料和相关产品, 提供气候系统变化的详细信息。该文回顾了气候观测系统设计在中国的发展以及中国气象科学研究院在组织设计中国气候观测系统中的作用, 并指出了在建立我国气候观测系统中存在的一些需要改进的方面。在对气候观测系统进行分析的基础上, 指出了与建立气候观测系统相关的10个方面的关键问题, 这些问题包括:气候观测系统的科学需求、气候观测系统的代表性、全面性、规范性、对气候预测和预估及模式发展的支撑性、多学科应用性、社会经济性、资料开放共享性以及气候系统资料的同化再分析和历史资料的抢救。     

碳与水循环的研究新进展

引　言自 2 0世纪 80年代以来 ,随着全球变化科学这一新兴学科的形成 ,以研究全球环境变化为对象 ,逐步发展成了国际地圈·生物圈计划 (ＩＧＢＰ)、全球变化人文因素计划 (ＩＨＤＰ)、世界气候研究计划 (ＷＣＲＰ)、生物多样性计划 (ＤＩＶＥＲＳＩＴＡＳ)等4个科学研究计划。全球变化科学以“地球系统”为研究对象 ,将大气圈、水圈、岩石圈、冰雪圈和生物圈 (包括人类自身 )视为一个整体。全球变化中最活跃的物质是碳和水 ,它是人类生存的物质基础。围绕全球碳循环、全球水资源与水循环、食物与纤维 3大主题以及人类与环境的相互作用研究 ,…     

大气圈碳循环的模拟研究进展

碳元素是地球生命的重要组成元素,而大气中的ＣＯ２是生命物质中碳元素的最主要来源,它也是引起气候长期变化的外强迫作用中最主要的温室气体,观测资料表明,在工业革命后,由于人类工农业活动的影响,大气圈中ＣＯ２含量增加很快。了解碳的源汇分布,大气圈碳循环动力机制以及碳循环与气候系统的相互作用,并进一步了解碳循环在整个地球系统内的作用过程十分重要。本文综合了近年来一关于碳循环在整个地球系统内的作用过程十分重     

国际气候变化科学评估中所反映的气候变化科学的重要进展

政府间气候变化委员会(IPCC)历次评估报告的进展表明:1)人类对于气候系统变化的科学认知在不断加深,全球变暖是毋庸置疑的;工业化时代以来,人类活动可能已经引起了1 ℃的增暖。2)气候系统观测不断完善,观测资料和再分析资料的空间覆盖范围以及时间尺度均明显提高;气候系统模式分辨率不断提高,以及更为复杂的生物地球化学过程的加入,使得模式发展经历了从气候系统模式到地球系统模式的进步。3)与以往的评估报告相比,在第六次评估报告(AR6)的规划中,以解决问题为导向,加强了对于水循环变化、区域气候变化信息以及极端天气气候事件检测归因的评估内容。     

全球增暖的另一可能原因初探

太阳是地球流体(大气和海洋等)运动的最终能量源,地球环境,尤其是气候的变化不能不与太阳活动有关.目前,普遍将全球增暖归结为温室气体含量增加所导致的温室效应的加剧,这无疑是有一定依据和有道理的.但从科学上来讲,人类活动所引起温室气体增加的影响,并非是唯一原因.基于已有的一些研究结果,从太阳活动的观点所进行的初步分析表明,太阳活动也可能是引起近世纪全球增暖的另一个重要原因.太阳活动的影响主要包括太阳辐射的直接影响和引发地磁场变化的间接影响两个方面,地球磁场的变化将可通过动力过程和热力过程而影响大气环流和气候的变化.     

土地利用变化对气候影响的研究进展

为满足人类对食物、纤维、水和居住地的需求,全球土地利用格局发生了巨大的变化,IPCC 第四次评估报告（IPCC,2007）指出土地利用变化是人类影响气候的重要强迫之一。土地利用变化对气候的影响分为生物地球物理作用和生物地球化学作用。分别对有关生物地球物理作用和生物地球化学作用的研究进展以及研究热点进行了综述;并从定量评估两者对气候影响的相对贡献以及两者共同效应的角度,回顾了辐射强迫计算和耦合模式数值模拟两种方法的研究进展,及其在森林恢复、人工造林以及碳封存等气候变化应对措施可行性评估中的应用。最后分析和展望了当前土地利用变化对气候影响相关研究中的不确定性以及未来发展方向。     

气候变暖纵横谈

近年来,从联合国秘书长佩雷斯·德奎利尔到各国政府首脑,从世界各专业组织到各国科学家对于环境问题,特别是气候变暖问题越来越给予极大地关注.各国科学工作者从不同角度运用不同手段和方法对气候变暖问题进行了广泛而又深入地探讨,并对未来变化作了种种推测.观点虽不尽相同,但普遍的看法是地球的温度在波动中上升,对人类的环境和生存将产生严重的影响.     

天气气候与人类活动

论述了天气气候与人类活动之间的关系,其中着重讨论了天气气候与工农业生产的相互作用与影响。认为天气气候是人类活动必不可少的环境与资源的一部分,但是人类活动也会受到天气气候的影响和制约。同时,人类活动也会对天气气候产生影响,引起天气气候的变化,这种变化反过来又会作用于人类活动     

令人瞩目的气候变化

一、人为因素、温室效应与气候变暖由于于人口的增加和生产规模的扩大,人为因素对气候的冲击力愈来愈大.当今社会已经发展到了人类对气候影响程度与自然因子相当的地位,人为因素可称为气候变化的第四因素(前三者为太阳辐射、下垫面性质和大气环流).有人认为,如果人类生活生产方式不发生重大改变,那么后100年人类对地球环境的冲击将是今天的50倍.仅就人类消耗的能源来讲,正以每年5.5%的速度增长.到本世纪末人类能源消耗将比1970年     

天气、气候与学生健康的关系

人们生活在地球上,地球上的环境和空气的质量直接影响着人类的健康。而环境和空气的质量受天气与气候的影响极大,可见天气、气候与人类健康的关系十分密切。有关专家认为,天气、气候对健康的影响,可分为直接影响与间接影响两大类。直接的影响主要表现在天气、气候异常而产生疾病,间接的影响主要表现在气候变化导致空气、水源的污染和食物的短缺以及细菌、病毒的产生而影响健康。感冒、中暑、关节炎、心脑血管疾病等都可以由天气、气候的异常和剧烈变化而生产。当气温达到40.6摄氏度以上时,许多人就会中暑死亡。正因为天气、气候对健康…     

根据孢粉分析推断上海地区近六千年以来的气候变迁

气候变迁是一个引人关心的问题,也是一个复杂的问题。气候也和其他自然现象一样,处于时刻的变化之中。正如恩格斯所指出:“整个自然界,从最小的东西到最大的东西,从沙粒到太阳,从原生物到人,都处于永恒的产生和消灭之中,处于不断的流动中,处于无休止的运动和变化中。”气候也遵循这一自然界的普遍规律,处于无休止的运动和变化中。几亿年的地球气候是以温暖和寒冷交替变化,人类出现以后地球气候也是处于不断的变化之中。     

陆面过程模式研发中的问题

陆面过程研究是充分理解天气/气候/地球系统过程不可或缺的重要主题。本文全面梳理了当前用于数值天气/气候/地球系统模式的陆面过程模式研制的问题,建议了当前陆面过程模式研制中需加强和改进完善的关键内容。特别强调在新一代模式研发中建立包含人类活动的高分辨率全球陆面过程模式;特别强调与其他学科相结合,形成不同行业的预报预测系统或研究方法和工具。建议建设中国的集模式发展、数据分析、模拟方法、高性能计算、数据可视化和应用示范为一体的陆面模拟综合集成平台,为天气/气候/地球系统模式提供陆面过程模式,为开展精细化的全球和区域陆面水文-气象-生态的预报预测提供科技支撑。     

天气气候中太阳活动信号的敏感区域

太阳活动是地球气候形成的重要驱动因子,与地球气候变化有密切的联系,但研究分析发现,地球气候对太阳活动变化的响应具有较大的空间差异,地球上某些区域的天气气候对太阳活动更加敏感。主要介绍了对太阳活动变化特别敏感的三个响应区域,即极地—北大西洋区域、热带地区和季风区的天气气候变化与太阳活动变化的联系。从不同的时间尺度上总结了太阳活动对极地—北大西洋区域的影响事实和可能机制,指出了太阳活动对云微物理过程/平流层—对流层耦合的调制在其中扮演重要角色,回顾了热带地区对流活动、海表温度以及ENSO循环中明显的太阳活动信号,归纳了亚洲季风系统活动的边缘地区变率对太阳活动的响应。最后提出了未来关于天气气候中太阳活动信号的敏感区域研究中需要关注的一些科学问题。