1948—2000年ENSO事件与全球陆地年降水量的关系

用最新创建的全球陆地月降水资料(PREC/L),研究了1948—2000年期间的ENSO事件与全球陆地年降水量的关系。对合成分析的结果进行了蒙特卡罗模拟检验。结果表明,暖事件年全球陆地年降水量大范围减少。显著地区是:赤道西太平洋区、中国华北、赤道中美洲区、孟加拉湾北部及尼泊尔、东澳大利亚区、印度西部及巴基斯坦南部、勒拿河以东地区、西欧及南极的威尔克斯等区域。在暖事件年,陆地年降水量增加地区不多,主要是南美的智利和阿根廷、东非索马里、肯尼亚和坦桑尼亚、中东的土耳其、伊拉克及伊朗、北非的利比亚和阿尔及利亚、西南非的纳米比亚及非洲南部的博茨瓦纳和津巴布韦。统计检验表明,暖事件年全球陆地年降水量减少面积比降水量增加面积要大,而且更为显著。研究还指出,ENSO的年代际变化对上述地区降水的年代际变化影响不明显。但是,80年代以后的暖事件对东澳大利亚干旱、中国华北干旱的影响比80年代前的影响要大。     

全球陆地年降水量与ENSO关系的初步研究

用全球陆地月降水资料（PREC／L），研究了1948－2000年期间的ENSO事件与全球陆地年降水量的关系，对全盛分析的结果进行了蒙特卡洛模拟经验。结果表明，暖事件年全球陆地年降水量大范围地明显减小，显著的地区是：赤道西太平洋区，中国的华北，赤道中美洲区，孟加拉湾北部及尼泊尔，东澳大利亚区，印度西部及巴基斯坦南部，勒拿河以东地区，西欧及南极的威尔克斯等区域。在暖事件年，陆地年降水量增加地区不多，主要是南美的智利和阿根廷，东非索马里，肯尼亚和坦桑亚，中东的土耳其，伊拉克及伊朗，北非的利比亚和阿尔及利亚，西南非的纳米比亚及非洲南部的博茨瓦纳和津巴布韦。统计检验表明，暖事件年全球陆地年降水量减少的面积比降水量增加的面积要大，而且更为显著，将本文结果与早期的研究结果进行了比较，研究还指出，ENSO的年代际变化对上述地区降水的年代际变化影响不明显。但是80年代以后的暖事件对东澳大利亚干旱，中国的华北的干旱的影响比80年代前的影响更大。     

2002年全球重大气候事件概述

全球气候仍为异常暖年。赤道中、东太平洋形成新的ENSO暖事件。冬季前期连续大雪严寒席卷了欧洲大部地区，美国南部也受到罕见大雪袭击。南亚东部、中南半岛湄公河三角洲雨季降水频繁，引发严重洪涝灾害。8月，欧洲异常暴雨引发世纪大洪水，多国受灾严重。印度尼西亚、澳大利亚、美国西部、非洲大部降水持续偏少，发生严重干旱。太平洋、大西洋的热带风暴给沿岸国家带来不同程度的灾害。     

索马里急流变异及其与东亚夏季风和中国降水异常的关系

利用近50 a大气再分析资料、海表温度分析资料和我国降水观测资料,分析揭示了索马里急流的年际和年代际变异及其与东亚夏季风和我国夏季降水异常的关系.结果表明:在年际时间尺度上,夏季索马里急流增强,对应ENSO冷事件,马斯克林高压增强,澳大利亚高压减弱,东部越赤道气流减弱,东亚夏季风增强,我国夏季北方降水偏多,南方降水偏少;反之亦然.然而,在年代际时间尺度上,夏季索马里急流增强,对应PDO暖位相,马斯克林高压和澳大利亚高压均增强,东部越赤道气流增强,而东亚夏季风减弱,我国夏季东北、西北和长江流域降水偏多,而华北、华南和西南地区降水偏少;反之亦然.     

太平洋年代际振荡与中国气候变率的联系

利用 195 1～ 1998年的太平洋年代际振荡 (PDO)指数、全球海洋和大气分析资料及中国降水和气温站点观测资料 ,分析了太平洋年代际振荡在海洋中的特征及其与东亚大气环流和中国气候变率的联系。结果表明 ,PDO与东亚大气环流及中国气候年代际变化关系密切。对应于PDO暖位相期 (即中纬度北太平洋异常冷、热带中东太平洋异常暖 ) ,冬季 ,阿留申低压增强 ,蒙古高压也增强 (但东西伯利亚高压减弱 ) ,中国东北、华北、江淮以及长江流域大部分地区降水偏少 ,东北、华北和西北地区气温异常显著偏高 ,而西南和华南地区气温偏低 ;夏季 ,海平面气压在北太平洋的负异常较弱 ,而在东亚大陆的正异常较强 ,东亚夏季风偏弱 ,西太平洋副热带高压偏南 ,热带太平洋信风减弱 ,赤道西风增强 ,此时华北地区降水异常偏少而长江中下游、华南南部、东北和西北地区降水异常偏多 ,东北、华北及华南地区气温异常偏高 ,而西北、西南和长江中下游地区气温异常偏低。对应于PDO冷位相期 ,上述形势相反。结果还表明 ,处于不同阶段的ENSO事件对中国夏季气候异常的影响明显受到PDO的调制。在PDO冷位相期 ,当ENSO事件处于发展阶段 ,华南地区夏季降水偏少 ,东北地区夏季多低温 ,在其衰减阶段 ,华北地区和长江流域降水偏多 ,淮河地区降水偏少 ;     

ENSO与中国夏季年际气候异常关系的年代际变化

利用热带太平洋海表温度和中国降水和气温站点观测资料,通过滑动相关分析,揭示了ENSO与中国夏季年际气候异常关系的年代际变化事实。结果表明:ENSO与中国夏季年际气候异常的关系既有稳定的方面,又存在年代际变化特征。稳定的关系表现在:处于发展阶段的ENSO事件往往造成华北夏季降水偏少;处于衰减阶段的ENSO事件则易引起长江流域及江南地区夏季降水偏多。而二者关系的年代际变化表现在:1970年代中后期,处于发展阶段的ENSO事件引起的夏季降水异常在华南地区由偏少变为偏多,东北地区则由偏多变为偏少,而江淮地区偏多的现象不再明显,华北和东北夏季气温异常也由偏冷转变为偏暖,而华南则有偏冷趋势;处于衰减阶段的ENSO事件引起的夏季降水异常在华北地区由偏多变为偏少,江淮地区降水由偏少变为正常甚至偏多,华北夏季气温异常则由偏冷变为偏暖,长江流域和华南也有偏暖趋势。利用NCEP/NCAR再分析资料合成分析表明,在不同的年代际背景下ENSO引起的东亚中高纬度大气环流异常型发生了明显改变是ENSO和降水气温关系发生年代际变化的原因。     

ENSO对中国夏季降水可预测性变化的研究

众多研究表明,ENSO对东亚夏季风尤其是中国夏季降水存在很大影响,已成为中国夏季降水首要的预测因子。传统的预测模型认为,当前期ENSO为暖位相状态时,夏季中国主要雨带位置偏南,长江流域降水偏多;反之,当前期ENSO为冷位相状态时,夏季中国主要雨带位置偏北,长江流域降水偏少。基于1951—2003年中国160站月平均降水资料和同时段的NOAA ERSST海表温度资料,讨论了中国夏季降水和前冬Nino3区海温关系的年代际变化。分析结果显示,近20年来二者相关性已大大衰减。作为中国夏季降水的主要预测指标,ENSO的指示意义也相应减弱。在1951—1974年,依据前冬Nino3区SSTA预测夏季降水符号准确率在67%以上的站数有43站,但在1980—2003年,同样准确率的站数只有15站。在前一个研究时段,这43站呈区域性分布于东北地区、黄河和长江流域,但后一个研究时段内的15站分布分散,不利于区域性预测。相关分析结果表明,在20世纪70年代中期之前,当前冬赤道东太平洋海温偏高时,华北和江南南部的多数测站夏季降水偏多,淮河流域降水偏少,同时梅雨开始偏晚。反之,当前冬赤道东太平洋海温偏低时,华北和江南南部夏季降水易偏少,淮河流域降水则偏多,同时梅雨开始偏早。但在20世纪80年代之后,上述对应关系较难成立。因此,在汛期预测业务中参考ENSO的作用时必须充分考虑年代际背景的差异。     

东北亚近100年降水变化及未来10～15年预测研究

利用中国北方22个站点降水观测资料,检验了英国东英格兰大学气候研究中心的CRU05降水资料的可信度,与同类资料相比,该套资料具有较高的时间和空间分辨率。分析发现,20世纪中国东部地区和20世纪中后期西部地区的降水资料具有较高的可信度。利用这套资料分析了东北亚地区近100年降水变化规律,发现中国北方年降水量普遍存在3年、10年和30年左右的周期振荡,20世纪的几个主要干旱时期和多雨时期是由于降水的年际变化和年代际变化共同影响的结果,特大干旱都是发生在降水年代际变化的少雨时期和年际变化的少雨时期同时出现的阶段。将东北亚降水划分为10个主要区域,即中亚及北疆区、华北及西北东部区、蒙古中北部区、河西走廊及蒙古西部区、黑龙江东部区、大兴安岭西部区、中亚北部区、南疆及柴达木盆地区、东北南部区和阿尔泰山北部区。分析还发现,中国北方的干旱半干旱区不是孤立的,它与蒙古干旱区和中亚干旱区连在一起。在主要振荡周期分析的基础上,对中国北方未来10～15年降水变化趋势做了预测研究。     

ENSO事件与中国东南沿海3月降水关系分析

利用1951—2006年永安、赣州、厦门、梅州、汕头、曲江和河源7个代表站3月降水量资料,以及南方涛动指数（SOI）和北太平洋海温资料,分析了中国东南沿海3月降水的年际和年代际变化特征,及其与ENSO事件的关系。结果发现,东南沿海3月降水具有年际变化大和年代际变化明显的特征,与SOI、赤道东太平洋海温和西风漂流区海温存在显著相关。在前一年出现厄尔尼诺现象,北太平洋海温距平分布呈厄尔尼诺分布型,SOI偏低的情况下,东南沿海3月降水偏多;反之,前一年出现拉尼娜现象,北太平洋海温距平分布呈现拉尼娜分布型,SOI偏高时,东南沿海3月降水偏少。前期1月赤道东太平洋关键区海温和前期2月西风漂流区关键区海温的异常变化,对东南沿海3月降水具有很好的指示意义。当前期1月赤道东太平洋关键区海温偏高,前期2月西风漂流区关键区海温偏低时,东南沿海3月降水偏多;反之,东南沿海3月降水则偏少。     

赤道东太平洋海温长期变化中的突变现象及其与全球增温的同 …

运用１８５４～１９９０年的冬季海温资料,对赤道东太平洋海温的年际及年代际变化进行分析,并运用滑动ｔ－检验方法对其突变性进行了讨论,发现赤道东太平洋海温具有三次突变增温过程,分别发生在上世纪末,本世纪２０年代和５０年代,另外,通过求滑动相关系数,发现赤道东太平洋海温与全球其他地区海温变化的相关性具有显著的年代际的阶段性,通过对比及相关分析,发现全球增温与赤道东太平洋的增温具有显著的同步性,在年际及年     

利用气象卫星资料估算全球作物总产研究

以美国为例,利用1996～2000年每旬的全球植被指数卫星遥感资料,计算出每年耕地上作物生长季内的总NPP（Net Primary Production）。农作物总产是耕地上总NPP的一部分,根据NPP与作物总产的关系,确定作物的产量转换系数,然后利用当年耕地的总NPP值来估算当年作物的总产。通过研究表明,该方法的预测精度较高,可操作性强,能够投入业务应用。     

亚洲的全球变化问题

本文分为三个部分,首先论述本世纪,尤其是近几十年来,全球变化在亚洲的主要表现,然后分析引起亚洲变化的主要驱动因子,特别是与全球气候变化相关的亚洲季风的变化和人类的作用;然后主要依据全球气候模式（ＧＣＭ）的结果评估全球增暖条件下亚洲未来２０～５０年的变化。最后讨论了ＧＣＭ模式在区域尺度模拟和评估上的不确定性,提出应将研究亚洲季风系统中大气圈－生物圈相互作用和亚洲地区土地利用／土地覆盖变化这两个科学问题,列入亚洲地区ＩＧＢＰ的研究,并和全球变化的三大国际科学计划ＩＧＢＰ、ＷＣＲＰ和ＨＤＰ中的一系列核心计划相结合     

Influence of Changes in Solar Radiation on Changes of Surface Temperature in China

The long-term trends of total surface solar radiation(SSR),surface diffuse radiation,and surface air temperature were analyzed in this study based on updated 48-yr data from 55 observational stations in China,and then the correlation between SSR and the diurnal temperature range(DTR) was studied.The effect of total solar radiation on surface air temperature in China was investigated on the basis of the above analyses.A strong correlation between SSR and DTR was found for the period 1961-2008 in China.The highest correlation and steepest regression line slope occurred in winter,indicating that the solar radiation effect on DTR was the largest in this season.Clouds and water vapor have strong influences on both SSR and DTR,and hence on their relationship.The largest correlations between SSR and DTR occurred in wintertime in northern China,regardless of all-day(including clear days and cloudy days) or clear-day cases.Our results also showed that radiation arriving at the surface in China decreased significantly during 1961-1989(dimming period),but began to increase during 1990-2008(brightening period),in agreement with previous global studies.The reduction of total SSR offset partially the greenhouse warming during 1961-1989.However,with the increase of SSR after 1990,this offsetting effect vanished;on the contrary,it even made a contribution to the accelerated warming.Nonetheless,the greenhouse warming still played a controlling role because of the increasing of minimum and mean surface temperatures in the whole study period of 1961-2008.We estimated that the greenhouse gases alone may have caused surface temperatures to rise by 0.31-0.46℃(10 yr) 1 during 1961-2008,which is higher than previously estimated.Analysis of the corresponding changes in total solar radiation,diffuse radiation,and total cloud cover indicated that the dimming and brightening phenomena in China were likely attributable to increases in absorptive and scattering aerosols in the atmosphere,respectively.     

全球增温潜势和全球温变潜势对主要国家温室气体排放贡献估算的差异

全球增温潜势（GWP）和全球温变潜势（GTP）是目前常用的温室气体增温能力的通用指标。如果用GTP代替GWP,1990-2005年,欧盟、美国、日本、加拿大和南非温室气体排放所占份额增加,而巴西、澳大利亚、中国、印度、墨西哥和俄罗斯所占份额减少;2015-2030年,欧盟、美国、日本、中国所占份额将增加,而俄罗斯、加拿大、澳大利亚、印度、墨西哥和巴西所占份额会减少。用GTP代替GWP后,巴西、澳大利亚等国所占份额减小,而欧盟所占份额增加,这可能是巴西、澳大利亚等国考虑尽早采用GTP代替GWP而欧盟反对的一个重要原因。     

SF6气体的辐射强迫和全球增温潜能的研究

IPCC(2007)指出, 六氟化硫(SF6) 作为臭氧消耗物质 (ODSs) 的部分替代物质, 近年来排放量大大增加。它作为控制排放的人造长寿命温室气体之一已经被列入《京都议定书》。但是, 目前在臭氧消耗物质替代品中, 对SF6的辐射强迫和全球增温潜能的研究较少, 而且所用的谱吸收资料陈旧。本文采用最新的分子吸收数据库HITRAN2004中的SF6的吸收截面数据, 利用Shi(1981) 的吸收系数重排法, 建立了SF6的相关k分布的辐射计算方案, 在此基础上研究了SF6在晴空大气下的辐射效率和全球增温潜能, 并首次计算了SF6的全球温变潜能, 与其全球增温潜能进行了比较。本文的研究表明: SF6的辐射效率为0.512 W/m2, 经过大气寿命调整之后的辐射效率为0.506 W/m2, 二者差别不大; 根据IPCC (2007) 给出的排放情景, 到2100年, SF6在大气中的体积分数将达到35×10-12～70×10-12, 引起的相应辐射强迫将在0.004～0.028 W/m2之间变化; 相对于二氧化碳的100年全球增温潜能为2.33×104, 比IPCC(2007)的结果大2.2%; 100年的持续排放的全球增温潜能为2.26×104, 与其他长寿命人造温室气体一道, 其对全球变暖的长期影响不容忽视。     

大气甲烷浓度长期变化及未来趋势

应用初步建立的全球二维大气化学模式,对工业革命以来甲烷的长期变化进行了模拟研究。模式将CH4、CO和NOx排放源方案进行了参数化。在考虑了CH4排放源以及对OH浓度有重要影响的CO和NOx排放源的长期变化的基础上,模拟了CH4和OH浓度自1840年到20世纪90年代的长期变化趋势。结果表明,工业革命前的大气甲烷体积分数和年排放总量分别为760×10-9和280Tg,1991年大气甲烷的体积分数和年排放总量分别为1611.9×10-9和533.9Tg。而对流层中OH的数密度则由1840年的7.17×105cm-3变化到1991年的5.79×105cm-3,下降了19%。如果CH4、CO及NOx这三种排放源继续按给定的方案增长,那么到2020年大气甲烷的体积分数和年排放总量将增加为2090.7×10-9和966.2Tg,而OH的数密度将为5.47×105cm-3,比1840年降低24%。     

1.5℃增暖对全球和区域影响的研究进展

《巴黎协定》明确提出将全球平均升温控制在相对于工业化前水平2℃以内,并努力将其控制在1.5℃以内,以降低气候变化的风险与影响。随后,《联合国气候变化框架公约》（UNFCCC）邀请IPCC筹备关于1.5℃增暖影响及温室气体排放途径的特别报告,为UNFCCC谈判提供科学依据。通过回顾近期发表的一些成果发现,在1.5℃到2℃的不同升温条件下,很多极端天气事件发生的概率将增加。2℃条件下一些易受威胁的系统,如生态系统和农业系统,将承受全球变暖带来的严重后果;海平面明显上升,珊瑚礁锐减,季风降水减弱等影响将进一步加强。同时,不同地区对全球不同程度增暖的响应也存在很大差异。总的说来,相较于2℃增暖而言,将增暖控制在1.5℃以内能进一步减小气候变化影响的风险。然而,要把全球增暖控制在1.5℃内具有极大的挑战性,并且目前对1.5℃增暖的影响认识仍然十分不足。定量分析2℃和1.5℃增暖对不同区域自然和人类系统造成的影响差异,需要更高分辨率的模式以及更多针对2℃和1.5℃增暖影响而设计的专门试验支持。