太阳对地球大气的影响

一、引言很明显,太阳作为主要推动力对地球大气有重大影响。然而如果要问,太阳输出的某种已知变化会不会对地球上天气与气候的进程有任何重大影响,问题就是不确定的和有争议的了。这种不确定性有一部分是来自我们对太阳输出量的变化缺少完整的知识,比如太阳常数在短时期里的变化是否约为6.1％,是否几十年几百年的长期变化约为1％,它们两者都可能引起重大的气候     

中国气候年代际变化的大气环流形势对比分析

该文通过５０年代和８０年代大气环流形势异常的对比,分析了中国气候年代际变化的特征．其主要结果是：中国气候变化存在明显的年代际变化特征;在中国气候年代际变化的不同气候阶段,北半球大气环流也有明显的不同异常形势,尤其是西北太平洋和中国大陆一带地区的环流异常非常不一样;同时,与空间分布的明显差异相类似,子波分析表明对于不同的气候阶段,也有不同的时间变化型与之相对应．     

北极臭氧垂直分布和天气尺度变化的观测研究

北极地区臭氧对北极气候和环境系统起着重要作用。研究其分布和变化有助于了解北极的气候和环境及其对全球气候系统的影响,有助于气候和环境变化的数值预报。中国北极科学探测1999在北冰洋楚可奇海域成功的进行了大气臭氧观测。通过在中国“雪龙”号破冰船甲板上（于1999年8月18-24日在75°N,160°W附近处）释放大气臭氧探空仪获得了高分辨率的大气垂直结构和臭氧分布资料,可以进行大气尺度的大气臭氧变化研究。分析大气监测资料、TOMS臭氧总量资料和NCEP大气环流资料表明,大气臭氧总量随着对流层顶的低一高一低变化呈高一低一高的变化过程。研究还表明,大气柱的臭氧总量与13公里以下的大气臭氧含量关系密切,而在约20公里处的大气臭氧浓度最大值的变化与整个气柱臭氧的关系不大。500 hPa天气形势图上一个弱一强一弱的西南天气型造成的弱臭氧平流可能是这次臭氧变化的主要原因。     

美国全球变化研究现状

美国的全球变化研究主要由美国全球变化研究计划（ＵＳＧＣＲＰ）支持,重点资助季节—年际尺度气候变率,十年—百年尺度的气候变化,臭氧、ＵＶ辐射以及大气化学的变化,土地利用以及陆地、海洋生态系统的变化等４个领域。当前,水汽与云仍是全球变化研究中不确定性较大的一个方面,因而受到关注。关于气候变化的信号检测以及成因分析也是一个研究热点。气候模拟研究是全球变化研究的一个主要方法。卫星资料在全球变化研究中的应用取得了大量成果。近期美国在全球变化研究领域的重点是气候模拟,短期气候预测,十年—百年尺度的气候变化,臭氧、ＵＶ辐射以及大气化学的变化,地表以及陆地、海洋生态系统变化,对全球变化的区域尺度估计,卫星资料的应用,气候变化影响的国家级评估等８个方面。     

IPCC AR6报告解读：人类活动对气候系统的影响

2021年8月9日,IPCC发布了第六次评估报告(AR6)第一工作组报告,报告第三章“人类活动对气候系统的影响”定量评估了人类活动对气候系统的影响程度以及气候模式对观测到的平均气候、气候变化和气候变率的模拟性能。报告基于气候系统的多个圈层变量的综合评估明确指出,毋庸置疑的是,自工业化以来人为影响已经使大气、海洋和陆地升温;支撑本次评估的国际耦合模式比较计划第六阶段（CMIP6）气候模式模拟的大多数大尺度气候指标的近期平均气候,相比前一次评估报告（AR5）中的CMIP5模式结果有所改进。报告在更广泛的领域和区域提供了更多证据表明气候系统中的人类活动影响,但受制于观测、模式与过程认知的不足,在大气、海洋、冰冻圈、生物圈及气候变率模态的多个指标变化中人为影响的贡献方面仍然存在不确定性甚至缺少研究。     

大气环流的年代际变化 II.GCM数值模拟研究

类似大气环流模式比较计划（AMIP）的数值模拟,将实际观测的海表水温（SST）资料引入模式进行40多年的数值积分,得到长时间的大气环流模拟结果。分析数值模拟结果发现,无论是大气中的主要涛动和遥相关型,还是重要大气环流系统都极为清楚地存在着年代际变化特征,包括10～20年准周期振荡和可能的30年以上的准周期振荡;而且上述主要环流系统的形势及其年代际变化大都与实际观测资料所给出的结果相一致。顺便分析中国东部气候的模拟结果,年代际变化特征（包括60年代的气候突变）也很清楚,并同大气环流变化配合十分合理。结果也表明,同研究季节和年际变化一样,大气环流模式（AGCM）数值模拟也是研究大气环流和气候年代际变化的有效方法。     

基于SNO定标方法的可用于气候变化研究的卫星大气温度观测资料

日益增加的大量观测和分析研究结果表明：地球正在变暖并伴随气候系统的其它变化。但是地球变暖的幅度以及温度变化区域分布却依然不太确定,尤其是对大气的温度变化更是充满了争议。其中,资料的不确定性可能是影响地球气候变暖研究的主要原因之一。这主要是因为传统的大气观测站网比较稀疏,不同国家使用的观测仪器的差别以及城市热岛效应等其它方面的因素。因此,卫星遥感资料便成为大气温度变化观测及研究的主要依据,特别是美国NOAA 30年业务卫星所提供的微波探测资料。     

环境变化对流域水文水资源的影响评估及不确定性研究进展

综述了区分气候变化和人类活动对水文要素影响的研究方法,提出当前研究中应将流域水文过程变化的环境因素来源分为气候自然变异、人为气候变化和人类活动三个方面,并给出了方法体系;基于环境变化下流域水文过程的复杂不确定性,详细剖析了环境变化下流域水文过程的不确定性来源,总结了常用的不确定性评估方法,并介绍了针对定性不确定性（奈特不确定性）评估的信息差距理论。指出为提高减缓和适应环境变化能力,未来应加强以气候自然变异、人为气候变化和人类活动三源分解的环境变化影响研究;不确定性分析应成为环境模拟的固有组成部分,在影响评价中应注重不确定性的评估,并应加强不确定性信息在流域管理决策中的应用研究以及流域风险管理研究。     

《哲学学报A》“随机模拟”专辑4篇论文摘要

<正>利用大气随机物理参数化处理模式误差:对ECMWF季节预报耦合系统的影响——Addressing model erro through atmospheric stochastic physica parametrizations:impact on the coupled ECMWF seasonal forecasting system.海气耦合气候模式的有限分辨率和次网格尺度上的变率,是目前所有时间尺度上气候模拟存在不确定性的主要原因。欧洲中期天气预报中心(ECMWF)一直致力于开发新的方法来解决这些不确定性,目前,随     

相对瞬变气候态的气候异常

极端天气和异常气候的定量分析与预报需要一个确定的参考态。瞬变气候是地球固定点上大气相对太阳的自转和公转所接受到的太阳辐射与地表特征的动力与热力耦合形成的具有24 h日循环和365 d年循环的气候态。相对年循环的逐日气候态,本文首先考察了天气扰动和气候上的季节内异常、年际异常和长期趋势(或年代际异常),回顾了气候态中客观存在于大气经向剖面中的年平均四圈环流及其长期变化,水平空间分布中的环流系统随季节的变化和在季节内的准周期变化。针对大气环流强度的长期趋势,本文综述了与之对应的南北半球气候长期趋势中的不对称分布。     

印度洋海气相互作用对热带夏季大气环流气候态的影响

利用分辨率较高的SINTEX-F(Scale INTeraction EXperiment-FRCGC) 海气耦合模式, 进行多组长时间积分模拟和理想试验, 分析研究热带印度洋海气耦合对夏季大气环流气候态的影响。主要结果有: (1) 热带印度洋海气相互作用使热带东印度洋产生明显的东风变化, 使热带中西太平洋赤道北部产生气旋性切变变化。 (2) 印度洋海气相互作用对大气环流气候态的影响绝大部分由于大气对海气相互作用的响应存在年际变化正负距平不对称性造成, 这种年际变化不对称性包括正偶极子与负偶极子的不对称、 海盆宽度正异常与海盆宽度负异常的不对称。 (3) 年际和季节内两种时间尺度海气相互作用对印度洋关键区大气环流平均态都有影响, 约各占60%、 40%; 季节内尺度海气相互作用对太平洋近赤道区大气环流平均态有重要影响; 年际尺度海气相互作用对太平洋赤道外地区大气环流平均态有重要影响。热带印度洋年际尺度、 季节内尺度海气相互作用对大气环流气候态的影响, 都存在年际变化以及年际变化正负距平不对称性。这两种尺度海气相互作用主要通过年际变化正负距平不对称性而对大气环流平均态产生影响。     

平流层臭氧变化对对流层气候影响的研究进展

平流层对对流层的作用是准确评估、预测对流层气候变化的一个重要方面。其中平流层成分尤其是臭氧的变化,可以改变平流层乃至对流层的辐射平衡,从而影响平流层、对流层的热动力过程。本文从辐射、动力2个角度介绍了平流层臭氧影响对流层气候变化的若干研究进展。平流层臭氧可以通过长短波辐射的方式对对流层大气造成辐射强迫,利用大气化学气候模式可以定量计算平流层臭氧变化引起的辐射强迫,但是辐射强迫的估算受模式中辐射传输模块本身缺陷的影响存在不确定性。动力方面,平流层臭氧变化产生的辐射效应可以改变温度的垂直和经向梯度,造成波折射指数的变化,进而影响平流层甚至对流层内波的折射与反射,通过上对流层下平流层区域内的波—流相互作用,对对流层气候产生影响。另外,南极臭氧损耗可通过大气环状模影响冬春季中高纬度对流层的天气气候,但是其影响的强度大小以及物理机制仍需进一步的确认。值得注意的是,北极平流层臭氧的变化与北半球中高纬度气候变化之间的关系相比南半球要更加复杂,需要更为深入的研究。     

关于大气过程可预报性问题的一些讨论

从非线性角度重新解读了von Neumann提出的大气运动三个分类，指出大气过程预报问题中存在两类不确定性——初始条件的不确定性和外强迫条件的不确定性，它们分别成为第一类可预报性与第二类可预报性问题的研究对象。强调了大气过程可预报性的客观存在性，由于大气过程的复杂性及人类观测手段和认识水平的限制，人们只能给出这些可预报性的估计，逐日天气预报存在上限(2周左右)。分析了预报误差产生的来源是初始条件的不确定性和预报模式的不完善性，但根本原因是大气过程的混沌本质；还分析了混沌系统误差增长理论，但由于实际大气过程包含很多显著不同的时空尺度以及不同尺度间的相互作用，人们对大气过程复杂的误差增长规律的认识还不是很清楚；最后讨论了动力学数值模式中不同的空间分辨率会改变系统的性质，指出可预报性问题的研究必须考虑空间分辨率的影响。而在讨论初值不确定性对预报的影响时，不需要考虑控制参数微小变化产生的影响，当然条件是控制参数的微小变化不会引起系统性质的重大变化。     

整层大气水汽含量统计外推方法应用讨论

采用中国24个高空站2010年和2011年的小时数据,通过对天气尺度整层大气水汽含量的具体计算试验并结合已有的气候学统计研究,探讨了气候时间尺度与天气时间尺度在推算方法上的差异。结果表明:两种时间尺度的整层大气水汽含量推算存在着明显的差别,不能相互替代;整层大气水汽含量的气候学统计外推方法有较好的规律可循,而天气尺度的计算则有较大的不确定性,时空上也不存在显著一致性;对于没有探空数据而又需要进行天气尺度整层大气水汽含量推算的情况,可在气候相近的区域中尽可能选择邻近的探空站进行推算,但用于建立回归方程的数据不宜少于两年。     

大气水汽变化及其反馈效应研究进展

大气水汽变化的反馈作用是影响平衡气候系统敏感性的最大反馈作用之一,能够放大其他温室气体增暖的效应,并可能导致极端天气气候事件的发生趋多趋强。因此,全面分析大气水汽的时空分布特征及其长期变化趋势,评估大气水汽反馈的区域气候效应,对于我们深入认识和理解全球变暖背景下区域气候响应的机理具有重要意义。综合国内外最新研究,已基本能够确定水汽反馈效应为一种使得全球增暖加快近一倍的强烈正反馈,并已能够估计其大致变化范围,但是此估计仍存在较大不确定性。随着卫星和探空技术的发展,目前已有的长期水汽资料日趋丰富,但资料之间也存在一些不确定性问题,同时单个资料本身也存在非均一性问题。最新的气候系统模式已能够大致模拟大气水汽的反馈效应,但近年的进展速度却并不令人乐观。我国的水汽观测和水汽反馈效应的研究也已取得长足进步,可以基本确定为水汽变化与地面温度存在正反馈关系,而与降水的关系虽然也较为密切,但因区域气候变化仍存在较大的不一致性。     

未来气候变化科学研究的主要方向和挑战

2014年9月,IPCC联合世界气候研究计划（WCRP）,在瑞士伯尔尼大学召开了一次特别的研讨会,总结过去几年气候变化科学研究中所取得的经验教训。此次会议针对IPCC最新评估报告中的关键不确定性,梳理并总结了未来气候变化研究的主要科学方向和面临的主要挑战,讨论了如何与WCRP计划结合并解决这些问题,以期在未来更好地应对这些挑战。在此次会议上,与会专家提出,未来气候变化科学研究的重大挑战应包括如下8个主题。云、环流与气候敏感度;理解和预测极端天气气候事件;冰冻圈变化;区域气候信息;区域海平面上升及其对沿海地区的影响;水资源可利用量;生物地球化学、气溶胶和大气化学;理解年代际变化：归因与预测。这些主题涵盖了WCRP计划的六大挑战和其他被认为具有挑战性的主题。本文将在此次会议报告的基础上,对相关内容进行介绍,以供当前的气候变化工作参考。     

极地海冰变化对气候的影响

本文为“极地海冰变化对气候的影响”专题研究工作的简单小结。本工作从资料分析特别是从数值试验研究了极地海冰广度异常的气候效应，着重揭示了极地海冰异常对大气环流和气候的影响是全球性的，它可激发出全球大气异常遥相关型波形，表现出具有与赤道太平洋海温异常同样生命的作用；讨论了极地海冰异常对大气环流影响的机制以及极地海冰变化特征和物理过程。     

森林下垫面陆面物理过程及局地气候效应的数值模拟试验

文中基于大气边界层和植被冠层微气象学基本原理 ,建立了一个森林植被效应的陆面物理过程和二维大气边界层数值模式。并应用该模式进行了植被和土壤含水量等生物和生理过程在陆面过程和局地气候效应方面的数值模拟试验。所得数值模拟试验结果与实际情况相吻合。结果表明 ,应用该模式可获得植被温度、植被冠层内空气温度、地表温度日变化特征 ;森林下垫面大气边界层风速、位温、比湿、湍流交换系数的时空分布和日变化特征。该模式还可应用于不同下垫面 ,模拟陆面物理过程与大气边界层相互作用机制及其局地气候效应的研究 ,这将为气候模式与生物圈的耦合研究奠定一个良好的基础。     

关于温室气体浓度变化及其引起的气候变化的几个问题

阐述了当前全球温室气体浓度的增加及其引起的气候效应,讨论了气候变化研究中存在的许多不确定性,如未来温室气体的浓度如何变化,未来气候如何变化,以及气候影响的评价问题等.最后,强调了未来气候变化基础研究中需要注意的问题.       

济宁市近三十年气候变化及展望

一、前言气候形成的三大因子是太阳辐射、大气环流和海陆分布。太阳辐射是气候形成的最重要的因素,是控制气候形成的基本能量。大气环流是指大气中具有世界性的大规模流场,既有高空的,也有地面的,流场的变化可引起天气气侯的变化。海陆分布是形成气候的地理因