气候模拟

模拟是现代气候研究的核心，是我们连接气候系统中大气、海洋和陆面成分的途径。（本文）以天气预报的模拟为背景简要回顾了气候模拟的起源和发展。在最近的几十年中，气候模拟包括逐渐改进的物理过程参数化，并且用于多种敏感性试验，而其中许多试验是由世界气候研究计划（WCRP）和较早的全球大气研究计划组织的。现行大气模式的主要系统性误差包括高纯对流层上部过低的温度和极端行为（比如大气阻塞事件）的普遍低估，而用于气候研究的海洋模式模拟的输送和变率普遍太小。目前，气候模拟中的重点大多集中在模拟不断增加的温室气体（对气…     

1992年度国家自然科学基金摘要

一、大气科学国家自然科学基金对大气科学的资助方向是:1.积极组织关于气候系统内涉及大气、海洋、陆面和生态之间相互作用的研究,鼓励有关跨学科跨部门的科研活动,以更深入地揭露气候异常、环境变迁的各种因子。2.鼓励参与国际性的大气科学试验计划如世界气候研究计划(WCRP)、热带海洋和全球大气计划(TOGA)、全球对流层化学计划(GTCP)以及国际地圈-生物圈计划(IGBP)等。3.要与有关大气科学的     

地球系统模式中的碳循环及其检验

<正>世界气候研究计划(WCRP)提供的耦合模式对比计划第五阶段(CMIP5)的地球系统模式(ESM)较之以前增加了较为复杂的碳循环,即在原有的全球大气耦合海洋环流模式(AOGCMs)中,把大气与陆地和海洋碳循环过程加入,这样较真实地再现碳循环和物理气候系统之间的相互作用~([1])。为了表征它们之间的相互作用以及考虑碳循环响应于未来的气候变化和CO_2的变化,经常考虑碳—浓度参数化和碳—气候反馈参数化,这是两个强的和相反的反馈。碳—浓度参数化是度量陆地和海洋碳库对大     

BCC气候系统模式开展的CMIP5试验介绍

气候系统模式是研究气候变化机理和预测未来气候变化不可替代的工具。世界气候研究计划(WCRP)组织的耦合模式比较计划(CMIP),为国际耦合模式的评估和后续发展提供了重要的平台。参与该计划的试验数据资料被广泛应用于气候变化     

世界气候研究计划鸟瞰

1979年第8届世界气象代表大会正式制定了世界气候计划(WCP).计划的轮廓,在同年2月世界气候会议上产生,并用来作为未来计划和这个主要新计划(WMO NO540)执行的基础.该计划的研究部分,称为世界气候研究计划(WCRP).它参照了与世界气象组织(WMO)和国际科协理事会(ICSO)联合承担的全球大气研究计划(GARP)第二个目标有关的许多研究活动.而且,本研究计划虽然是在GARP所取得的科技成果的基础上继续进行.所以,WCRP是GARP的延续和扩展.1984年9月,由WMO-ICSU联合委员会将本计划正式出版.     

世界气候研究计划简介

由于施行全球大气研究计划(GARP)已得到了重要成就,并有了12年的成功经验,世界气象组织(WMO)和国际科学联合会理事会(ICSU)联合制定了一项世界气候研究计划(WCRP),目的在于号召世界各科学团体和科学家们共同努力对气候变迁及其成因(包括自然的和人为的)作进一步的研究。此     

第一次GEWEX温/湿反演研讨会简介

全球能量和水循环试验(GEWEX)是世界气候研究计划(WCRP)发起的。第一次GEWEX温/湿反演研讨会于1990年10月23—26日在美国马里兰州GreenbeltNASA哥达德空间飞行中心召开。来自美国、法国、英国、澳大利亚等国家的五十余名科学家出席了会议,其中包括从事数值模拟、水分循环过程、光谱学、大气、云和地面辐射传输以及卫星遥感的专家。 1.研讨会的目的研讨会致力于评价由卫星推导的大气温度和湿度廓线在气候模式中的应用,主要是有关全球能量和水循坏试验的研究中的精度问题。实际上,研讨会集中在目前能否通过     

IAP第四代大气环流模式的耦合气候系统模式模拟性能评估

本文首先扼要介绍了基于中国科学院大气物理研究所(简称IAP)第四代大气环流模式的新气候系统模式-CAS-ESM-C(中国科学院地球系统模式气候系统模式分量)的发展和结构,之后主要对该模式在模拟大气、海洋、陆面和海冰的气候平均态、季节循环以及主要的年际变率等方面的能力做一个初步的评估.结果表明:模式没有明显的气候漂移,各...     

气候系统预测:基础创新和集成应用

随着全球变暖,极端天气气候事件增强,天气气候灾害造成的损失也愈发严重。当前气候预测的准确性远远不能满足社会需要,气候系统预测理论和方法面临着众多挑战性问题。为提档气候预测科学水平和准确率,由南京信息工程大学和中山大学承担的“气候系统预测研究中心”获得国家自然科学基金基础科学中心项目支持(2021年1月—2025年12月)。在该项目执行的前三年,项目团队开展了大量深入系统的研究,并取得了若干重要进展:1)揭示了气候系统的若干关键变化、驱动力和机制;2)剖析了海-陆-冰-气相互作用对我国重大极端气候事件的影响;3)在气候系统数值模式研发和预测系统集成方面取得重要进展;4)发展了延伸期-S2S-年代际的气候系统预测理论和方法。本文对这些进展作了扼要介绍,并针对气候与环境变化归因、古今气候环境研究融合、跨时空气候系统变异和极端气候、人工智能与气候科学、年代际预测和风险应对体系等关键科学问题做了展望。     

评估43个CMIP5模式模拟全球能量平衡能力

<正>地球气候系统的能量平衡决定了地球气候及其变化的状况,因此全球能量平衡的研究一直受到重视,而地球气候系统模式对全球能量平衡的模拟效果也是研究的重要问题之一~([1-2])。IPCC第五次评估报告(AR5)指出~([1]),目前第五次模式对比计划(CMIP5)发展的地球系统模式在模拟气候系统5个圈层方面     

美国气候系统研究概况和八十年代的国家目标

美国在过去几年对气候研究进行了许多讨论,对研究的方向和战略取得了一致的看法。这反映在世界气候研究计划和美国国家气候研究计划的气候系统研究部分。这些计划的长期目标是要确定:①气候对各种自然力量和人类活动的敏感程度;②气候变化的可预报性,重点是几周到几十年的气候变化的预报。气候被定义为天气的平均状态。人们关心的空间范围是像美国东北部那样大小的地区。这样大小范围的状态可从模式中求解,气候异常也与这样大     

CAMS-CSM模式及其参与CMIP6的方案

世界气候研究计划(WCRP)组织开展的耦合模式比较计划已实施到第六阶段（CMIP6),中国气象科学研究院发展的气候系统模式CAMS-CSM是注册参加CMIP6的模式之一。除CMIP6要求的气候诊断、评估和描述试验（DECK）以及历史气候模拟试验（Historical）外,CAMS-CSM还计划参加情景模式比较计划（ScenarioMIP)、云反馈模式比较计划（CFMIP)、全球季风模式比较计划（GMMIP）和高分辨率模式比较计划（HighResMIP)这4个模式比较子计划（MIPs)。文中通过介绍CAMS-CSM的基本情况和模拟性能,以及计划参加的CMIP6试验及MIPs,为模式试验数据使用者提供参考。     

欧洲中期天气预报中心对全球观测系统及资料的研究

一、一般情况在全球大气研究计划第一次全球试验(FGGE)期间全球试验观测资料的汇总工作已经结束,这些资料提供了过去从来没有的、最完全的大气情况,它给从事旨在改进天气预报及了解气候的气象学家提供了一个不平常的资料库。全球试验的主要目的是: (1) 获得对大气运动的更好的了解,以便发展更加逼真的数值天气预报模式; (2) 估计天气系统可预报性的基本界限; (3) 为制作大气环流大尺度特点的业务数值预报设计一个最优的综合的气象观测系统;     

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。     

世界气候计划简介

世界气候计划(WCP)是在1979年2月日内瓦召开的世界气候大会上拟定,并由当年4、5月间举行的第八次气象大会所批准的。这个计划一共包括四个子计划:世界气候资料计划(WCDP),世界气候应用计划(WCAP),世界气候影响研究计划(WCIP)和世界气候研究计划(WCRP)。世界气候计划由世界气象组织负责全面协调,并具体负责世界气候资料计划和世界气候应用计划的制定和实施。世界气候影响研究计划具体由联合国环     

世界气候计划

由于气候的自然变化对粮食生产、能源、水资源及社会其它方面的影响,以及人类活动与气候的可能变化之间的关系,已日益引起全世界的广泛注意。1979年在日内瓦召开的世界气候大会上决定,继全球大气研究计划(GARP)之后,制定一个世界气候计划(简称WCP),并宣布80年代为“国际气候十年”。这标志着世界气象组织工作重点的一次新转变。在WMO1988-1997年的第二个长期规划中,WCP仍是一项主要的活动计划。一、WCP的目的制定世界气候计划旨在:应用气候知识有利于社会、经济活动;改进对气候过程的了解;决定气候的可预报性;研究和发展气候预测方法;确定人类对气候影响的程度;监测气候变化或变迁(包括人为和自然因子),发展气候警报系统,以告诫政府气候如何影响社会、经济活动。     

海面上亚洲季风风场结构

一、引言为了更清楚地确定与全球大气环流突变相联系的种种过程,本文分析了全球气候系统最活跃、最易变的一种特征——亚洲季风特征。世界上大部分人口是依赖於作物生长季节的季风雨最的。季风雨量产生的潜热释放,在促成全球大气环流中起着重要的作用,从而它就影响了世界的气候。最近的一些研究(Hore     

CMIP6海洋模式比较计划（OMIP）概况与评述

海洋模式比较计划（OMIP）是第六次国际耦合模式比较计划（CMIP6）中的一个支撑子计划。OMIP致力于CMIP6中模式系统偏差来源及其影响这样一个重要科学问题。同时,OMIP也将在区域海平面变化和近期气候（未来10~30 a）或者年代际气候预测的相关科学问题上有重要贡献,这些问题被世界气候研究计划（WCRP）列为气候科学领域巨大挑战的科学问题。OMIP采用统一的大气外强迫数据集和通量计算方案,进行全球海洋-海冰耦合试验、示踪物试验以及生物地球化学循环试验。同时,OMIP提供了一套针对海洋变量的详细的诊断框架,这个框架既可以评估和改进模式模拟,也可以用于理解海洋-海冰过程在整个气候系统中的作用。     

全球海-气耦合大环流模式的发展

很早以前人们就相信能够逼真地模拟全球气候、气候变率以及气候变化的许多特征的气候模式,必须从相互影响上表达动力耦合的气候系统的多个主要分量,特别是大气、海洋与冰雪圈。一般来说这方面的工作一直受到计算能力、我们对实测系统的了解以及气候模拟能力的限制。随着巨型计算机的问世,我们对于全球气候过程了解的加深以及大气环流气候模式计算效率的改进,我们已经看见将大气、海洋、海冰耦合在一起的全球气候模拟迅速增加。从60年代后期开始,持续至80年代早期,人们将大气、海洋和海冰的大环流模式耦合起来,让模式非同步运行从而产生可信的对全球气候的各种模拟。这些分量模式中的系统误差后来促使一些模拟研究人员采用通量订正或通量调整,通过调整海-气界面上的一个或若干个变量,可以使模拟更接近实况。在过去的几年中计算能力与气候模拟技术的进一步改进已经使得全球海-气耦合大环流模式能同步运行(也就是说大气与海洋间的交流至少每个模式天一次)。由于计算上的限制,加上需要几十年气候积分,目前仍然只能将相对而言较粗网格的海洋大环流模式与相应的粗网格大气模式耦合(在500km×500km的量级上)。但是,最新一代全球耦合大环流模式的结果已揭示了,实验中二氧化碳逐渐增加时的一些令人感兴趣的、与海洋动力学和全球气候有关的特征。全球耦合大环流模式模拟研究的另一引人注目之处是与厄尔尼诺及南方涛动相联系的一些特征的出现。这些发现,加上同时进行的其它类型的有限域、动力耦合模式方面的研究使人们认识到气候系统中存在着固有不稳定耦合方式,是大气与海洋相互作用耦合的独特产物。所有这些努力正在造就下一代海-气耦合大环流模式。这些模式将在速度更快、存储量更大的计算机上运行,这些模式的海洋部分、大气部分的分辨率将会更高,海冰的表示方式将更加准确,云-辐射方案将得到改善,陆面过程的处理将更加逼真。     

大气模式对比讨划（AMIP）

大气模式对比计划是一项国际性的尝试计划，用来确定真实条件下大气模式的系统性气候误差，要求做１９７９－１９８８年十年的气候模拟（以观测的月平均海表温度和海水分布作为边界条件）。大气模式对比计划由数值试验工作组织织，为世界气候研究计划贡献，在模式性能的主要检验和对比中，大气模式对比计划须包括国际大气模拟团体的参加，除了月平均输出变量之外，每个参与大气模式对比计划的模式将产生逐日的历史善，劳伦期．利弗莫