IPCC AR6报告解读：极端天气气候事件变化

与IPCC第五次评估报告（AR5）相比,在第六次评估报告（AR6）评估中,观测的极端天气气候事件变化证据,特别是归因于人为影响的证据加强。人类活动造成的气候变化已影响到全球每个区域的许多极端天气气候事件。随着未来全球变暖进一步加剧,预估极端热事件、强降水、农业生态干旱的强度和频次以及强台风（飓风）比例等将增加,越罕见的极端天气气候事件,其发生频率的增长百分比越大。这些结论再次凸显了应对气候变化和极端天气气候事件的必要性和紧迫性。     

太阳活动对地球气候和天气的影响

本文介绍近年来太阳活动对地球气候和天气影响方面的主要研究成果。包括四个关键的问题:(1)太阳活动与地球系统的能量收支;(2)太阳活动对地球气候的影响(包含气候变化、温室效应、火山);(3)太阳活动对季风和天气的影响与(4)太阳活动的变化会造成地球的长期寒冷气候吗?通过对上述问题的阐述,可以深入认识太阳活动对地球气候和天气影响的事实与机理,以及对未来地球气候可能变化的前景,从而为认识地球气候和天气变化的原因和驱动力提供更全面、更深刻的认识。     

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。     

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。     

新书架

正《中国的气候变化及其预测》丁一汇主编该书主要阐述中国气候变化的区域特征、演变过程和原因以及根据新一代中国气候模式预测的全球和中国未来百年气候变化结果,旨在根据中国近百年多种观测资料的分析,物理机制的解释与气候模式的模拟与预测对中国的气候变化特征提供新的认知。全书重点对7个问题做了深入的阐述:近百年地表气温升温的幅度与多尺度的降水变化;现代和历史的极端气候事件;中国的区域水循环;大气气溶胶对中国气候的影响;中国气候变化的原因;中国新一代气候     

基于微脉冲激光雷达观测资料的半干旱区沙尘天气消光效应分析

利用兰州大学半干旱区气候与环境观测站（SOCAL）的微脉冲激光雷达（MPL）2008年4月30日至5月2日观测资料,对晴朗天气、浮沉天气及扬沙天气过程中气溶胶垂直分布的连续变化、物理机制进行了对比分析与探讨。结果表明MPL很好地反映出不同天气过程中大气气溶胶廓线的日变化特征：受人类活动影响,天气晴朗时,早晨9时开始在0—2km范围出现气溶胶聚集区,持续至15时,气溶胶平均消光系数〈0．20km-1;受沙尘输送影响,浮尘天气时,气溶胶聚集区高度范围为1—2km,高层气溶胶富集区高度范围为5—7km,气溶胶平均消光系数0．38km-1;扬沙天气时,气溶胶聚集区高度范围为0—1km,浓度远大于浮尘天气,但高层气溶胶浓度较小且分布较均匀,气溶胶平均消光系数〉0．50km-1。     

云降水物理与人工影响天气研究进展(2008～2012年)

本文回顾和总结了近5年(2008～2012年)云降水物理与人工影响天气主要研究进展,并讨论了目前存在的主要问题和亟待解决的关键科学问题.内容涉及可分辨云数值模式及模拟研究、云降水的观测与遥感反演研究、气溶胶对云降水的影响及人工影响天气相关的数值模式、观测试验研究等.提高对云降水形成过程、时空结构与演变机理的深入认识,对揭示大气水循环、气候变化过程,提高天气精细化预报、大气云水资源开发利用及气象防灾减灾的能力,具有十分重要的作用.     

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。     

全球气候变化对我国气候安全影响的思考

依据政府间气候变化专门委员会 (IPCC) 第5次评估报告以及国内相关科学研究成果,使用最新的观测资料凝练了对全球气候变化的有关认识;从极端天气气候事件和气候承载力角度,分析了气候变化给我国带来的气候风险。研究发现:1961—2015年我国平均高温日数增加了28.4%,暴雨日数增加了8.2%。21世纪以来,登陆我国热带气旋的强度明显增加。在全球气候变暖的背景下,我国气候承载力将发生明显变化,未来面临的气候风险将加大。因此,保障我国气候安全,需要科学认识气候,提高气候风险意识; 主动适应气候,提高应对极端事件能力;努力保护气候,减缓气候变化的影响。     

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…     

华北地区秋冬季气溶胶污染与不同类型降水的关系

气溶胶对降水的影响具有很大的不确定性,正确理解和认识气溶胶对不同类型降水的影响对提高天气预报的准确度和全球气候变化具有重要意义。利用GPM-DPR观测资料和MERRA-2再分析资料分析了气溶胶污染与华北地区2014—2020年秋、冬季对流云降水和层状云降水的关系。结果表明:与清洁状况相比,气溶胶污染状况下对流云降水的降水强度有所增强,雨顶高度更高。在污染状态下对流云降水具有粒径小但数浓度高的降水粒子,潜热加热率更高。气溶胶污染与层状云降水的降水强度、雨顶高度等宏观特征不存在明显相关。层状云降水相比对流云降水更容易受到大气水汽条件和垂直上升运动的影响。因此,在气象条件主导降水的情况下,气溶胶污染对华北地区层状云降水的影响很难通过GPM-DPR和MERRA-2数据观测到。      

北京风沙天气的气溶胶特征

利用常规气象观测资料、卫星云图以及1988、1990、1992、1993、1995、2000年等年北京风沙天气期间所采集的气溶胶样品的分析结果,研究了北京的风沙天气分布特征,风沙期间大气污染状况,产生风沙天气的主要原因及沙尘的来源等.初步得出北京的风沙天气主要出现在春季,是造成春季大气污染的重要原因之一;北京春季风沙天气是由沙尘暴、浮尘和扬沙造成,但以扬尘引起的频率为最高,占71.4%;风沙期间大气气溶胶与无风沙时气溶胶的物理化学特征有明显的差异;大气气溶胶的物理化学特征显示出,风沙期间的大气气溶胶主要来源于自然源,以局地尘源为主,人为排放的气溶胶作用相对减弱.     

主要卫星云气候数据集评述

自20世纪70年代气象卫星进入业务化观测以来,气象卫星已提供了40余年的观测数据。长时间序列的卫星数据为云气候研究提供了可能。基于长时间序列的卫星数据,构建云气候数据集会涉及诸如定标、反演算法、反演数据精度验证等方面。目前国际上也已生成了一系列的云气候数据集,如ISCCP,Patmos-x,CLARA和MODIS-ST等,这些数据集所选用的探测数据、反演算法不尽一致,数据集产品的时空属性各异。如何发挥极轨和静止气象卫星各自优势,融合两类卫星数据,形成高时间分辨率、质量稳定的长时间序列云气候数据集是未来需要解决的问题。     

青藏高原地区气溶胶及其对降水影响的研究进展

青藏高原(简称高原)气溶胶主要来自周边地区的输送,近年来,随着人为污染加剧和气候条件变化,高原及周边地区气溶胶的特性和气候效应越来越受关注.而高原降水一直是高原气象与气候学的重点,气溶胶对高原降水的影响正逐渐成为研究热点.本文总结了高原气溶胶及其对降水影响的相关研究成果,从气溶胶特性观测(站点和卫星观测)研究、"气溶胶...     

Climatic effects of air pollutants over china: A review

Tropospheric ozone(O3) and aerosols are major air pollutants in the atmosphere. They have also made significant contributions to radiative forcing of climate since preindustrial times. With its rapid economic development, concentrations of air pollutants are relatively high in China; hence, quantifying the role of air pollutants in China in regional climate change is especially important. This review summarizes existing knowledge with regard to impacts of air pollutants on climate change in China and defines critical gaps needed to reduce the associated uncertainties. Measured monthly, seasonal, and annual mean surface-layer concentrations of O3 and aerosols over China are compiled in this work, with the aim to show the magnitude of concentrations of O3 and aerosols over China and to provide datasets for evaluation of model results in future studies. Ground-based and satellite measurements of O3 column burden and aerosol optical properties, as well as model estimates of radiative forcing by tropospheric O3 and aerosols are summarized. We also review regional and global modeling studies that have investigated climate change driven by tropospheric O3and/or aerosols in China; the predicted sign and magnitude of the responses in temperature and precipitation to O3/aerosol forcings are presented. Based on this review, key priorities for future research on the climatic effects of air pollutants in China are highlighted.     

有利于火箭人工增雨作业的天气条件分析

对有利于火箭人工增雨的天气条件进行了分析,给出了石家庄容易出现对流天气的天气形势特征及关键指标,通过编程实现关键指标的客观判断,达到提醒预报员灾害天气发生的可能。常规资料和每小时一次的自动站资料可以较高时效来判断对流天气的威胁区,尤其通过自动站资料计算得到的假相当位温高值区配合风场辐合带可以更高精度预测强降水落区;每小时一次的卫星云图和亮温资料可以跟踪云系、云团的演变,判断云系的发生、发展、维持情况,文中给出了判断云系发展、维持、移向和移速的云系特征,为提前寻找适合于增雨作业的时间和部位打下基础,为山区火箭增雨作业争取了时间。     

城市气象研究进展

中国数十年来在城市气象研究这一新兴学科领域开展了大量研究并获得了多方面的丰硕成果。文中从城市气象观测网与观测试验、城市气象多尺度模式、城市气象与大气环境相互影响、城市化对天气气候的影响等4个方面论述了城市气象的主要研究进展:中国各大城市已建立或正在完善具有多平台、多变量、多尺度、多重链接、多功能等特点的城市气象综合观测网;北京、南京、上海等地开展了大型城市气象观测科学试验,被世界气象组织列入研究示范项目;成功开展了风洞实验、缩尺度外场实验研究;建立了多尺度城市气象和空气质量预报数值模式,并应用于业务;在城市热岛效应、城市对降水影响、城市气象与城市规划、城市化对区域气候及空气质量的影响、城市气象与大气环境相互作用等研究领域取得长足进展。最后指出,未来需要重点从新观测技术及观测资料同化应用、城市系统模式研究、城市化对天气气候的影响机理、城市化对大气环境和人体健康的影响、城市水文气象气候与环境综合服务等方面开展科学研究与应用,为中国城市化、生态文明建设、防灾减灾和应对气候变化等国家需求提供科技支撑。      

卫星气象的现状及展望

本文讨论了气象卫星遥感技术的现状及展望,以及在未来十几年内气象卫星可能提供遥感信息的前景。由于卫星技术的发展以及信息处理能力的提高,遥感信息将会对于气象及有关学科的发展有所推动,本文预期了它对于天气预报、气候与长期预报、大气探测(包括云雨)、大气污染、海洋环境及陆地冰雪研究的促进效果。气象卫星遥感提供了地球环境综合性研究的可能性,本文也讨论了这样一个发展趋势。最后,概述了我国卫星气象事业的发展概况。     

从归一化植被指数提取气溶胶光学信息

利用卫星遥感和改进归一化植被指数(NDVI)算法,在最大值合成的MVC-NDVI与监测日NDVI差值中提取气溶胶浑浊度信息,形成新的气溶胶光学指数产品,通过监测珠三角地区细粒子气溶胶扩散过程的验证,表明方法是成功的。基于理论和实例分析,提出气溶胶研究应当从本地区地理环境和气溶胶特征的实际出发,重视细粒子气溶胶作为稳定的胶体系统对空气质量、天气系统和气候变化的影响,重视卫星遥感在气溶胶监测中的不可替代的作用。     

京津冀周边秸秆燃烧对PM2.5无机组分影响

华北平原是我国主要农作物产区,田间秸秆焚烧现象普遍存在,选取秋收季节（2014年10月）分析了秸秆燃烧的排放特征,利用区域化学传输模型WRF-Chem模拟研究了燃烧排放对气态前体物及其氧化产物的影响,以及最终导致的PM_2.5中硫酸盐、硝酸盐和铵盐的变化。研究表明:2014年秋收季节,河南和山东等省份的秸秆燃烧排放会在东南风的输送作用下影响京津冀地区;秸秆燃烧排放大量挥发性有机物（VOCs）,导致火点源及周边地区大气中主要氧化剂浓度上升,提升了区域大气氧化能力;当携带大量VOCs的秸秆燃烧烟羽与以化石燃料排放为主的城市气团相混合时,大气氧化性增强会加速城市地区人为源排放的NO_x和SO₂等气态前体物的氧化过程,提高硫酸盐和硝酸盐的形成速率、促进二次无机气溶胶的生成。