世界气候五之“最”

世界气候五之“最”沿非洲的“亚丁海湾”气候一直保持６０℃，为世界“热”之最。南极洲附近气候一直是“－９４．５℃”，为世界“冷”之最。大洋洲的“华欧拉”每年平均阵雨量达１２２４４毫米，为世界“雨”之最。非洲的“撒哈拉沙漠”每年平均降雨量少于１毫米；智利...     

气候系统及模式中反馈机制研究 Ⅰ.研究和方法

气候系统中存在着各种各样的气候反馈机制,而气候模式对这些反馈机制描述的差异,正是造成不同模式对同一直接辐射强迫（如二氧化碳加倍）的响应不同的主要原因。因此,只有正确描述气候系统中的各种反馈作用,气候模式才可能用来对未来的气候变化进行预测。为此,本文首先介绍了气候系统及模式反馈机制分析研究时所常用的一些概念,如气候敏感性参数、云辐射强迫等,随后概述了气候模式反馈机制比较分析时常用的各种方法,并指出了这些方法各自的优缺点。而详细的有关气候系统及模式中反馈作用及其机制的分析则在文章的第II部分给出。     

气候系统及模式中反馈机制研究 I.概念和方法

气候系统中存在着各种各样的气候反馈机制,而气候模式对这些反馈机制描述的差异,正是造成不同模式对同一直接辐射强迫（如二氧化碳加倍）的响应不同的主要原因。因此,只有正确描述气候系统中的各种反馈作用,气候模式才可能用来对未来的气候变化进行预测。为此,本文首先介绍了气候系统及模式反馈机制分析研究时所常用的一些概念,如气候敏感性参数、云辐射强迫等,随后概述了气候模式反馈机制比较分析时常用的各种方法,并指出了这些方法各自的优缺点。而详细的有关气候系统及模式中反馈作用及其机制的分析则在文章的第ＩＩ部分给出。     

白垩纪温室气候机制的模拟研究评述

 白垩纪是地质史上一个典型的温室气候时期，国际上围绕白垩纪气候成因开展了一系列模拟研究。在评述白垩纪古气候模拟的基础上，讨论了气候模式的应用和发展、古气候边界场设置和模拟试验，分析白垩纪温室气体、古地理、古海洋以及海陆生态系统对气候的作用和反馈。这些古气候模拟试验锁定在气候变化的关键时段和驱动因子、测试地球内外动力和地球各圈层反馈作用，可为认识温室气候的成因、探讨气候变化内在机制和预测未来气候提供重要的科学依据。     

具有门限的一种非线性随机-动力模式

提出一种附加门限控制的具有非线性反馈作用的随机-动力模式,从而对具有线性反馈的随机-动力气候模式加以改进。从理论上说,这种具有门限的随机气候模式可使气候系统内部反馈机制中的非线性特征更为明显,以便更加客观地模拟和预报短期的气候变化。     

IAP大气-植被耦合模式的建立及其模拟

为了充分理解气候与植被之间在不同时间尺度上的反馈作用,需要把动态植被模式耦合到气候模式里.本研究通过引进动态植被模式VEGAS(VEgetation-Global Atmosphere-Soil),在中国科学院大气物理研究所9层(IAP9L)气候模式的基础上,初步建立了一个新的IAP大气一植被耦合模式IAP9L_VEGAS.对该模式积分多年的结果分析表明:IAP9L_VEGAS可以较合理地模拟出植被生态系统生产力和植被、土壤碳库的总量及其季节变化,而且该模式模拟的叶面积指数的全球分布与观测资料十分接近.与未耦合动态植被模式的IAP9L模式模拟结果的比较表明:在非洲和南美等热带雨林地区,IAP9L_VEGAS模拟的叶面积指数比IAP9L中根据经验设置的大3.5以上,更接近观测;此外,IAP9L-VEGAS模拟的降水和近地面气温均较IAP9L更加接近观测实况.     

极冰气候效应的数值试验

利用一个大气环流模式（ＡＧＣＭ）和一个全球耦合海气模式（ＣＯＡＧＣＭ）,模拟了北极海冰边界范围的变化对月平均气候的影响。结果表明,极冰边缘的异常完全可以改变中高纬度某些地区的局地气候。受冷源的影响,北半球中高纬度冷高压加强,低纬度暖高压减弱。同时利用一个全球三维大气环流模式,作了海冰反照率参数化的数值试验,用两种不同的海冰反照率参数化方案,检验对地表面温度、海平面气压、极地表面对太阳辐射吸收的影响。模拟试验表明了冰雪圈反照率的反馈作用,对气候变化的影响十分重要。     

我国对末次冰期冰盛期东亚区域气候模拟的研究

末次冰期冰盛期（或称为末次盛冰期）,为第四纪更新世最后一个冰期的鼎盛时期,该时期的气候与当代气候迥然不同。近年来,中国科研工作者已就末次冰期冰盛期东亚区域气候开展了一些数值模拟工作。结果表明：该时期中国大陆地表气温降低,中东部地区降水显著减少,东亚冬季风增强、夏季风显著减弱。在国际古气候模拟比较计划（PMIP）标准试验的基础上,进一步指出东亚植被的反馈作用、青藏高原可能冰川的反馈作用、以及西太平洋表面温度的作用能够引起额外的气候效应,可在一定程度上改进PMIP标准试验的模拟效果。     

读图

用气候和土地利用模式解析生态系统功能德国等多国学者在研究气候和土地利用与热带山区生物多样性联系时,用5个气候和土地利用强度(LUI)模式组合,与非洲最大的Kilimanjaro山脉的30个生态功能指示因子建立联系。图中给出所有生态功能的     

新书架

正《陆-气相互作用对东亚气候的影响》张井勇,吴凌云著该书从简要回顾陆-气相互作用的基本过程、陆面过程模式的发展进程及陆面反馈对气候影响的研究进展开始,系统介绍了陆-气相互作用对东亚气候影响的最新研究成果。全书共分为五个部分:陆-气相互作用的基本过程及其对气候的反馈作用;土壤湿度-大气相互作用对东亚气候的影响;土壤温度-大气相互作用对东亚气候的影响;植被-大气相互作用对东亚气候的影响;绿洲效应对局地气候的影响。本书     

海洋碳循环与全球气候变化相互反馈的研究进展

海洋作为地球上一个主要吸收二氧化碳的汇,储存大量的二氧化碳.海-气间的二氧化碳交换,使得海洋中碳对气候产生反馈作用,从而影响着大气中CO2的浓度,甚至影响到全球气候的变化.本文主要介绍了海洋碳循环的过程,以及海洋碳循环过程对气候的反馈作用.     

混合云在GCM气候模拟中的重要性

文章提出了一种简单且适用于大气环流模式（GCM）的冰云辐射参数化。利用该参数化和UGAMP大气环流模式研究了混合云在GCM气候模拟中的重要性。结果表明，云的相态变化及其所产生的反馈作用对模拟的气候状态有显著的影响。在高纬地区，云的相态变化可使地气系统净辐射增加。而在热带则使净辐射减少。     

气候变化与气候层次结构初探

应用相空间经验正交展开方法，分析了四川降水、温度局地气候变化的主要特征及与其层次结构的关系。结果表明：气候作为一个多层次复杂系统，其变化表现出明显的层次结构特征，气候突变多反映在较高层次结构上，非突变变化多属于较低层次结构；高层次决定了气候变化的基本形态，低层次存在反馈作用；正（负）反馈作用可加强（减弱）气候变化的突变性；气候突变的强度和时问具有一定的层次结构差异性。     

气候变化中下垫面作用的数值模拟

本文利用一个三维数值模式,对下垫面在气候变化中的作用进行了数值模拟.共做了两个均一土壤下垫面试验和一个非均一土壤下垫面试验.结果表明,东半球夏季季风气候区的基本气候特征,主要是由海陆分布和大地形的影响所产生.但是,细致的气候特征却受下垫面土壤物理性质和初始湿度的很大影响.而且,通过环流系统的相互作用,除对本地区天气气候产生影响外,还会影响周围地区.非洲撒哈拉大沙漠的形成很可能是长期受到海陆分布及高原地形所造成的基本气候场作用的结果.     

BCC模式及其开展的CMIP6试验介绍

世界气候研究计划（WCRP）正在组织实施第六次国际耦合模式比较计划（CMIP6),国家气候中心作为参与单位之一,通过近几年的模式研发,推出3个最新模式版本参与该计划,包括含有气溶胶化学模块的地球系统模式BCC-ESM1.0、中等分辨率气候模式BCC-CSM2-MR和高分辨率气候模式BCC-CSM2-HR。除了CMIP6中的气候诊断、评估和描述试验（DECK）和历史气候模拟试验（Historical),这3个模式共将参与CMIP6中的10个模式比较子计划。文中主要介绍这3个模式的基本情况以及所开展的CMIP试验,并对BCC-CSM2-MR模式的Historical试验结果进行简要评估,为试验数据使用者提供参考。     

云量变化对净辐射的影响

本文对全球平均、各纬带平均和几种特殊下垫面条件下大气顶和地表面的净辐射随云量变化的情况进行定量分析,并讨论了净辐射对云量变化的敏感性随各参数改变的情况。另外还定性地讨论了云在全球气候中的反馈作用以及这种反馈作用随各参数变化的特点。指出:一般条件下,净辐射对于云量变化是敏感的,只有当气候参数变化到临界值附近时,对气候的模拟可以不考虑云量的变化。从云量对气候的反馈来看,在气候参数发生变化时,气候系统的稳定性会发生本质的改变。     

云量变化对净辐射的影响

本文对全球平均、各纬带平均和几种特殊下垫面条件下大气顶和地表面的净辐射随云量变化的情况进行定量分析,并讨论了净辐射对云量变化的敏感性随各参数改变的情况。另外还定性地讨论了云在全球气候中的反馈作用以及这种反馈作用随各参数变化的特点。指出:一般条件下,净辐射对于云量变化是敏感的,只有当气候参数变化到临界值附近时,对气候的模拟可以不考虑云量的变化。从云量对气候的反馈来看,在气候参数发生变化时,气候系统的稳定性会发生本质的改变。     

零维气候模式中物理参数对气候状态的影响

建立一个包含年平均下垫面温度、边界层气温的非线性的零维气候模式, 用于研究物理参数 (地球放射率、大气有效放射率、地表反照率、大气透射率等) 对气候系统状态的影响。结果表明, 气候系统的平衡态及其稳定性与反照率的反馈作用和有效放射率有关; 在现代气候条件下, 适当的非线性负反馈与二氧化碳、水汽、云共同作用时, 有利于系统状态趋于稳定。此外, 通过与该模式相应的现代气候平衡态的偏差方程, 考察了在参数α₂w, I₀的作用下, 系统状态的分布情况。     

相同气候分析的一种新方法——网格匹配比较法

本文介绍一种帮助引进植物品种的方法。此方法是把某目标区内长期平均气候条件同规则网格点上的气候条件进行比较。为便于说明这一方法,把非洲一个目标区和南美一个目标区同澳大利亚半度经纬网格中的2795个格点做了比较,并把在上述两处对澳大利亚树木品种及不同种源的试验结果同气候分析的结果做了比较。其结果表明,采用网格匹配比较方法鉴别气候条件相似地区有助于选择在其它目标区试验的品种及不同种源。     

区域气候模式中云量参数化方案的研究

首先统计并分析了模式区域内夏季平均的云量分布状况，然后在一有限区域模式中，引进了云－辐射计算模式。比较了３种不同的云量参数化方案，最后提出了一种考虑了大气相对湿度、垂直运动速度的本模式的云量参数化方案，并简要介绍了模式引入不同方案后的模拟结果。模拟结果表明，本模式的方案模拟的云量分布及气候要素场都与实况最接近，说明这一机制反映了云在气候系统中的反馈作用。不同的区域模式宜用不同的云量参数化方案。云量