我国现代气候业务现状及未来发展趋势

从气候监测诊断、气候预测、气候系统模式、气候评价与灾害风险管理、气候变化业务和气候业务平台等角度,系统概述了我国现代气候业务现状。提出了以气候监测和动力学诊断为基础,以提升气候服务、气候风险管理和应对气候变化能力为目标,以发展客观化气候预测技术和定量化气候评估方法为核心的现代气候业务概念。分析了国际气候业务发展趋势及我国气候业务的差距,明确了加强气候系统基本变量监测、提高气候系统模式分辨率和改进物理过程、发展第2代短期气候预测系统、研发气象灾害风险评估方法并建立中国气候服务系统 (CFCS) 等发展任务。     

短期气候变化的数值预报

短期(1个月—1年)气候变化的预报对经济建设的重要性是无疑的。现在由于计算机的发展、计算技术的进步以及我们关于气候和气候变化物理基础知识的增加,已有可能用建立在控制气候活动的物理定律基础上的数学模式,加上一定的边界条件来决定气候系统的活动和预报未来的气候状态。七十年代以来愈来愈多的气象学家为了达到用模式方法预报短期气候变化这一目标做了探索性的努力,并取得了显著的进展。在八十年代用动力学方法提高月预报和季节预报的水平是各国气象学家所共同努力的目标。     

地球系统模式发展展望

在调研国际国内气候系统模式的基础上,给出了地球系统模式的定义和它的3个发展阶段:物理气候系统模式、地球气候系统模式和地球系统模式,阐述了未来的地球系统模式发展的战略意义,介绍了国际国内围绕地球系统模式的发展所提出的科学研究计划,并基于政府间气候变化委员会第四次评估报告的参评模式,回顾了国内外地球系统模式发展现状与动态,展望了未来的可能发展方向,希望能对国内的地球气候系统模式发展有所帮助.     

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。     

国际气候变化科学评估中所反映的气候变化科学的重要进展

政府间气候变化委员会(IPCC)历次评估报告的进展表明:1)人类对于气候系统变化的科学认知在不断加深,全球变暖是毋庸置疑的;工业化时代以来,人类活动可能已经引起了1 ℃的增暖。2)气候系统观测不断完善,观测资料和再分析资料的空间覆盖范围以及时间尺度均明显提高;气候系统模式分辨率不断提高,以及更为复杂的生物地球化学过程的加入,使得模式发展经历了从气候系统模式到地球系统模式的进步。3)与以往的评估报告相比,在第六次评估报告(AR6)的规划中,以解决问题为导向,加强了对于水循环变化、区域气候变化信息以及极端天气气候事件检测归因的评估内容。     

IPCC气候变化自然科学认知的发展

过去20年来,随着观测手段的改善、气候模式的进步以及分析方法的提升,人类对气候变化事实、原因和未来趋势的认识水平不断深化,进一步确认全球气候系统变暖是毋庸置疑的,人类活动是20世纪中叶以来气候变暖的主要原因,未来气候系统仍将继续变暖。IPCC评估报告极大地促进了气候变化自然科学的进展,并为适应和减缓气候变化奠定了坚实的科学基础。     

大气科学发展的综合性特点和趋势浅析

1 引言本世纪60年代以来,人们越来越深刻地认识到应该把地球看做一个整体来进行科学研究。在大气科学领域中,气候系统概念(气候系统是决定气候形成、气候分布和气候变化的物理系统,包括大气圈、水圈、岩石圈、低温圈和生物圈。)的提出就是一个例证。这标志着对气候     

IPCC第五次评估报告不确定性处理方法的介绍

由于自然气候系统极端复杂,具有内在混沌的特性,并包括各种时间尺度的非线性反馈,因此,气候变化无论观测,还是预估都存在不确定性。一些不确定性可用某些数值范围来表述,而另一些不确定性则可表述为专家对某些科学发现认识的信度。每一种不确定性的评估都需要专家进行判断,后一     

北京气候中心气候系统模式研发进展——在气候变化研究中的应用

较全面地介绍了北京气候中心气候系统模式(BCC_CSM)研发所取得的一些进展及其在气候变化研究中的应用,重点介绍了全球近280 km较低分辨率的全球海-陆-气-冰-生物多圈层耦合的气候系统模式BCC_CSM1.1和110 km中等大气分辨率的BCC_CSM1.1(m),以及大气、陆面、海洋、海冰各分量模式的发展。BCC_CSM1.1和BCC_CSM1.1(m)气候系统模式均包含了全球碳循环和动态植被过程。当给定全球人类活动导致的碳源排放后,就可以模拟和预估人类活动对气候变化的影响。BCC_CSM1.1和BCC_CSM1.1(m)已应用于IPCC AR5模式比较,为中外开展气候变化机理分析和未来气候变化预估提供了大量的试验数据。还介绍了BCC_CSM1.1和BCC_CSM1.1(m)参与国际耦合模式比较计划(CMIP5)的大量试验分析评估结果,BCC_CSM能够较好地模拟20世纪气温和降水等气候平均态和季节变化特征,以及近1000年的历史气候变化,所预估的未来100年气候变化与国际上其他模式的CMIP5试验预估结果相当。初步的分析表明,分辨率相对高的BCC_CSM1.1(m)在区域气候平均态的模拟上优于分辨率较低的BCC_CSM1.1。     

一非线性统计－动力气候模式及其降水预报试验

在带有线性反馈的统计－动力气候模式的基础上，提出了一种非线性统计－动力气候模式。该模式的实质是用逐段线性化的统计－动力气候模式来描述气候系统的总体非线性变化特征。试验结果表明，该模式能更客观地预测气候变化     

一非线性统计—动力气候模式及其降水预报试验

在带有线性反馈的统计－动力气候模式的基础，提出了一种非线性统计－动力气候模式，该模式的实质是用逐段线性化的统计－动力气候模式来描述气候系统的总体非线性特征。试验结果表明，该模式能更客观地预测气候变化。     

城市适应气候变化能力评价—以朝阳市为例

利用朝阳市1961—2016年气温、降水资料和2007—2016年社会经济资料,采用层次分析法（AHP）构建了基于气候系统和城市系统的城市适应气候变化能力评价指标体系,根据综合指数评价结果将适应能力分为五个等级,定量评估了2007—2016年朝阳市气候系统危险度、城市系统适应度以及城市适应气候变化能力动态变化。结果表明：2007—2016年朝阳市气候系统危险度显著增加,危险度由“较低”水平至“一般”水平,气候系统危险度的增加主要是由气象灾害和极端气候危险度增加造成的;随着经济发展和城市公共服务不断完善,朝阳市城市系统适应度稳步提升,由“低”水平提高至“高”水平;在气候系统和城市系统共同作用下,朝阳市城市适应气候变化能力显著提高,年增加率为0.029,综合能力由“较低”水平提升至“较高”水平。     

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     

气候变化科学方面的几个最新认知

IPCC第六次评估报告（AR6）第一工作组报告主要从以下几个方面的进展提升了我们对气候系统变化、气候变化原因以及预估未来气候系统变化等方面的认知,对过去气候变化及其与人类活动的关系有了更加清晰、可靠的认识。综合多重证据评估指出,全球气候正经历着前所未有的变化;包括极端事件在内的归因进展已把人类活动对气候系统影响的认识从大气圈扩展到水圈、冰冻圈和生物圈,进一步强化了人类活动影响全球和区域气候的认识;有关区域气候变化信息的内容更加丰富,与各行业和敏感地区的气候变化影响联系更加紧密,使这些信息能更好地为气候变化风险评估和气候变化区域适应提供支持;气候模式和约束预估方法的发展以及对气候敏感度认识的深化,减少了未来不同排放情景下全球地表温度（Global Surface Temperature,GST)、海平面上升和海洋热含量的变化预估的不确定性。这份最新报告对我国提升气候变化研究水平和防灾减灾应对能力具有十分重要的指导意义。     

我们未来的气候:人类的干预有多大?

对有关气候变化的观测事实和可能原因的研究做了简要回顾和总结，对21世纪人类活动和自然因子对气候系统的可能影响做了扼要讨论。近20余年全球气候变化科学有明显的进步，但要对21世纪气候趋势做出可靠预测，还需要在过去气候演化历史和成因、全球碳循环、气候系统模式与模拟、土地利用和土地覆盖变化的影响以及气候系统的稳定性等方面开展深入研究，以便进一步减少科学上的不确定性。     

关于年代际气候变化可能机制的研究

年代际气候变化作为年际和月季气候变化的重要背景,往往影响着年际和月季时间尺度的气候及特征。随着科学的发展进步和社会需求的提高,年代际气候变化已成为人们关注的重要问题。作为气候动力学和气候预测研究的重要内容之一,年代际气候变化及其动力学机制的研究在国内外都在蓬勃开展,并取得了不少的成果。本文除简要介绍了中国气候的年代际变化特征,将着重就年代际气候变化的可能机制作一个系统的综合性讨论,内容主要包括全球主要海温变化模态的影响、气候系统相互关系年代际变化的影响、大气行星尺度系统年代际变化的影响,以及太阳活动及火山爆发的影响等。大家知道,年代际气候变化研究十分重要,但也可以看到年代际气候变化的动力学机制却十分复杂,不少问题还没有搞的十分清楚,需要加大力量进行深入研究;我们相信,深入的研究结果必将对年代际气候变化的预测提供可靠的科学依据,进而推动年代际气候变化的业务预测及其能力的提高。     

简单地球模型的研究进展

以简单概念性气候模式(SCMs)和中等复杂程度的地球系统模式(EMICs)为对象,介绍了简单地球模型的研究进展。在简单地球模型中,简单概念性气候模式已经成为了解气候理论和气候变化规律的有效工具;中等复杂程度的地球系统模式涵盖了地球系统的大多数组成部分,对各部分之间的反馈和过程描述比较详细,同时计算要求比较低,使其应用几乎覆盖了简单概念性气候模式以及耦合气候系统模式的所有研究领域。EMICs必定会有更大的发展,从而在地球气候模拟中起到更加重要的作用。     

气候变化检测与诊断技术的若干新进展

近年来,全球气候变暖及其对世界经济的影响已经引起了社会各界的关注和重视,判断当前全球的温度变化趋势,已经成为研究气候变化的一个至关重要的问题。进一步发展新的气候变化检测技术以适应全球增暖的新特征则显得尤为重要。因此,结合(1)气候突变和转折检测技术、(2)观测数据信息的分离和提取、(3)气候系统内在复杂性、(4)气候系统动力学结构特征的识别、(5)极端气候事件定义及其检测等方面的气候变化检测技术研究,分别介绍了中国近期气候变化检测技术的研究进展及部分研究成果,主要侧重于新检测技术和方法的介绍。最后,就当前气候变化检测技术方面的一些焦点和难点问题做了简单的讨论。     

LASG第四届气候系统模式研讨会

中国科学院大气物理研究所LASG第四届气候系统模式研讨会于 2 0 0 5年 1月 14日下午在北京召开 ,来自中国气象局、高校、海外研究机构、本所的专家和研究生近 10 0人参加了此次研讨论。研讨会包括学术报告会和自由讨论两部分。俞永强博士和周天军博士主持学术报告会 ,LASG模式组 6位研究人员先后介绍了LASG第四代耦合气候系统模式及其各分量模式的研究进展情况。 2 0 0 4年是LASG气候系统模式发展非常关键的一年 ,多年的努力特别是模式组各成员的通力合作在这一年结出了丰硕的果实 :LASG第四代气候系统模式FGOALS、新一代大气环…     

全球气候系统的变化

一、引言全球气候系统包括大气、海洋、陆地表层和冰雪圈,它们在长时间尺度内以复杂的方式相互作用。在过去的几年里,北美、澳大利亚、中国、欧洲和南美都发生了干旱,世界性气候在变暖,洪水泛滥和某些地区的骤冷,都给社会经济和人民生活造成了巨大损失。这些天气异常现象可能与气候系统的变化有关。尽管还缺乏充分的证据,对复杂的气候系统也缺乏很好的了解,但人们普遍认为气候变化与大气成份中CO_2、N_2O、CH_4、O_3和氟利昂含量的不断增加有关。为此,世界气象组织(WMO)和联合国环境计划署(UNEP)出版了一本小册子,总