地球系统科学、全球变化与可持续发展

针对当今全球性环境危机问题,阐述了地球系统科学、全球变化与可持续发展的关系,提出只有积极地进行全球变化研究,才能很好地协调自然与社会的持续稳定发展。     

本世纪海洋云量变化与全球增暖问题

本文分析了1900～1990年间全球海洋总云量。为消除资料序列中非气候因素的影响，序列被分为3个时段进行讨论。发现本世纪内与气候增暖的同时全球海洋云量有明显增加，但云量变化落后于全球平均气温变化1～4年，落后于全球平均海温1～2年，且云与温度变化的关系在不同气候带不同，这可能是不同气候带上主要云型不同，以致产生的辐射强迫效应不同。     

极地气象考察与全球变化研究

南极和北极是地球上的气候敏感地区，也是多个国际计划研究全球气候变化的关键地区。极地包含了大气、海洋、陆地、冰雪和生物等多圈层相互作用的全部过程，在全球气候的形成和变化中有重要的作用。极地大气科学考察与研究是极地科学研究的重要组成部分。到2006年底，中国自主组织了23次南极考察，2次北冰洋考察和3次北极站考察；建成了南极长城站、中山站和北极黄河站，并在南极冰盖设置了3个无人自动气象站；开展了有关极地大气科学与全球变化的研究。在南北极地区，进一步加强国际合作，继续监测包括近地面温度在内的大气要素的变化，提高极地气象业务水平；拓展极地气象业务和大气科学考察研究领域，积极获取气候代用资料；进一步量化和认识极地在全球变化中的作用，及其对中国天气气候和国民经济可持续发展的影响；建立完善极地大气科学研究体系，提高极地大气科学研究水平，仍是中国极地大气科学与全球变化研究的重要内容之一。     

全球变化的主要科学问题

本文概要地介绍了全球变化国际研究计划发展的现状，论述了它的科学目标，从地球系统维持和运行机制变化规律以及人类对环境的影响等方面分析了需要进一步研究的主要科学问题，指出了实现全球变化研究目标的关键措施。     

极地气象与全球变化

目前，全球变化加快，极地地区变化尤为突出，这对区域或全球的社会、经济和生态系统都将产生显著的影响。最明显的证据是极区的冰川和冰雪范围持续减少，永久冻土在消融和消失，北冰洋海冰范围和厚度减小。极地环境的变化跟地球其它区域的变化息息相关，如臭氧洞的形成与来自低纬度的污染物积聚有关。极地地区的科学研究非常重要，不断地给我们提出新的科学挑战。极地冰盖下和大面积海冰下存在着大量的未知领域，许多极地研究的前沿问题实际上存在于传统学科的交叉领域。因此，世界气象组织（WMO）和国际科联（ICSU）共同发起并于2007年3月1日启动实施2007-2008年国际极地年（IPY），旨在为极地气象学、海洋学、冰川和水文学等领域的科学研究和观测做出贡献，有助于发展更精确的海一冰一大气环流模式，进一步提高对天气预报和气候变化的预测和预估水平。     

太阳活动的变化与全球温度

人们早就猜想到太阳活动变化对地球气候有影响，并且许多相关分析也指出了这种联系，但在多数情况下，相关很少具有统计意义。然而，最近的结果指出地球气候的变化与太阳活动有强相关。发现对流层和平流层上部温度与太阳１０－１２年周期有同步关系，在更长时间尺度上，发现全球温度，特别是北半球陆面气温与太阳活动的长期变化有几乎理想的相关。太阳活动并不能仅用一个参数来表示。不论是１８６０－１９９０年的仪器温度记录，还是     

陆地生态系统与全球变化相互作用的研究进展

全球变化及其对生态系统特别是陆地生态系统的影响已经严重地影响到人类生存环境与社会经济的可持续发展 ,引起了各国政府、科学家及公众的高度关注。文中从CO2 浓度倍增、温度变化、水分变化、水热与CO2 协同作用、辐射变化、臭氧变化以及人为干扰等气候环境变化对植物光合生理、生长发育、物质分配、水分利用、碳氮代谢等的影响方面阐述了全球变化影响生态系统的过程与机理 ;从地理分布范围、物候、结构与功能、生态系统的稳定性等方面分析了中国植被、森林生态系统、草原生态系统与农田生态系统对全球变化的响应 ;从植被变化引起的动力条件与热力条件的变化及植被固碳潜力的变化探讨了植被对于气候的反馈作用。在此基础上 ,基于当前全球变化研究前沿 ,提出了未来关于陆地生态系统与全球变化相互作用研究需要重视的方面 ,尤其是关于生态系统对全球变化响应的阈值研究应引起高度重视。     

ESSP 全球环境变化与人类健康报告

地球系统科学联盟（EssP）最近发表了《全球环境变化与人类健康——科学计划和实施战略》的报告。报告首先对环境变化的定义及其对人类影响的途径进行了描述，在第2章描述和提出了概念框架和主要科学问题。在随后给出的科学主题中，讨论了大气成分变化与健康、土地利用和植被变化与健康、全球环境变化与传染性疾病、食品生产体系与人类健康、都市化与人类健康和脆弱性与适应性等相关问题。报告最后在给出实施战略时，特别强调了多学科的研究方法以及数据的获取，而开展综合性的研究和全球充分的合作，是我们适应全球环境变化，使人类健康少受影响的必然之路。     

中国气温与全球气温变化的关系

利用１９５１～１９８９年全球格点及中国１６０站逐月气温资料,分析了中国气温场与全球温度场变化的关系及其相应的环流异常,指出：年平均气温显著增暖的中国东北,新疆北部,属中心位于欧亚大陆中北部增暖区的一部分,而中国西南地区的变冷局地现象。年平均气温变化的时空特征主要由冬季气温贡献所致,与中国冬季气温的增暖相对应,欧亚大陆北美大陆地也增暖,北太平洋和北大西洋地区则变冷,这种变化可从欧亚大陆纬向型流加强和     

全球温度变化对我国降水的影响

该文计算了１９５１－１９９１年我国１６０个站年降水量与全球气温的交叉谱。得到在１０－３０年周期上我国降水量与全球温度变化的正、负相关区可分为界线分明的几个区，其中最明显的分界线位于我国半干旱区的中轴附近。在此线以北和以西的西北、内蒙和东北北部，降水量与全球温度呈同步演变趋势；在此线以南和以东的大部分地区，降水量与全球温度变化趋势相反。上述分界线恰好是我国盛夏夏季风的平均北界，表明我国降水分布对全球温度变化的响应与东亚夏季风的强弱变化有关。      

1948-2000年ENSO事件与全球陆地年降水量的关系

用最新创建的全球陆地月降水资料(PREC／L)，研究了1948—2000年期间的ENSO事件与全球陆地年降水量的关系。对合成分析的结果进行了蒙特卡罗模拟检验。结果表明，暖事件年全球陆地年降水量大范围减少。显著地区是：赤道西太平洋区、中国华北、赤道中美洲区、孟加拉湾北部及尼泊尔、东澳大利亚区、印度西部及巴基斯坦南部、勒拿河以东地区、西欧及南极的威尔克斯等区域。在暖事件年，陆地年降水量增加地区不多，主要是南美的智利和阿根廷、东非索马里、肯尼亚和坦桑尼亚、中东的土耳其、伊拉克及伊朗、北非的利比亚和阿尔及利亚、西南非的纳米比亚及非洲南部的博茨瓦纳和津巴布韦。统计检验表明，暖事件年全球陆地年降水量减少面积比降水量增加面积要大，而且更为显著。研究还指出，ENSO的年代际变化对上述地区降水的年代际变化影响不明显。但是，80年代以后的暖事件对东澳大利亚干旱、中国华北干旱的影响比80年代前的影响要大。     

全球环境变化与人体健康

以全球增暖为标志的全球环境变化已经出现。这一变化对人体健康和人类社会的生存和未来发展将产生极为重大的影响。人类自身活动是引起全球环境变化的一个最为活跃的因子。但是,对人类活动,包括个人和社会集体行为,对全球环境变化的影响和机制,全球环境变化又是怎样反作用于人类社会,以及人类如何适应未来全球环境变化等问题研究甚少。由于人体健康直接关系到每个人,“环境变化与人体健康问题”应该作为全球环境变化研究中的研究核心之一,应加强社会科学界、环境科学界和医学界之间的合作研究。同时,应积极开展国际合作,加大研究成果的宣传力度,增强全民环保意识。       

1948-2001年全球陆地春季降水长期变化的时空特征

利用全球陆地月降水资料(PREC／L)中3个月的资料，研究了1948—2001年全球陆地3—5月降水长期变化的时空特征。结果表明，1948—2001年，全球3—5月的降水量以负趋势为主要变化特征，明显减少的区域是：热带非洲、亚洲中西部、中国中东部、俄罗斯东部、南极的恩德比地和威尔克斯地等9个地区；降水量增加的区域是：俄罗斯西北部、美国西北部、加拿大西南部、南美洲南部、加拿大北部等7个地区。还研究了35个纬圈3—5月平均降水量的趋势系数。在分析全球季节降水量与ENSO的关系中，指出春季是春夏秋三季中最不显著的。     

全球热带气旋活动与全球气候变化相关特征

阐述全球气候变化对全球热带气旋活动的影响在国际上取得的进展。从3方面进行综合分析：（1）气候变化特征对全球热带气旋的影响；（2）热带气旋活动的年际变化和年代际振荡以及影响因子；（3）热带气旋活动与全球气候变化方面的数值模拟进展。总结国际上在这一领域取得的研究进展，全球气候变化主要以全球大气环流、海气相互作用、全球海面温度以及温盐环流（Thermohaline Circulation）这4个方面相互影响及其共同作用，可对全球热带气旋活动的发生频率、强度、路径趋势和登陆地区产生影响。     

大气季节内振荡：其全球同步性及其与ENSO的关系

利用美国国家环境预报中心和大气研究中心的大气再分析资料，分析研究了大气季节内振荡的年际变化及其与ＥＮＳＯ的关系。揭示了全球不同纬度带之间存在着的大气季节内振荡年际变化的同步性，以及大气季节内振荡与海温和大气向外长波辐射之关系的复杂性。我们还发现大气季节内振荡与Ｎｉｎｏ３指数的关系存在年代际尺度的变化，即，这种关系有时强时弱的现象。     

1948～2001年全球陆地9～11月降水的长期变化

本文用Chen等(2001)最新创建的全球陆地月降水资料(PREC／L)，计算了1948～2001年全球9～11月陆地降水量趋势变化。结果表明，在1948～2001年，全球9～11月的降水量场有明显的趋势变化，全球大约2／3左右的陆地9～11月降水量是负趋势，明显减少的区域是：热带非洲，俄罗斯西北部，中国东部，南亚及东南亚，南极的威尔克斯地，格陵兰北部，等六个地区。全球仅1／3左右的陆地9～11月降水量是正趋势，降水量增加的地区是：加拿大北部，墨西哥北部及美国西南部，南美的阿根廷，非洲南部的南非、博茨瓦纳南部，等四个地区。正负趋势面积的差异在统计上是显著的。本文还研究了36个纬度带9～11月平均降水量的趋势系数，指出全球共有8个纬圈的9～11月降水量的趋势变化达到0．05信度的显著性，初步讨论了全球9～11月降水量趋势变化的原因。     

辽河三角洲湿地与全球变化

重点介绍了辽河三角洲湿地的类型、形成与发育的主导影响因子和全球变化的影响,阐述了盘锦湿地生态系统野外观测站建立的区域代表性与必要性,在此基础上提出了近期辽河三角洲湿地与全球变化相互作用的研究重点。     

亚洲的全球变化问题

本文分为三个部分,首先论述本世纪,尤其是近几十年来,全球变化在亚洲的主要表现,然后分析引起亚洲变化的主要驱动因子,特别是与全球气候变化相关的亚洲季风的变化和人类的作用;然后主要依据全球气候模式（ＧＣＭ）的结果评估全球增暖条件下亚洲未来２０～５０年的变化。最后讨论了ＧＣＭ模式在区域尺度模拟和评估上的不确定性,提出应将研究亚洲季风系统中大气圈－生物圈相互作用和亚洲地区土地利用／土地覆盖变化这两个科学问题,列入亚洲地区ＩＧＢＰ的研究,并和全球变化的三大国际科学计划ＩＧＢＰ、ＷＣＲＰ和ＨＤＰ中的一系列核心计划相结合     

近百年气候变化与变率的诊断研究

总结了近百年来气候变化与变率的诊断研究结果，包括全球平均气温及降水量、中国平均气温及降水量，以及ＥＮＳＯ及ＱＢＯ。指出全球有变暖趋势，１９８０年代是最暖的１０年。但中国的情况有所不同，１９２０年代及１９４０年代最暖，而１９８０年代接近常年。全球降水量有增加趋势，但气温与降水的１０年尺度变化并不完全一致。１９５０年代及１９７０年代为多雨期，１９８０年代降水反而减少。中国夏季降水变化的主要特征是冷湿、暖干。１９２０年代及１９４０年代是近百年最干的时期。１８７１—１９９３年共发生厄尼诺事件２８次，拉尼娜２１次。气候变暖时厄尼诺强，气候较冷时拉尼娜频率高。１９５１—１９９３年赤道平流层纬向风准两年振荡的平均长度为２８．７个月，比１９５０年代末的估计（２６．３个月）要长。１９５１年以前的周期长度可能在２９个月左右。未发现ＱＢＯ与气候变化有明显关系。     

混合海气耦合模式中与ENSO相关的大气年际变化性

利用混合海气耦合模式45年模拟积分的结果,对模式大气的年际变化性进行了分析。结果表明,在这样的海气耦合系统中,大气分量表现出显著的年际变化,冬、夏季异常环流型的分布与观测资料的分析结果基本相符。因此,该模式不仅能较好地再现热带太平洋的ENSO变化性,而且能较好地再现ENSO引起的全球大气环流的年际变化性。