近30年中国极地气象科学研究进展

南极和北极是地球上的气候敏感地区,也是研究全球变化的关键区域.中国的南极和北极实地科学考察研究,分别始于20世纪80年代和90年代.作为国家行为,到2010年底,已经组织了27次南极考察、4次北极北冰洋考察和7次北极陆地考察;在南北极建立了4个科学考察站、5个(中澳/中美)合作自动气象站;初步形成了以有人考察站、无人自...     

北极地区20世纪温度变化趋势的不确定性

北极作为地球的冷源之一,对于地球气候系统起着重要的调节作用.本研究通过分析和总结北极地区器测数据和模拟集成结果,以及最近2 000 a来的温度记录,得出如下结果：1）格陵兰冰盖表层大气温度记录显示,20世纪存在1923—1965年和1994年—至今2个相对温暖时段,且前者更为温暖,温度变化幅度远大于北半球的平均温度.2）北极地区20世纪温度上升是客观存在的,其夏季温度和年平均温度呈现一致变化,未发现明显的温度异常信号.3）定量重建的古气候记录显示了北极地区20世纪升温的特征,但不同记录揭示的升温幅度存在差异.与器测结果不同,多条重建记录未能揭示自1994年至今的升温阶段,反映了古气候载体对气候响应的复杂性,揭示出北极地区未来气候变化趋势存在不确定性.在全球变化备受关注的背景下,北极地区对气候变化研究的重要性日益显现,在做出明确结论之前,需要进一步加大研究力度.     

南极和北极地区变化对全球气候变化的指示和调控作用——第四次IPCC评估报告以来一些新认知

政府间国际气候变化专门委员会（IPCC）2007年发布了第4次评估报告后,全球气候变化问题再次成为国际社会、科技界和社会公众关注的焦点之一,并迅速成为了一个重要的国际科学和政治议题。 2007年以来,尤其是第4次国际极地年的实施,越来越多的观测和研究事实表明,北极和南极地区正在出现快速地变化着,这些变化也正在从量上到质量变化,当在跨越这种变化的阈门时,可能出现：北冰洋会在2040年前后出现夏季无海冰所引起的北半球大范围的持续暴雪的寒冷冬季;2050年左右南极上空臭氧空洞可能消失并恢复到上世纪80年代水平,南极地区可能会快速升温并引起东南极冰盖和海冰快速融化,使海平面升高加速;极区海水温度快速升高会驱动极区表层海洋和上覆大气之间CO2分压平衡加速,极区海洋也会大量吸收大气CO2,并诱发海水酸化及对极区生态系统产生不可逆的破坏。因此,南极和北极地区的快速变化,正在扮演对全球气候变化的指示和调控作用。     

前言

<正>南北极是地球系统中的重要组成部分,是全球气候变化最显著、响应最敏感的区域,也是研究地球气候系统的关键区域,对过去全球气候变化起着极其重要的作用和影响。自从1999年中国首次北极科学考察以来,国家海洋局极地考察办公室组织并实施了五次北极科学考察;尤其值得一提的是,2012年中国第五次北极科学考察期间,"雪龙"号首次穿越北冰洋,到达北大西洋极区的格陵兰海和挪威海,并访问了冰岛。在中国首次至第五次北极科学考察期间,"雪龙"号分别在亚北极的白令海和鄂霍茨克海、北冰洋、格陵兰海、挪威海以及冰岛周边海域进行了海洋地质调查,共获得了199个站位的箱式样,61个站位的多管     

青藏高原湖泊变化遥感监测及其对气候变化的响应研究进展

青藏高原位于中国西南部、亚洲中部,平均海拔高程大于4000 m,面积约300万km²,是“世界屋脊”,与周边地区一起常被称为地球的“第三极”。青藏高原分布着约1200个面积大于1 km²的湖泊,占中国湖泊数量与面积的一半;同时也是黄河、长江、恒河、印度河等大河的源头,被称为“亚洲水塔”。近几十年来,在全球变暖的背景下,青藏高原升温更加突出,其能量与水循环发生了显著变化,气候趋于暖湿化,冰川加速消融,湖面水位上升。湖泊是气候变化的重要指标,青藏高原湖泊分布密集、人为活动影响较小,多源遥感数据的广泛应用,为监测高原湖泊变化提供了难得的契机。本文依托国家自然科学基金青年项目“基于多源遥感的青藏高原内流区湖泊水量变化及水体相态转换研究(2000-2009年)”,主要研究进展为：初步查明了西藏高原的湖泊数量、面积及水位变化与时空格局,以及湖泊水量变化与水量平衡;探讨了湖泊变化对气候变化的响应。目前对青藏高原湖泊的变化及驱动因素虽有一些认识,但其定量的水量平衡及驱动机制还有待于进一步研究。这对了解世界第三极、一带一路国家和地区水资源状况与变化、生态文明和生态安全屏障建设具有重要的意义,同时也可为第三极国家公园的建立提供重要的科学基础。     

“第三极环境(TPE)”国际计划——应对区域未来环境生态重大挑战问题的国际计划

以青藏高原为核心的世界第三极地区,是全球最独特的地质—地理—资源—生态耦合系统之一,对中国、北半球乃至全球环境变化具有重要的影响。同时,第三极地区对全球环境变化及周边人类活动的影响亦有敏感响应,同南极和北极一样受到科技界的高度重视。2009年,"第三极环境(Third Pole Environment,TPE)"国际计划正式启动。该计划以"水—冰—气—生—人类活动"之间的相互作用为主题,旨在解决第三极地区过去环境变化的时空特征、冰圈与水圈相互作用及其灾害过程、生态系统对环境变化的影响和响应、人类活动对该地区环境变化的影响及该地区环境变化的适应对策等科学问题,以揭示第三极地区环境变化过程与机制及其对全球环境变化的影响和响应规律,从而为提高这一地区人类对自然的适应能力和实现人与自然和谐相处服务。该计划自启动以来,以TPE科学委员会及TPE项目办公室为依托,,有效执行各种实施方案,已经在第三极冰川变化、季风与西风相互作用、台站建设、数据共享及人才培养等方面取得了很大的进展。今后,将进一步扩展研究领域和研究地区,与未来地球计划(Future Earth)相对接,为第三极地区生态环境改善和社会经济发展作出更大贡献。     

两极海冰与青藏高原陆面物理过程“耦合”特征

为探讨南极、北极强信号区域海冰变化 ,青藏高原陆面热力状况与北半球大气环流及中国气候变异的遥相关特征以及“三极”因子间的“互反馈”机制 ,应用遥相关等统计方法研究了影响东亚以及中国区域气候变化特征前期“三极”强信号特征 ,探讨了两极海冰与高原陆面水热状况之间的“耦合”影响及其“互反馈”相关特征 ,比较了“三极”前期因子对中国夏季气候变异的贡献程度及其动力结构形成的影响特征 ,并从全球海 -陆 -气 -冰相关定性模型来认识全球气候变化与中国区域气候变异的形成机制。     

“第三极环境(TPE)”国际计划——应对区域未来环境生态重大挑战问题的国际计划①

以青藏高原为核心的世界第三极地区,是全球最独特的地质—地理—资源—生态耦合系统之一,对中国、北半球乃至全球环境变化具有重要的影响。同时,第三极地区对全球环境变化及周边人类活动的影响亦有敏感响应,同南极和北极一样受到科技界的高度重视。2009年,“第三极环境(Third Pole Environment,TPE)”国际计划正式启动。该计划以“水—冰—气—生—人类活动”之间的相互作用为主题,旨在解决第三极地区过去环境变化的时空特征、冰圈与水圈相互作用及其灾害过程、生态系统对环境变化的影响和响应、人类活动对该地区环境变化的影响及该地区环境变化的适应对策等科学问题,以揭示第三极地区环境变化过程与机制及其对全球环境变化的影响和响应规律,从而为提高这一地区人类对自然的适应能力和实现人与自然和谐相处服务。该计划自启动以来,以TPE科学委员会及TPE项目办公室为依托,,有效执行各种实施方案,已经在第三极冰川变化、季风与西风相互作用、台站建设、数据共享及人才培养等方面取得了很大的进展。今后,将进一步扩展研究领域和研究地区,与未来地球计划(Future Earth)相对接,为第三极地区生态环境改善和社会经济发展作出更大贡献。     

中世纪暖期南北半球气候变化特征与成因的模拟对比

利用通用地球系统模式CESM过去1500年气候模拟试验结果,对比分析中世纪暖期南、北半球气候变化特征及成因,对认识南、北半球暖期气候变化规律及其与外强迫变化的关系有重要科学意义。结果表明：中世纪暖期全球及南、北半球总体是变暖的,但仍存在峰谷变化,高纬地区增温幅度大于低纬地区,北半球中世纪暖期比南半球更为明显,其距平变幅也大于南半球。全球降水距平基本为正,南、北半球降水变幅基本相当,降水变化显著区域集中于低纬地区。太阳辐射是影响中世纪暖期全球及半球气温变化最显著的因素,火山活动对北半球气温变化也有较显著的影响。从全球尺度来看,降水由太阳辐射和火山活动共同影响,其中太阳辐射影响最为显著,但从半球尺度来看,火山活动是影响半球降水的重要因素。     

关于世界自然地理若干问题的浅见

1 关于地球磁场的形成原因众所周知,地球不停地自由向东旋转,其内部的带电离子亦随着向西向东旋转。根据物理学电磁理论中的“右手法则”,电离子产生的北极正是母指所指方向,亦即是地球的北极及磁北极,而另一方向是南极及磁南极,这就是地球磁场及磁极产生的原因。其中,地球内核的 铁、镍物质和软流层液态物质起了重要作用。地磁极变动的原因是地球轨道变动及大陆飘移的结果。这种现象推而广之,也可用于解释其它星体。2 关于大陆架的成因全球陆地外围均有宽窄不一的大陆架。据调查研究,大陆架上存在着古河床、动植物遗体等,乃至油气…     

关于全球冷暖和亚,非夏季风区干湿变迁之联系的一个述评

基于近年来的多种资料分析结果，讨论了不同时间尺度上全球热状况这于中国东部和其它低纬亚非夏季风影响区干湿变迁的宏观控制作用。指出：在丰年以上时间尺度上，全球暖而夏季风强从而导致有关区域多雨偏湿，全球冷则夏季风区域多偏干；但较短时间尺度上的全球性冷暖波动往往不足以使各地的夏季风系统和干湿状况产生一致响应。     

气候变化对植被和土壤的影响效应

全球气候变化已是当今世界研究的热点。近年来,气候变化对陆地植被以及土壤的影响研究已经广泛开展。通过系统收集和整理气候变化对植被和土壤影响国内外相关研究结果,有利于进一步认识气候变化给生存环境带来的影响。大量野外定量分析以及经验模型预测等方法研究表明:气候变化对陆地植被产生了重要影响,主要表现在植被分布范围、生产力以及多样性的改变。气候变化也会使土壤基本性质发生变化,同时土壤作为全球碳循环过程中重要的中间碳库,土壤有机碳库与气候变化有着密切的关系,气候变暖与土壤有机碳库的分解互为反馈。     

南沙群岛永暑礁环礁潟湖的沉积速率与气候变化

永暑礁南永 3井岩心是我国首次完整地获得的环礁湖沉积高分辨率柱样 ,井深 5 90m ,全为松散的生物骨壳碎屑。通过高精度TIMS铀系测年计算了沉积速率。全井柱样全新世晚期 16 82aBP以来的平均沉积速率为 3 5mm/a,比同礁同期的礁坪沉积速率 1 2 1mm/a高 ,是高分辨率古环境研究的理想材料。以全湖沉积柱平均沉积速率为准 ,将全柱划分为 4个沉积速率高低交替阶段。这同祖国大陆近 170 0年来的气温波动、冷热分期的变化大体上一致 ,反映了南沙群岛地区对中国大陆乃至全球的气候变化的响应。     

国外气候变化对旅游业影响研究进展综述

气候变化对旅游业影响是国际上的研究热点,研究的地域和内容十分广泛,研究方法也多种多样。根据所收集文献整理出国外气候变化对旅游业的影响主要集中在四个方面：气候变化对旅游业的总体影响研究、气候变化对冬季游憩活动的影响研究、气候变化对温暖天气下的游憩活动影响研究和对旅游者行为影响研究。并探讨了我国气候变化对旅游业影响研究的方向和重点。     

220 ka以来萨拉乌苏河流域地层磁化率与气候变化

 萨拉乌苏河流域滴哨沟湾剖面磁化率变化结果表明:近220 ka来我国北方气候变化极不稳定,存在着不同尺度的频繁变化,特别是寒冷气候阶段变化尤为频繁,其中倒数第二次冰期存在5个气候旋回,末次冰期存在10个气候旋回。这些气候变化与深海氧同位素、极地冰芯反映的全球变化具有良好的对应关系,反映了该区气候变化与全球变化的一致性。控制本区气候变化的主要因素是全球冰量变化及太阳辐射影响的东亚季风变化。     

当前古气侯研究的几个问题

近年来古气候学研究的迅速发展,大大增进了人们对全球气候系统或地球系统的了解。对国际上古气候研究最新进展的几个侧面作了介绍,对目前这些方面研究中存在的若干问题进行了讨论。     

全球气候变化背景下生态系统的脆弱性评价

未来100年气候变暖速度将比上一世纪提高2－10倍,势必对生态系统的格局、过程和服务功能产生巨大影响,威胁生态系统和社会经济的持续发展。因此评价全球气候变化背景下生态系统脆弱性是当前全球变化和生态系统研究的主要内容。由于气候变化以及生态系统对其响应和适应的复杂性,生态系统脆弱性评价进展缓慢。本文在阐明生态系统脆弱性概念的基础上,综述了近年来国内外关于气候变化对生态系统影响及其脆弱性评价研究的现状、方法,归纳和介绍了脆弱性评价研究的三种主要方法——模型模拟研究、指标评价研究以及类比研究,指出气候变化的脆弱性评价研究中存在的问题、不足以及今后的发展方向。     

大洋风应力和风场的计算与分析*

本文讨论了大洋风场,风应力和某些大气动力学特征,并介绍了需要计算的近海面大气运动学和动力学的量值,特别是风应力的计算方法,最后给出了利用迄今全球大洋最完善的COADS资料求得的大洋风应力和合成风的计算与分析个例.     

厄尔尼诺现象诱发的气候变化异常与农业气象灾害防御

受厄尔尼诺现象的影响,极易出现各种各样的气候异常现象。由气候异常引发的气象灾害也是多种多样的,这对农业生产和社会经济发展产生了较大的影响。气候异常与农业气象灾害有密切的关系。根据气候异常和农业气象灾害发生的特点和规律,建立农业防灾减灾系统,对农业发展有积极作用。