年代际气候变率问题的研究

对年代际气候变率的研究工作和主要结果作了综合评述，并对该领域的研究前景作了一定的阐述。     

1998年全球气候系统

１９９８年全球地面温度是自１８６０年全球范围开始有可靠记录以来的最高值，比１９６１￣１９９０年的平均温度高０．５７℃。在本世纪末之际，全球温度比１９世纪末几乎高０．７℃。１９９８年是第２０个连续的全球地面温度不正常的年份。区域温度分布表明所有大陆的温度都高于平均温度。     

沈阳近百年夏季气候变化多时间尺度结构特征

气候系统具有内在的时空多尺度、结构多层次、本质非线性等特征。例如,从较大尺度上讲气候有冷期和暖期之分,但这个冷(或暖)期中还含有较小尺度的冷、暖期,它们也还含有更小尺度的冷、暖期。气候变化的这种多尺度和多层次性使气候资料时间序列的变化极不规则,甚至显得杂乱无章,大的小的涨落(或距平)都有,用传统的分析方法很难识别其演化过程。     

铜仁西部不同时间尺度温度降水变率分析

采用气候统计方法,从年、季、月、旬、候时间尺度分析了铜仁西部近地面平均温度和降水绝对变率及相对变率,结果显示：年平均温度绝对变率在0．3-0．4℃之间,相对变率在1．5％-2．3％之间,年降水绝对变率在120．1-170．5mm之间,相对变率在10．8％-16．1％之间。气温在旬、月尺度上的变率大小与该地区春节前后要么持续低温雨雪,要么持续艳阳高照以及7月下旬一8月上旬间常年持续高温热浪的实际相吻合;降水在月、旬、候尺度上的绝对变率年内变化曲线与多年平均降水量年内变化曲线升降趋势大体一致,呈显著的正相关,而相对变率则与降水量呈反相关。     

从地球系统的观点看气候突变

在地球的气候史中,经历了许多次气候突变事件。这些突变对地球表层系统的演变与进化产生了巨大影响。随着全球气候变暖的持续发展,人类赖以生存的气候环境正在经历重大变化。如何科学地理解和认识这些变化,尤其是气候突变。是人类寻求对策,应对气候变化,保护自己持续发展的科学基础。文中从地球系统的角度对气候突变的科学问题进行了探讨,认为对气候突变的研究不应仅局限于大气圈,而应该对地球系统的整体变化进行研究。     

国外关于年代际气候变率的研究

文中指出在气候变率与可预报性研究计划中,列出年代际气候变率及可预报性研究子计划充分显示出这个问题的重要性,回顾并总结了近年来年代际气候变率的研究成果,特别对全球气候变暖、海气相互作用、温盐环流、自然气候变率和ＥＮＳＯ的年代际变率的研究几个重点问题进行了讨论,最后对年代际气候变率研究今后的发展方向提出了看法。     

耦合模式FGOALS-s2模拟的大西洋经圈翻转环流（AMOC）的年代际变率

利用中国科学院大气物理研究所大气科学和地球流体力学数值模拟国家重点实验室（LASG/IAP）发展的耦合的气候系统模式FGOALS-s2工业革命前控制试验结果研究了大西洋经向翻转流（Atlantic Meridional Overturning Circulation,AMOC）的年代际变率及其物理机制。传统AMOC是利用深度坐标下的质量流函数来表征,本文通过对密度坐标下49.5°N的AMOC指数与其余纬度的AMOC指数作相关分析,发现AMOC的变化有从深水形成区向南传播的过程,且密度坐标下的AMOC变率在北大西洋高纬度明显大于低纬度。分析进一步表明,模式模拟的AMOC具有年代际振荡,周期约为70年。这个低频振荡主要是由与AMOC变化相关的温度和盐度的变化与海表风场之间的相互作用引起,具体机制如下:格陵兰-冰岛-挪威海有异常强的海表风场,导致蒸发增强,继而使海表盐度增加,深水形成增多,从而使AMOC增强。AMOC加强后,会使得向北的热量和盐度输送增加,减弱此处的经向温度梯度,风场随之减弱,从而完成位相的反转。     

气候模式的年际变率和可预测性

该文研究了大气物理研究所９层格点大气环流模式模拟的年际气候变率，一种试验采用多年平均的观测海温作为下边界条件，另一种试验是有年际变化的实测海温作为下边界条件，两种试验的年际变率分别为记为Ｖ１和Ｖ２，其比值Ｒ（Ｖ２／Ｖ１）则可代表以实测海温为边界条件的模式可预测性，研究结果显示：两种试验的年际变率差异主要热带区，Ｖ２一般大于Ｖ１，并且更接近实际变率，气温和高度场的可预测性在热带区较高，在热带以外区域     

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。     

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。     

地磁场与气候变化关系的新探索

对地磁场与气候变化的统计研究早已表明，二者有很好的相关关系。本文的目的是对它们的关系给出一种可能的物理解释。利用近600年的地磁场模型资料和全球平均温度序列分析了两者变化的关系，发现它们有很好的对应，且地磁场变化超前于全球气温变化。从地磁场的变化来看，21世纪初全球变暖的趋势应该减缓。文中对地表浅层热场（地热带、火山和地温场）的分布特征与地球内部软流圈－岩石圈边界上焦耳热场的分布特征进行了对比分析。结果表明，地表浅层热场与地球深层焦耳热的分布有很好的对应关系，这可能暗示地表浅层热场是地球深层焦耳热的反映，地磁场通过焦耳热的不断释旋影响气候变化。     

西安市近50年来气候变化多时间尺度分析

利用Ｍｏｒｌｅｔ小波变换法分析了西安市近５０年月平均气温距平和月降水量距平变化的多层次时间尺度结构，发现西安市气候变化除１年的自然周期变化和２０－４０年尺度范围的周期变化信号在全时间域中都强小，其它时间尺度的周期变化在时间域中分布很不均匀，具有很强的局部化特征，西安市月平均气温距平变化主要表现为随机振荡，无特征尺度，而月降水量距平变化则有显著的４～５月的时间尺度，西安市气候变化受地理条件的影响较大     

“气候系统、地球生态系统及流域管理的概念与综合模拟”中-德学术研讨会在京举行

2007年6月18-21日,以"气候系统、地球生态系统及流域管理的概念与综合模拟"(Conceptual and Integrated Modeling in Climate System,Geo-ecosystem and     

IPCC AR6报告解读：气候系统对太阳辐射干预响应

IPCC第六次评估报告（AR6）第一工作组报告评估了太阳辐射干预（Solar radiation modification,SRM）对气候系统和碳循环的影响。在大幅度减排基础上,太阳辐射干预有潜力作为应对气候变化的备用措施。目前,对于太阳辐射干预气候影响的评估都是基于模式模拟结果。评估主要结论如下：太阳辐射干预可以在全球和区域尺度上抵消一部分温室气体增加造成的气候变化（高信度);但是太阳辐射干预无法在全球和区域尺度上完全抵消温室气体增加引起的气候变化（几乎确定);有可能通过适当的太阳辐射干预设计,同时实现多个温度变化减缓目标（中等信度);在高强度温室气体排放情景下,如果太阳辐射干预实施后突然终止,并且这种终止长时间持续,将会造成快速的气候变化（高信度);如果在减排和CO₂移除的情况下,太阳辐射干预的实施强度逐渐减小至零,将显著降低太阳辐射干预突然终止产生的快速气候变化风险（中等信度);太阳辐射干预会通过降温作用,促进陆地和海洋对大气CO₂的吸收（中等信度),但是太阳辐射干预无法缓解海洋酸化（高信度);太阳辐射干预对其他生物化学循环影响的不确定性大。由于对云-气溶胶-辐射过程的相互作用和微物理过程认知有限,目前对平流层气溶胶注入、海洋低云亮化、高层卷云变薄等太阳辐射干预方法的冷却潜力和气候效应的认知还有很大的不确定性。     

气候系统与气候变化研究进展

2010年度气候系统研究所在准双周振荡结构与起源、东部地区降水年代际演变特征、13变化机理、降水评估和古气候研究等方面取得明显进展,主要研究成果如下。     

第四届气候系统与气候变化国际讲习班在中国气象局成功举办

2007年7月16-27日,由中国气象局主办,国家外国专家局、国家自然科学基金委,全球变化分析、研究和培训系统（START）协办,中国气象局国家气候中心和培训中心联合承办的“第四届气候系统与气候变化国际讲习班（ISCS）”在中国气象局成功举办。