火山喷发对气候影响信号的检测

该文从时序叠加和序列分析两个方面系统地评述了近年来火山活动影响气候的研究进展和代表性工作。给出了火山活动特征，如火山喷发强度、喷发位置和季节等对气候影响的时空分布规律。讨论了与之有关的几个重要问题，如火山指标，火山活动影响气候的途径及其和ENSO的联系等。最后指出了今后研究的几个方向。     

CMIP6火山强迫的气候响应模拟比较计划（VolMIP）概况与评述

为揭示造成火山强迫气候响应模拟不确定性的原因,第六次国际耦合模式比较计划（CMIP6）设立了火山强迫的气候响应模拟比较计划（VolMIP)。该计划由基于历史火山爆发的理想火山扰动试验组成,包括三组主要的试验：第一组关注短期（季节至年际）大气动力响应;第二组关注海气耦合系统的长期（年际至年代际）响应;第三组关注气候系统对火山群的响应。VolMIP旨在通过给定相同的辐射强迫并进行多成员集合模拟,揭示模式对外强迫响应的不确定性,通过设定不同的背景气候态,阐明内部变率和外强迫对气候响应的相对贡献。     

近50年火山喷发和太阳活动对我国气候影响的研究

利用特征向量分析与时序叠加分析和谱分析相结合的方法，分析了近50a来我国地面气温和降水场中火山喷发和太阳活动的气候信号，强烈的火山喷发导致全国大部分地区降温，喷发1a多以后降温最明显，并能持续约半年。除这个主信号以外，青藏高原、东南沿海和东北地区都可能出现较为复杂的温度变化，温度变化与太阳活动之间的联系更多地反映在二者的振荡关系上。在降水场中的火山信号较弱，表现为火山喷发后的秋冬季节南方地区降水偏多。在青藏高原积雪和深层地温的变化中，没有发现火山和太阳活动信号。     

读图

<正>火山喷发的气候效应在美国科学院(NAS)最新发表的关于火山喷发的研究报告中,描绘了不同量级和持续时间的火山喷发对地球大气的影响。图中用喷发持续时间和岩浆量描述火山对大气的影响。来源:NAS亚洲高原冰川:区域应对干旱的重要缓冲机制     

三组火山强迫资料差异及其对模式模拟结果的影响

Gao2008、Crowley2013和Sigl2015火山强迫资料,均基于极地冰芯重建.由于每组重建使用的冰芯数据和分析方法等不同,因此结果存在差异,从而影响气候模式应用.文中详细梳理三组火山强迫资料在原始冰芯数据、信号识别提取和沉积通量计算等方面的差异;介绍重建中涉及的对未知火山事件发生季节、纬度及从极地硫酸盐沉积...     

1750年以来的全球平均气候强迫与温度响应

估计了１７５０年以来认为在气候变化中有重要作用的主要辐射强迫。这些分析强调了生物圈ＣＯ２释放和甲烷增加在２０世纪初期以前所起的作用。在２０世纪中叶以前，化石燃料燃烧所起的作用较小，因为相同来源的硫酸盐气溶胶抵消了其中ＣＯ２的影响。文章表明，通过合理估计温室气体、人类活动和火山气溶胶的贡献，简单的箱式扩散气候模式可模拟实测全球气候变化的诸多特征，就象根据冰川数据和仪器记录数据所作的估计一样。模式不包括太阳辐射强度本身的变化，也不包括此时期内气候的内部振动，后者在最近的研究中被认为是必要的，但是包括了其他研究所忽略的火山气溶胶的作用。对火山气溶胶强迫作了三种不同的估计。虽然考虑火山气溶胶后改善了模式对观测资料的拟合，但检验分析表明，并无任何一种估计更为明显地优越。温度记录表现出与三维模式所得到的气候敏感性一致。     

气溶胶对现代气候的影响

本文提供了估计近百年大型火山喷发后出现的平流层气溶胶层的新方法.借助不稳定的能量平衡气候模式,完成了近地面温度对火山产生的平流层气溶胶敏感性的计算.     

菲律宾皮纳图博火山爆发的卫星探测分析

应用气象卫星的探测处理资料，揭示和探讨了1991年6月15日菲律宾皮纳图博火山爆发后火山灰和火山尘云的演变和漂移中的一些重要特征，为研究这次火山爆发对天气和气候的影响提供了卫星观测分析信息。     

皮纳图博火山云对1992年大范围气候的影响

1991年6月中旬，菲律宾的Pinatubo火山将近二千万吨含硫气溶胶喷入平流层高空，形成了本世纪最大的一次火山云事件。文章叙述了火山云在高空的扩散状况及其对1992年大范围气候的致冷影响。这表现为全球平均气温的明显下降;北半球1～10月(尤其是夏秋季节)气候冷区明显增多，这种气候冷区有从低纬向高纬逐步移动的趋势;而且夏半年在我国也出现了一系列冷害现象。     

火山活动对气候影响的数值模拟研究

文章系统地总结了火山活动对气候影响的数值模拟研究，主要结论如下:近百年至千年的气候变化和火山活动关系密切，强火山喷发可造成平流层4℃以上的增温和地表年、月平均温度约0.4℃、1℃的下降。地表温度下降的时空分布受许多因素的影响，如火山喷发特征（包括喷发位置、季节、强度等）；海陆分布；火山气溶胶的光学特性；及其由直接辐射强迫引起的经向潜热输送的变化等等。同时还回顾了1991年皮纳图博喷发的有关研究及其对全球气候的可能影响的数值模拟工作。     

火山爆发对新疆气候的影响

利用1961～1993年新疆的辐射、气温和降水资料，分析了火山爆发指数VEI≥4级的火山爆发对气候的影响。分析表明：火山爆发可以作为短期气候预报的背景条件；强火山爆发后的1～2年中，新疆的太阳直接辐射有明显减少；年平均气温和各季平均气温都有不同程度的下降，其中新疆北疆秋季气温下降最明显；1992～1993年新疆夏、秋季的低温是1991年6月菲律宾VEI6级的Pinatubo火山强烈喷发的结果。     

海洋中的火山信号持续现象

研究人员发现,如果没有上个世纪的几次火山爆发向大气中注入大量的灰尘和气溶胶,现在的海水温度会比目前高。这些火山喷发的影响与部分人类活动导致的海平面升高相抵消。根据12个新的、最先进的气候模式的模拟结果,研究人员发现,由于印度尼西亚喀拉喀托火山(Kraka-toa)1883年的     

平流层火山灰气溶胶层对全球温度影响的敏感性研究

本文的数值实验结果表明:火山喷发主要造成全球性降温，火山所在的纬度和喷发的季节都可以对喷发后全球温度变化的形式产生影响。需要特别注意的是，火山喷发，尤其是北半球高纬春夏季节的喷发，能产生很强的冷夏作用，可能会对全球天气、气候的变化产生深远的影响。     

火山活动对气候的影响

重大的火山喷发对气候的影响表现为地面温度降低，由于火山喷发存在季节、纬度和强度的差异，因此喷发物的空间分布特征不同，对辐射的影响也不同，降温出现的时间和降温的幅度不一致。中高纬喷发的火山主要影响发生喷发的半球，而中低纬的喷发可影响到全球，且影响时间较长；不同季节的火山喷发后，高纬度的温度响应较低纬明显，夏季的温度响应较冬季明显。有关火山活动对降水的影响目前已有了一些研究，但由于降水序列中火山信号较弱，同时还有ENSO等其他因子的影响，客观地分辨出火山的影响较复杂，目前尚无一致结论。     

火山喷发与齐齐哈尔市温度变化及粮食产量的关系

分析了本世纪发生的２１次火山喷发个例与齐齐哈尔市温度变化的关系，得出很有意义的结果，火山喷发后，当地夏季降温最明显，其影响滞后１０个月以上；降温幅度与火山喷发的强度和距离呈正相关，火山喷发后，生长季积温减少，易出现氏温冷害。     

检测地面温度记录中的气候信号

利用最佳信号检测理论于１００年的地面温度资料中寻找与４个特定辐射强迫的气候响应。分析中所用的资料来源于地球上的３６个单元，而且被限定在０．０６～０．１３ｒ／ａ的频带（１６．６７～７．６９ａ）内。估算了气候对太阳变率、火山气溶胶、温室气体和人类活动产生的气溶胶的响应强度。最佳滤波器由一个用二维能量平衡模式（ＥＢＭ）计算出的信号波形组成。最佳权重是用地球物理流体动力学实验室（ＧＦＤＬ）和Ｍａｘ－Ｐｌａｎｋ研究所耦合的海气模式的１０００年控制试验和噪声强迫的ＥＢＭ１００００年控制试验计算得到的。作者还利用了ＧＦＤＬ混和层模式的１０００年试验。结果这４个独立的模式有合理的一致性。我们发现，垂直于其他信号的火山分量非常强，且很显著。与此类似，垂直于其他信号的温室气体分量也非常强且很显著。当所有４个气候强迫组合时，气候响应超过噪音水平的３个标准差。这些发现被认为是人类活动引起的气候变化的有力证据     

东亚地区小冰期气候的模拟

本文使用ECHO-G全球气候模式对1550～1850年的小冰期气候进行了300个模式年的模拟,着重分析了东亚地区小冰期的温度变化特征,并与目前所得到的小冰期气候重建结果进行了对比。结果表明,在考虑了太阳辐射、火山活动、CO2和CH4等主要气候影响驱动因子的条件下,较好地模拟出了东亚地区的小冰期气候特征,并与其它手段的气候重建结果相吻合,显示太阳活动和火山活动是小冰期气候形成的主要原因。     

中-意气候变化与气候变率学术研讨会在意大利召开

2006年11月28-29日,由意大利欧洲-地中海气候研究中心(国家火山-地球物理研究所,CMCC-INGV)与中国气象局国家气候中心联合举办的“中-意气候变化与气候变率学术研讨会”在意大利博洛尼亚市举行。以中国气象局副局长王守荣为首的中方代表团一行9人出席了研讨会。     

江西省冬季异常气候特征分析

引入异常度的概念,对江西省48a冬季气候进行分析,建立了冬季异常气候(干湿冷暖)划分的客观标准,并根据天气气候学原理对形成干湿冷暖异常冬季气候的成因进行了对比分析,得出了一些有意义的结果。这些结果在冬季气候预测中有参考价值。     

IAP-DecPreS年代际气候预测系统及其预报技巧

针对未来1~10 a气候状态的近期气候预测(年代际预测)是当前国际气候领域的研究热点。本文综述了中国科学院大气物理研究所发展的基于耦合气候系统模式的年代际气候预测系统IAP-DecPreS相关的研究进展。IAP-DecPreS系统的核心部分是耦合模式海洋分量初始化方案,“集合最优插值-分析增量更新”(EnOI-IAU)方案,该方案将集合最优插值(EnOI)和增量分析更新(IAU)结合起来,能够同化原始的海洋次表层温度廓线观测资料,对耦合模式进行初始化。系统的年代际回报试验表明,IAP-DecPreS对太平洋年代际振荡和大西洋多年代际变率的预测技巧与耦合模式比较计划第五阶段(CMIP5)技巧较高的模式相当。IAP-DecPreS系统被广泛应用于气候预测相关研究,包括火山气溶胶对年代际预测技巧的影响,全场同化和异常场同化两种不同的初始化方法对ENSO、印度洋偶极子模态和印度洋洋盆模态等的预测技巧的影响。最后,结合国际发展态势,对未来IAP-DecPreS的发展进行了讨论。