全球和中国区域近50年气候变化检测归因研究进展

回顾了近年来国内外对全球和中国区域气候变化的检测归因研究,主要集中在对20世纪中期以来温度、降水和主要极端事件变化的检测归因研究进展,而不涉及更长时间尺度历史气候变化的检测归因。分析表明,国际上近年来在气候变化检测归因研究领域发展迅速,从全球尺度气温变化的检测归因发展到区域尺度和多变量的检测归因。但在中国,虽然也有一些研究探讨了中国东部南涝北旱等发生的原因,但在以数理统计推断方法为基础的气候变化事实归因领域的研究仍然亟待加强。一些重要的问题,如中国不同区域的变暖、不同区域的变干或变湿的归因分析,以及这些因子和引起全球气候变化因子的异同等,都是迫切需要回答的科学问题。     

气候变化的归因与预估模拟研究

本文总结了近五年来中国科学院大气物理研究所在气候变暖的归因模拟与预估研究上的主要进展。研究表明,利用海温、太阳辐射和温室气体等实际强迫因子驱动大气环流模式,能够较为合理地模拟全球平均地表气温在20世纪的演变,但是难以模拟出包括北大西洋涛动／北极涛动和南极涛动在内的高纬度环流的长期变化趋势。利用温室气体和硫酸盐气溶胶等“历史资料”驱动气候系统模式,能够较好地模拟出20世纪后期的全球增暖,但如果要再现20世纪前期(1940年代)的变暖,还需同时考虑太阳辐射等自然外强迫因子。20世纪中国气温演变的耦合模式模拟技巧,较之全球平均情况要低;中国气候在1920年代的变暖机理目前尚不清楚。对于近50年中国东部地区“南冷北暖”、“南涝北旱”的气候变化,基于大气环流模式特别是区域气候模式的数值试验表明,夏季硫酸盐气溶胶的负辐射效应超过了温室气体的增暖效应,从而对变冷产生贡献。但现有的数值模拟证据,不足以说明气溶胶增加对“南涝北旱”型降水异常有贡献。20世纪中期以来,青藏高原主体存在明显增温趋势,温室气体浓度的增加对这种增暖有显著贡献。多模式集合预估的未来气候变化表明,21世纪全球平均温度将继续增暖,增温幅度因不同排放情景而异;中国大陆年均表面气温的增暖与全球同步,但增幅在东北、西部和华中地区较大,冬季升温幅度高于夏季、日最低温度升幅要强于日最高温度;全球增暖有可能对我国中东部植被的地理分布产生影响。伴随温室气体增加所导致的夏季平均温度升高,极端温度事件增多;在更暖的气候背景下,中国大部分地区总降水将增多,极端降水强度加大且更频繁发生,极端降水占总降水的比例也将增大。全球增暖有可能令大洋热盐环流减弱,但是减弱的幅度因模式而异。全球增暖可能不是导致北太平洋副热带－热带经圈环流自20世纪70年代以来变弱的原因。文章同时指出了模式预估结果中存在的不确定性。     

IPCC第五次评估报告关于气候变化影响的检测和归因主要结论的解读

本文对IPCC第五次评估报告第二工作组报告关于“观测到的气候变化影响的检测和归因”方面的主要结论和研究进展进行解读。自IPCC第四次评估报告以来,气候变化对自然和人类系统影响方面的证据不断增多,尤其新的或更有力的证据表明气候变化已经对许多自然系统（包括冰冻圈、水资源、海岸带以及生态系统）产生了确凿和广泛的影响。同时,在人类系统对气候变化的敏感性方面也搜集到了大量的新证据。尽管第五次评估报告在检测和归因的方法和涵盖内容等方面都有了明显进展,但目前的检测和归因研究在资料、概念和模型发展等方面仍存在着有待改进的缺陷和不足。     

气候变化的影响归因：来自IPCC AR6 WGⅡ的新认知

归因(Attribution)包括气候变化归因(Climate change attribution)、影响归因(Impact attribution)和天气敏感性识别(Identification of weather sensitivity)等三个方面。IPCC第六次评估报告第二工作组报告(AR6 WGⅡ)沿用了第五次评估报告第二工作组报告(AR5 WGⅡ)中关于气候变化影响归因的定义,认为气候变化影响归因评估气候系统变化对观测到的自然、人类或受管理系统变化的贡献程度。IPCC AR6 WGⅡ提出了在影响归因中构建“无气候变化基准期”(no-climate change baseline)的基本研究思路,总结了气候变化对陆地生态系统、海洋生态系统、海岸系统、水系统、食物系统、人类社会影响归因研究的重要进展。相比于AR5 WGⅡ,AR6 WGⅡ更加具体地描述了气候变化对自然、人类或受管理系统的影响程度,部分评估结论的信度也得到了提升,且在气候变化的社会影响方面给出了更多的证据。尽管气候变化影响归因方面取得了一定进展,但AR6 WGⅡ指出仍需要更多高质量的数据、更有效的气候变化影响量化...     

关于气候变化与荒漠化关系的新认知

IPCC于2019年8月7日通过了《气候变化与土地特别报告》决策者摘要,报告第3章评估了气候变化与荒漠化的关系,取得了一些新认识,包括全球旱地(dryland)和荒漠化的范围、荒漠化过程与影响因素、荒漠化的检测与归因、荒漠化对自然和社会经济系统的影响、荒漠化对气候变化的反馈、未来气候变化对荒漠化的影响与风险,应对荒漠化与适应和减缓气候变化的联系。在估计荒漠化变化、荒漠化变化检测与归因、荒漠化对自然和社会经济系统的影响、荒漠化对气候变化的反馈、应对荒漠化与适应和减缓气候变化联系方面还存在不足。这些评估结果对我国认识旱地和荒漠化范围的变化、影响荒漠化因素、荒漠化过程、荒漠化变化检测与归因,荒漠化对自然和社会经济系统的影响、荒漠化对气候变化的反馈、未来气候变化对荒漠化的影响与风险,以及防治荒漠化与适应和减缓气候变化方面等都有重要的启示。     

气候变化和人类活动对中国东部季风区水循环影响的检测和归因

水文循环过程受气候变化与人类活动的共同作用,区分气候内部自然变率与人类活动作用于水循环贡献对于增加气候变化的理解非常重要。本研究利用近期发展的考虑地下水取用水与灌溉影响的全球陆气耦合模式进行数值模拟,基于最优指纹法分析探讨中国东部季风区黄河、淮河、海河、珠江、长江、松花江流域水循环变化(地表温度、降水、径流、蒸散发)及归因。结果表明:大部分流域的地表温度年际变化在1965~2005年间检测到包括温室气体气溶胶人为排放、臭氧与土地利用变化产生的外强迫效应,显示在长期对于地表温度起主要作用的可能为上述强迫;1965~2005年降水年际变化仅在淮河及长江下游检测到上述强迫效应,且在长江下游效应占主导。在1965~1984年间,地表温度的年际变化在海河流域检测到由于地下水取水灌溉产生的外强迫效应,并且该效应占主导。在1982~2005年径流年际变化中,在淮河、长江下游及黄河下游处检测到了由于温室气体排放、气溶胶人为排放、臭氧变化及土地利用变化等产生的外强迫效应但无法有效分离,显示该信号在这些地区可能不为主导效应;1982~2005年间的蒸散发年际变化在珠江、长江下游同样检测到了上述强迫效应,并且该效应在长江下游占主导效应。     

中国气候变化的检测及预估

对近5a来中国科学家在气候变化的检测及预估等方面的研究工作及主要成果进行了总结:采用最新的器测时期资料和代用温度资料对中国地区近50a、100a的温度和降水变化规律进行再分析,初步重建了中国过去1000a的地表温度序列;对20世纪中国气候变化进行了检测,分析了中国气候变化的原因;预估了中国21世纪气候变化。结果表明:近百年中国气候变化的主要特征与全球气候变化的趋势一致。中国近百年增暖的幅度为0.5～0.8℃,比全球同期增温略高。近50a中国平均气温升高以北方为主,升温速率达0.8℃/10a,远大于北半球平均的升温速率。中国雨型的年代际变化明显,西北西部从20世纪80年代中降水明显增多,以新疆最为显著。中国东部则由70年代末以前的北涝南旱型转为以后的南涝北旱型。气候变暖后,中国的极端天气和气候事件的发生频率和强度也出现了变化。     

气候检测与归因的格兰杰检验法

 为揭示气候变化并探索其可能原因,引入了格兰杰因果检验法。在叙述其基本原理的基础上,对影响中国气温变化的若干因子进行了检验。论证了通过检验的因子与中国气温变化的可能物理联系,着重说明了二氧化碳增加对中国气温变化的影响,解释了我国增温滞后于全球气温变化的原因。由此证实格兰杰因果检验法是气候变化检测与归因的一种有用的新方法。通过计算和分析,证实了格兰杰检验法的可用性。     

气候检测与归因的格兰杰检验法

为揭示气候变化并探索其可能原因,引入了格兰杰因果检验法。在叙述其基本原理的基础上,对影响中国气温变化的若干因子进行了检验。论证了通过检验的因子与中国气温变化的可能物理联系,着重说明了二氧化碳增加对中国气温变化的影响,解释了我国增温滞后于全球气温变化的原因。由此证实格兰杰因果检验法是气候变化检测与归因的一种有用的新方法。通过计算和分析,证实了格兰杰检验法的可用性。     

Recent Studies on Attributions of Climate Change in China

Attributions of floods/cooler along the Yangtze River Valley and droughts/warmer in North China forthe last 25 years have been reviewed in this paper. Both natural climate variability and human activitiesare considered. Some stronger evidences contributed to the natural climate variability, such as decadal andinterdecadal variabilities of East Asian summer monsoon, the periodicities and transitions of rainfall andtemperature changes in China, abrupt climate change, NAO, AO, AAO, ENSO, …     

全球及中国区域气候变化预估研究主要进展简述

自IPCC评估报告发表以来,气候模式对未来气候变化的预估成为人们重视的问题。因此,本文回顾了IPCC前4次报告对全球未来气候变化预估的主要结论,并对全球及区域气候模式对中国地区的模拟和预估结果进行了分类总结,得出区域气候模式由于分辨率更高、对特殊地形的模拟能力更强,因此比全球气候模式的模拟和预估结果更准确;同时讨论了目前存在的问题及今后研究的方向。     

全球气候变化对我国气候安全影响的思考

依据政府间气候变化专门委员会 (IPCC) 第5次评估报告以及国内相关科学研究成果,使用最新的观测资料凝练了对全球气候变化的有关认识;从极端天气气候事件和气候承载力角度,分析了气候变化给我国带来的气候风险。研究发现:1961—2015年我国平均高温日数增加了28.4%,暴雨日数增加了8.2%。21世纪以来,登陆我国热带气旋的强度明显增加。在全球气候变暖的背景下,我国气候承载力将发生明显变化,未来面临的气候风险将加大。因此,保障我国气候安全,需要科学认识气候,提高气候风险意识; 主动适应气候,提高应对极端事件能力;努力保护气候,减缓气候变化的影响。     

Responsibility for Past and Future Global Warming: Uncertainties in Attributing Anthropogenic Climate Change

During the negotiations on the Kyoto Protocol, Brazil proposed a methodology to link the relative contribution of Annex I Parties to emission reductions with the relative contributions of Parties to the global-mean temperature increase. The proposal was not adopted during the negotiations but referred to the Subsidiary Body for Scientific and Technological Advice for consideration of its methodological aspects. In this context we analyze the impact of model uncertainties and methodological choices on the regionally attributed global-mean temperature increase. A climate assessment model has been developed to calculate changes in greenhouse gas concentrations, global-mean temperature and sea-level rise attributable to individual regions. The analysis shows the impact of the different choices in methodological aspects to be as important as the impact of model uncertainties on a region's contribution to present and future global temperature increases. Choices may be the inclusion of the anthropogenic non-CO₂ greenhouse gas emissions and/or theCO₂ emissions associated with land-use changes. When responsibility to global temperature change is attributed to all emitting Parties, the impacts of modeling uncertainties and methodological choices on contributions of individual Parties are considerable. However, if relative contributions are calculated only within the group of Annex I countries, the results are less sensitive to the uncertainty aspects considered here.     

国际气候变化研究趋势

以全球变暖为显著特征的气候变化现象引起了政府、公众和科学界的广泛关注。近年来,一系列极端气候事件更使气候变化成为一个全球性的重大议题。2009年哥本哈根会议中的争论表明,气候变化已经超出一般的环境或气候领域,是涉及到新的     

Climate Change and Global Wine Quality

From 1950 to 1999 the majority of the world's highest quality wine-producing regions experienced growing season warming trends. Vintage quality ratings during this same time period increased significantly while year-to-year variation declined. While improved winemaking knowledge and husbandry practices contributed to the better vintages it was shown that climate had, and will likely always have, a significant role in quality variations. This study revealed that the impacts of climate change are not likely to be uniform across all varieties and regions. Currently, many European regions appear to be at or near their optimum growing season temperatures, while the relationships are less defined in the New World viticulture regions. For future climates, model output for global wine producing regions predicts an average warming of 2 ^∘C in the next 50 yr. For regions producing high-quality grapes at the margins of their climatic limits, these results suggest that future climate change will exceed a climatic threshold such that the ripening of balanced fruit required for existing varieties and wine styles will become progressively more difficult. In other regions, historical and predicted climate changes could push some regions into more optimal climatic regimes for the production of current varietals. In addition, the warmer conditions could lead to more poleward locations potentially becoming more conducive to grape growing and wine production.     

全球闪电活动与气候变化

全球闪电活动与气候变化关系的研究正受到越来越多的重视,该文从卫星上观测到的全球闪电活动、闪电活动和全球电路对温度的响应,闪电和对流层上部水汽的联系,闪电和N0,等几方面进行了阐述,指出了闪电活动在气候变化研究中的重要性。同时,文中还对影响闪电活动和起电过程的热力动力作用以及气溶胶的作用等进行了分析。     

气候与气候系统研究进展

2011年,气候系统研究所在气候系统模式研发、陆面过程对我国气候的影响以及我国云南持续性干旱的成因等方面开展了深入研究,取得可喜的进展。     

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。     

美国皮尤全球气候变化中心“气候行动议程”

2006年2月8日,皮尤全球气候变化中心发表了美国第一个减少温室气体(GHG)排放的综合报告一气候行动议程(Agenda for Climate Action)。这项议程是为了应对全球气候变化而制定的一套可靠的行动计划。