土地利用和土地覆盖变化对气候系统影响的研究进展

土地利用和土地覆盖变化（LUCC或LULCC）不仅对人类赖以生存的地球环境有重要影响,同时与人类福祉密切联系。人类活动对气候的强迫不仅包括温室气体排放导致的气候变暖,还通过直接改变地表物理性状以及间接改变其他生物地球物理过程和生物地球化学过程等对气候系统产生深刻影响。作者在此认识的基础上回顾了LUCC对气候系统影响的研究历史,结合新近的研究结果归纳了诸如森林砍伐、城市化、修坝等LUCC活动在区域和全球尺度的气候效应。LUCC具有高度的空间异质性,因此气候系统对它的反馈也具有明显的空间差异。由于全球平均后变化幅度相对区域上的小,LUCC对区域气候影响显著,而对全球气候影响不明显。它对区域气候的影响取决于反照率、蒸散发效率和地表粗糙率等变化的综合效应：在热带地区LUCC主要引起温度升高,在高纬度地区使温度下降。在全球尺度上LUCC导致气候的变暖主要通过减少蒸散发和潜热通量引起陆表水循环的改变,其次通过改变地表反照率导致辐射强迫改变。最后指出目前LUCC在气候变化学科中的研究所存在的问题。在此基础上提出了未来的研究首先需要评估的3个气候指标,并提倡多学科间的相互合作。     

地表面物理过程与生物地球化学过程耦合反馈机理的模拟研究

利用大气—植被相互作用模式（AVIM）研究地表面物理过程与生物地球化学过程耦合的机理和实现方法,其基础是植物与非生物环境之间物质和能量交换等物理过程影响植物的生理生长过程,使得植被宏观形态和相应的地表的动力学参数上发生显著变化,又反过来作用于植被与大气、土壤之间的物理交换过程。这种气候与生物圈双向反馈过程是在季节和年际时间尺度上的主要相互作用机理。应用AVIM于内蒙古半干旱草原,模拟了在大气状况强迫下,草原生态系统初级生产力,植被与大气之间CO2、潜热和感热的交换,揭示了地表物理和生物学过程耦合反馈机理。     

气候变率的性质

气候变率不仅起因于复杂的大气动力学特征,而且也由于大气、海洋、生物圈、冰雪圈等的反馈作用。一些外部因素,例如太阳变化,火山爆发和人为产生的污染也会影响气候。观测到的变化在时间尺度上从每天的天气波动直到温度、降水和大气坏流的十年期变化。长期变化包括平均状况和变率两方面的变化,如果不考虑全球状况,除对非常短的时间尺度外,是不能认识天气和气候的局地和区域变化的。本文用已经观测到的气候变化的一些例子来阐述上述看法,讨论了气候预报的可能性。对地球复杂气候系统认识的改进是进行实用的气候预报的先决条件,而且,显然需要更进一步的观测和模拟研究。     

气候及其环流因子对地球自转速度变化的若干响应

本文揭示了一系列事实,说明气候及其环流因子与地球自转速度变化有关,同时阐明了两者相互联系的物理原因。最后,作者论述了地球自转速度变化影响天气气候的空间特征和时间尺度。     

根据孢粉分析推断上海地区近六千年以来的气候变迁

气候变迁是一个引人关心的问题,也是一个复杂的问题。气候也和其他自然现象一样,处于时刻的变化之中。正如恩格斯所指出:“整个自然界,从最小的东西到最大的东西,从沙粒到太阳,从原生物到人,都处于永恒的产生和消灭之中,处于不断的流动中,处于无休止的运动和变化中。”气候也遵循这一自然界的普遍规律,处于无休止的运动和变化中。几亿年的地球气候是以温暖和寒冷交替变化,人类出现以后地球气候也是处于不断的变化之中。     

云对气候的影响

1.引言全球云分布是形成地球气候的一个主要因素,它影响地-气系统的能量和水份交换。云覆盖全球近50％的天空,在平均地球反照率中所起的作用约占2/3。Arakawa(1975)曾总结过云及其有关的物理过程影响气候的基本方式。云影响水份和辐射的垂直交换,水份和能量的水平交换。     

新一代全球卫星观测系统(EOS)概述

1　引言众所周知 ,因自然因子和作用所引起的变化在地球 4 5亿年的历史长河中只是一个常数。地球轨道效应、地质作用、生物过程和反馈系统 (由能量、质量和动量间非线性动力变化驱动 )以通量形式不断维持着地球气候。有时这些自然气候变化会对人类产生反作用 ,如果想较好地了解和预计它们的开始 ,使其更接近科学事实 ,并设法减轻其对人类生活环境的影响 ,就应该对这些反作用进行深入而细致的研究。近在公元 1 40 0年 ,小冰期平均温度在两个世纪期内约降低了 1 5℃ ,这使欧洲居民放弃了在格陵兰的居住。而在上个世纪 ,我们已经看到全球温…     

土地利用变化对气候影响的研究进展

为满足人类对食物、纤维、水和居住地的需求,全球土地利用格局发生了巨大的变化,IPCC 第四次评估报告（IPCC,2007）指出土地利用变化是人类影响气候的重要强迫之一。土地利用变化对气候的影响分为生物地球物理作用和生物地球化学作用。分别对有关生物地球物理作用和生物地球化学作用的研究进展以及研究热点进行了综述;并从定量评估两者对气候影响的相对贡献以及两者共同效应的角度,回顾了辐射强迫计算和耦合模式数值模拟两种方法的研究进展,及其在森林恢复、人工造林以及碳封存等气候变化应对措施可行性评估中的应用。最后分析和展望了当前土地利用变化对气候影响相关研究中的不确定性以及未来发展方向。     

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。     

《生态气候学:概念与应用(第二版)》评介

生态气候学将生态学和气候学的相关领域进行交叉集成研究,有望弥合气候学和生态学两个学科之间的鸿沟,特别有助于气候学领域的研究人员理解如何在气候模式中利用植被过程数据。北京师范大学延晓冬教授等翻译的《生态气候学:概念与应用(第二版)》(气象出版社,2017年出版),是一本令人印象深刻的书,原著Ecological Climatology:Concepts and Applications(Second Edition)于2 0 0 8年由C a m b r i d g e University Press出版。该书的作者Gordon B.Bonan是NCAR(美国国家大气研究中心)的高级研究员,主要研究方向为陆地生态系统与气候的交互。该书作为Bonan的代表作,把生态学和气候学的相关领域合并成生态气候学交叉集成研究,涵盖了生态学、气候学领域的诸多方面内容,如生态特征、植被与气候的交互作用、水与能量平衡、植物过程(如光合作用和植被冠层过程)。本书引入了一个跨学科的框架来理解陆地生态系统和气候变化之间的相互作用,回顾了基本的气象、水文和生态概念,介绍了陆地生态系统影响气候和受气候影响的物理、化学和生物过程。特别地,这本书的关键主题是陆地生态系统(特别是森林生态系统)如何对气候产生影响。这一主题与过去人们普遍认为的“气候影响生态系统的功能和结构”形成了鲜明的对比。与第一版相比,在第二版中,作者采用的写作风格更加通俗易懂。在每一章的结尾都提供了习题,答案可以在互联网上找到。这些习题可以很好地测试读者对每一章的理解程度。本书包括七个部分,一共30章。第一部分(第2~3章)介绍了地球系统及其组成(大气圈、水圈、冰冻圈等)、全球循环。第二部分(第4~8章)深入研究了全球物理气候学,包括对地球气候、气候变异和气候变化机制的研究。第三部分(第9~10章)是关于土壤过程的,包括土壤物理和土壤生物地球化学。第四部分(第11~15章)介绍了水文气象学,从基础知识(比如陆地水循环和流域水文)开始,然后引出主题(地表能量通量和湍流通量)。     

变化着的地球大气

地球自其形成以来,是不断运动和不断变化着的。包围着地球的大气圈也是在不断运动和变化着。大气运动就是指各种不同规模的大气环流及其所引起的天气、气候现象;大气变化是指大气圈与地球表层及宇宙空间之间进行的物质交换(物理的和化学的)而引起的大气成分变化。大气成分的变化可以影响大气运动,也会给生息在地球上的包括人类的各种生物生存条件带来难以预测的后果。这就是当前各国政府和有识之士大声疾呼要求保护地球大气的缘故。根据探测技术对行星大气的了解,地球大气的构成在我们的太阳系中是独一无二的。但对地球上原始物质的分析后,有充分     

适应极地快速变化海冰模式的研发与挑战

极地海冰是地球气候系统的重要组成部分,也是气候环境变化的指示器和放大器.极地海冰复杂的多尺度物理过程和极地观测资料的匮乏,给海冰模式的研发带来了巨大的挑战.在过去的半个多世纪中,大气-海冰-海洋的复杂相互作用和冰内物理过程在海冰模式中的数学描述取得了重大的进展,但海冰模式对一些重要物理过程的描述仍很不完善,尤其是近年来...     

地极移动对气候变化的影响及其在气候预测中的应用

地极移动与地球自转、地球重力都属于地球物理因素,亦称地学因素。这一类因素产生于地球,并受地球的构造及其运动的特点所制约。地极座标是在不断变化的,围绕某一“平均极”描述螺旋状的复杂曲线。地极移动主要     

气候的物理基础

1.引言一般人认识的气候是平均天气,或许补充一些极端事件或反常事件出现的情报,这一概念也为科学家所采用。但是天气指的是风、云、降雨及温度等这些人们所熟知的现象逐日变化过程,而气候则指的这些现象较长时期的统计结果。因此一个特定地方的气候为所取的天气平均的时段所决定,不同时段,如每年、每十年或每一百年其结果一般是不一样的。因此,从一般意义上讲,气候的物理基础包括天气的物理基础,但除大气平均动态之外,气候的科学定义也包括海洋的平均动态、世界性冰块(ice mass)的动态和陆地表面及其植被的条件或状态。因此,造成气候变化的可能机制的范围是相当宽广的,所观测到的过去气候的变化表示出整个气     

气候变化对洪湖湿地的影响研究

正引言湖泊湿地具有调蓄洪水、保护生物多样性等生态价值,对于调节气候、供水(蓄水)、水产业、航运等具有经济价值。在全球气候变化背景下,区域气温及降水条件等也发生着明显的变化,对湿地水文、生物地球化学过程、水质与水循环、湿地能量平衡与湿地生态功能等产生较大的影响。本项目以长江中游典型湖泊湿地——洪湖为例,通过分析过去50年洪湖湿地气候、水文与生态系统发展变化过程及湿地生态     

短期气候预测及其有关非线性动力学的进展

短期气候预测及其有关非线性动力学的进展丑纪范（中科院院士，北京气象学院教授）气候问题最近非常热门，最重要的变化我理解是观念的转变。气候概念本身，八十年代以来有很大的变化。原来的气候是静态的概念，一个地方的气候是指一个地方多少年平均的状况，地球上可以分...     

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。     

全球变化中海洋大气相互作用过程的研究

海气相互作用的研究早就引起世界科学团体的极大关注。但是,以往的研究,以至目前正在进行的许多重要的国际计划,主要集中于作为物理问题或地球物理问题的海气相互作用过程。它不可能揭示出存在着交叉的物理、化学和生物过程的海气相互作用的奥秘,及其在全球变化中的作用。     

From climate science to climate economics: Nobel Laureate Hasselmann's interdisciplinary research北大核心CSCD

自然科学家Klaus Hasselmann在气候科学领域做出了杰出贡献。2021年瑞典皇家科学院授予他诺贝尔物理学奖,以表彰他在“地球气候的物理建模、量化变化并可靠预测全球变暖”方面的贡献。气候系统是一类复杂物理系统,随机和无序中蕴含着可预测性。     

海洋碳循环与全球气候变化相互反馈的研究进展

海洋作为地球上一个主要吸收二氧化碳的汇,储存大量的二氧化碳.海-气间的二氧化碳交换,使得海洋中碳对气候产生反馈作用,从而影响着大气中CO2的浓度,甚至影响到全球气候的变化.本文主要介绍了海洋碳循环的过程,以及海洋碳循环过程对气候的反馈作用.