SF6气体的辐射强迫和全球增温潜能的研究

IPCC(2007)指出, 六氟化硫(SF6) 作为臭氧消耗物质 (ODSs) 的部分替代物质, 近年来排放量大大增加。它作为控制排放的人造长寿命温室气体之一已经被列入《京都议定书》。但是, 目前在臭氧消耗物质替代品中, 对SF6的辐射强迫和全球增温潜能的研究较少, 而且所用的谱吸收资料陈旧。本文采用最新的分子吸收数据库HITRAN2004中的SF6的吸收截面数据, 利用Shi(1981) 的吸收系数重排法, 建立了SF6的相关k分布的辐射计算方案, 在此基础上研究了SF6在晴空大气下的辐射效率和全球增温潜能, 并首次计算了SF6的全球温变潜能, 与其全球增温潜能进行了比较。本文的研究表明: SF6的辐射效率为0.512 W/m2, 经过大气寿命调整之后的辐射效率为0.506 W/m2, 二者差别不大; 根据IPCC (2007) 给出的排放情景, 到2100年, SF6在大气中的体积分数将达到35×10-12～70×10-12, 引起的相应辐射强迫将在0.004～0.028 W/m2之间变化; 相对于二氧化碳的100年全球增温潜能为2.33×104, 比IPCC(2007)的结果大2.2%; 100年的持续排放的全球增温潜能为2.26×104, 与其他长寿命人造温室气体一道, 其对全球变暖的长期影响不容忽视。     

六种HFCs的辐射强迫与全球增温潜能

采用最新分子吸收数据集HITRAN2004中6种氢氟碳化物（HFCs）的吸收截面数据,建立了它们的相关K-分布的辐射计算方案,研究了这些长寿命温室气体浓度变化引起的辐射强迫,比较了它们的全球增温潜能。结果表明,从1750年到2005年由于这些气体浓度变化引起的总的辐射强迫约为0、0066Wm^-2,未来100a的辐射强迫结果说明它们对未来全球变暖的贡献不容忽视。     

CH4和N2O的辐射强迫与全球增温潜能

CH₄和N₂O作为主要温室气体,自工业革命以来排放量急剧增加,已经被列入《京都议定书》要求控制它们的排放。本文利用高光谱分辨率的辐射传输模式,计算了CH₄、N₂O在晴空大气和有云大气条件下的瞬时辐射效率和平流层调整的辐射效率,以及它们的全球增温潜能(GWP)和全球温变潜能(GTP),并根据模式结果拟合了CH₄和N₂O的辐射强迫的简单计算公式。本文的研究表明:CH₄和N₂O在有云大气下的平流层调整的辐射效率分别为4.142×10-4 W m-2 ppb-1和3.125×10-3 W m-2 ppb-1 (1ppb=10-9),经大气寿命调整后的辐射效率分别为3.732×10-4 W m-2 ppb-1和2.987×10-3 W m-2 ppb-1,与IPCC(2007)的相应结果高度一致。CH₄和N₂O 100年的全球增温潜能GWP分别为16和266;100年的脉冲排放的全球温变潜能GTPP分别为0.24和233;持续排放的全球温变潜能GTPS分别为18和268。它们在未来全球变暖和气候变化中,影响仅次于CO₂,仍然起着非常关键的作用。     

全球稳定增温1.5℃下北非夏季风降水的响应及其机理

利用第六次国际耦合模式比较计划(CMIP6)模式模拟结果,研究了21世纪末全球稳定增温1.5 ℃下北非夏季风降水的变化及机理。结果表明,全球稳定增温1.5 ℃较1985—2014年北非夏季风降水将增加0.26 mm/d,区域降水敏感度为4.8 ％/℃,且季风区北部降水增幅大于南部。基于水汽收支诊断发现热力项对季风区总降水增加作用明显,动力项对降水空间变化起重要作用。进一步分析当地水汽条件及相应环流场发现:在热力上,相对于1985—2014年,稳定增温1.5 ℃加强了北非地区表面温度及低层水汽输送,有利于当地维持更高的大气可降水量。在动力上,稳定增温1.5 ℃下显著的撒哈拉沙漠增温加大了海陆温度梯度,增强了对流层低层季风环流,同时非洲东风急流北移,使得季风区北部低层气流辐合加强,而高层热带东风急流减弱会导致季风区高层辐散运动减弱。总的来说,热力项增加了整个季风区降水,而动力项增强了季风区北部降水,减弱南部降水,主导了降水变化的空间格局。     

赤道东太平洋海温长期变化中的突变现象及其与全球增温的同 …

运用１８５４～１９９０年的冬季海温资料,对赤道东太平洋海温的年际及年代际变化进行分析,并运用滑动ｔ－检验方法对其突变性进行了讨论,发现赤道东太平洋海温具有三次突变增温过程,分别发生在上世纪末,本世纪２０年代和５０年代,另外,通过求滑动相关系数,发现赤道东太平洋海温与全球其他地区海温变化的相关性具有显著的年代际的阶段性,通过对比及相关分析,发现全球增温与赤道东太平洋的增温具有显著的同步性,在年际及年     

全球增温潜势和全球温变潜势对主要国家温室气体排放贡献估算的差异

全球增温潜势（GWP）和全球温变潜势（GTP）是目前常用的温室气体增温能力的通用指标。如果用GTP代替GWP,1990-2005年,欧盟、美国、日本、加拿大和南非温室气体排放所占份额增加,而巴西、澳大利亚、中国、印度、墨西哥和俄罗斯所占份额减少;2015-2030年,欧盟、美国、日本、中国所占份额将增加,而俄罗斯、加拿大、澳大利亚、印度、墨西哥和巴西所占份额会减少。用GTP代替GWP后,巴西、澳大利亚等国所占份额减小,而欧盟所占份额增加,这可能是巴西、澳大利亚等国考虑尽早采用GTP代替GWP而欧盟反对的一个重要原因。     

全球变暖过程中海陆增温差异特征研究进展

全球变暖过程中,陆表平均升温幅度显著大于海表,即海陆增温差异现象。随着全球气温持续升高,海陆气温增幅的差异不断增大,但海陆增温比基本保持恒定,海陆增温比最大出现在中高纬地区。本文总结了全球变暖过程中海陆增温差异现象的研究现状,从气候系统对温室气体等外强迫的瞬时响应和平衡态响应两个角度介绍海陆增温差异的形成机制。结果表明:海陆热容量差异是海陆增温差异形成的原因之一,而大气湿度与垂直减温率反馈是造成海陆增温差异的主要原因,且海表温度强迫和植被蒸腾、地表蒸发、云量、降水和相对湿度的变化对海陆增温差异的形成有一定贡献。模式模拟的海陆增温比与观测结果基本一致,但在北半球中高纬度地区被严重低估,这可能与常绿针叶林扩张引起的反照率反馈和阻塞高压与海陆热力差异之间的反馈有关。     

赤道东太平洋海温长期变化中的突变现象及其与全球增温的同步性

运用１８５４～１９９０年的冬季海温资料,对赤道东太平洋海温的年际及年代际变化进行分析,并运用滑动ｔ－检验方法对其突变性进行了讨论,发现赤道东太平洋海温具有三次突变增温过程,分别发生在上世纪末、本世纪２０年代和５０年代。另外,通过求滑动相关系数,发现赤道东太平洋海温与全球其他地区海温变化的相关性具有显著的年代际的阶段性。通过对比及相关分析,发现全球增温与赤道东太平洋的增温具有显著的同步性。在年际及年代际尺度场均表现出较强的正相关。     

全球气候变暖的检测及成因分析

文章对近年来有关全球气候变暖中一些问题的研究进展作了总结,主要结论如下：全球平均地面气温在过去一百年来上升0.5℃。80年代是近百年来最暖的10年。90年代初继续变暖。1990年是近百年来最暖的一年。1991年仅次於1990年。但是近百年气候变暖的幅度仍未超过自然变率。近千年中,中世纪暖期（900—1300年）的温暖程度就可能与20世纪相当,而小冰期（1550—1850年）气温则可能比20世纪低1.0—1.5℃。已经证实,对几十年到几百年尺度,太阳活动强时太阳总辐射也强,但变化幅度尚待进一步确定。强火山爆     

北京最高和最低气温的非对称变化

运用１９４０年以来北京各个月历年逐日最高和最低气温以及年平均气温资料，研究其总变化趋势和年际变化，结果表明：１月份最低气温的线性增加率为４．０８℃／１００ａ；７月份最高气温以－０．２４５℃／１００ａ的递减率线性降低。其结果导致日较差减小。另外揭示了对研究全球增暖有重要意义的事实：１９４０年代增暖主要在白天，１９８０年代增暖主要在夜间。     

日光温室中加扣小拱棚的温湿度效应

利用2013年1-2月河北省清河县日光温室中加扣小拱棚后温湿度观测资料和气象站观测资料,采用数理统计法,对不同天气条件下小拱棚温湿度变化特征和温湿度效应进行分析。结果表明：在晴天、少云-多云天气条件下小拱棚内日最高气温分别达30.0 ℃和25.0 ℃以上,且分别比小拱棚外高1.3-6.6 ℃和1.0-4.5 ℃;在晴天、少云-多云天气条件下小拱棚内日最低气温分别为4.0-11.0 ℃和6.0-14.0 ℃,比小拱棚外高0.0-1.5 ℃。小拱棚内日最小空气相对湿度为50%左右,比小拱棚外高2%-11%,日最大空气相对湿度与小拱棚外持平或略高;小拱棚内0.0 m气温和空气相对湿度日变化幅度均小于小拱棚内0.5 m。连续寡照天气时,小拱棚内气温为5.0-15.0 ℃,空气相对湿度全天为85%以上,温度、湿度变化幅度小且与小拱棚外接近或略高。总体来讲,日光温室加扣小拱棚在晴天或少云-多云天气时具有较好的增温保湿效果,但在寡照天气时增温效果不明显。温室中小拱棚内和小拱棚外温度差、湿度差在白天尤其中午前后较大,而在夜间内外相差较小或无差异。在管理上,应注意预防晴天中午前后小拱棚内温度过高引起的灼伤和寡照天气时低温高湿引起的冻害和病害。     

区域气候模式对温室效应引起的中国地区气候变化的数值模拟

利用基于 ＲｅｇＣＭ２的区域气候模式并单向嵌套澳大利亚 ＣＳＩＲＯ Ｒ２１Ｌ９全球海－气耦合模式，进行了温室气体二氧化碳浓度倍增对中国气候变化影响的数值试验研究。控制试验结果表明：区域模式由于具有较高的分辨率，因而对中国区域地面气温和降水的模拟效果较全球模式有了较大提高；模式对 ２×ＣＯ２敏感性试验结果表明了在 ＣＯ２浓度倍增情况下，由于温室效应，中国区域的地面气温将有明显升高，降水也将呈增加趋势。     

Change of tropical cyclone heat potential in response to global warming

Tropical cyclone heat potential (TCHP) in the ocean can affect tropical cyclone intensity and intensification. In this paper, TCHP change under global warming is presented based on 35 models from CMIP5 (Coupled Model Intercomparison Project, Phase 5). As the upper ocean warms up, the TCHP of the global ocean is projected to increase by 140.6% in the 21st century under the RCP4.5 (+4.5 W m^-2 Representative Concentration Pathway) scenario. The increase is particularly significant in the western Pacific, northwestern Indian and western tropical Atlantic oceans. The increase of TCHP results from the ocean temperature warming above the depth of the 26°C isotherm (D26), the deepening of D26, and the horizontal area expansion of SST above 26°C. Their contributions are 69.4%, 22.5% and 8.1%, respectively. Further, a suite of numerical experiments with an Ocean General Circulation Model (OGCM) is conducted to investigate the relative importance of wind stress and buoyancy forcing to the TCHP change under global warming. Results show that sea surface warming is the dominant forcing for the TCHP change, while wind stress and sea surface salinity change are secondary.     

American evangelicals and global warming

American evangelicals have long played a significant role in American culture and politics. Drawing from a nationally representative survey, this article describes American evangelicals’ global warming risk assessments and policy preferences and tests several theory-based factors hypothesized to influence their views. American evangelicals are less likely than non-evangelicals to believe that global warming is happening, caused mostly by human activities, and causing serious harm, yet a majority of evangelicals are concerned about climate change and support a range of climate change and energy related policies. Multiple regression analyses found that the combination of biospheric, altruistic, and egoistic value orientations is a more significant predictor of evangelicals’ risk assessments and policy support than negative affect, egalitarian or individualistic worldviews, or socio-demographic variables.     

未来50年中国气候变化趋势的初步研究

文章比较了各种气候模式对温室效应的估计,及其可能对中国气候的影响。分析和预测了太阳活动与火山活动的长期变化,在此基础上估计了未来可能产生的自然气候变化。结果表明,在未来50年中太阳活动和火山活动均可能使气候变冷。因此,可能在一定程度上抵消因温室效应加剧而产生的变暖。但在2010年之后,温室效应可能逐步占据主导地位,到2030年全球平均气温可能比1961～1990年平均上升0.6℃以上,东亚地区的增温,可能比全球平均稍强。气候变暖后,东亚地区降水可能增加。但在我国北方,夏季干旱程度可能加大。     

东亚夏季海陆热力对比对全球变暖的响应

利用耦合模式比较20世纪气候模拟试验和21世纪SRES(Special Report on Emissions Scenarios)A1B情景气候预估试验结果,探讨了东亚区域海陆热力对比对全球变暖的响应。首先通过超级集合方法,重建了20世纪40a(1960—1999年)和预估了21世纪40 a(2020—2059年)东亚地区的海陆热力对比;在此基础上,分析了东亚夏季海陆热力对比的过去40 a的变化特征及其未来的可能变化趋势。结果表明,超级集合的方法能够有效地降低单个模式存在的不确定性,其结果优于多模式的算术平均结果。利用超级集合方法能够很好地再现1960—1999年间海陆热力差指数的变化特征,并且有效地降低与再分析资料的均方根误差。进一步分析发现,陆面温度在全球变暖背景下变化较明显,尤其在华南地区存在显著增温;而东亚大陆季风区,存在明显的降温趋势。利用超级集合方法预估未来海陆热力对比的结果表明,在2040年前存在较强的海陆热力差,而2050后海陆热力对比有减弱趋势。     

全球谱模式不同垂直分层对数值预报影响的敏感性试验

本文用σ-坐标原始方程全球谱模式,对1979年1月23日和6月14日两个个例,采用3种不同的垂直分层方案,进行了敏感性试验.通过对高度场均方根误差的分析,发现15层模式对北半球冬季预报效果的改进最明显.当其降低模式最高层高度和减少垂直分辨率时,预报误差首先从模式上层出现,然后影响到对流层中、下层.并指出南、北半球,冬、夏季不同层次上的预报对模式垂直分层的敏感性存在有差异,对南、北半球,冬、夏季的预报可采用不同的垂直分层模式. 南、北半球,冬、夏季预报敏感性差异的产生同行星尺度波动的水平感热通量的垂直分布、行星尺度波动能量的垂直输送特征有关.