为IPCC第五次评估报告提供的全球气候模式预估

IPCC自1990年到2007年的4次评估报告都进行了未来气候变化预估,唱主角的一直是全球气候模式.从对未来气候变化的预估,到气候变化影响和对策评估研究,全球模式起了主导作用.因此,关注全球气候模式预估动态对第五次评估报告是非常重要的一个环节.     

5个IPCC AR4全球气候模式对东北三省降水模拟与预估

利用IPCC AR4中5个全球气候模式数据集和中国东北三省162个站降水实测资料,评估5个全球气候模式和多模式集合平均对中国东北三省降水的模拟能力,并对SRES B1、A1B和A2三种排放情景东北三省未来降水变化进行预估。结果表明：全球气候模式能较好再现东北三省降水的月变化,但存在系统性湿偏差;多模式集合平均能较好模拟东北三省年降水量的空间分布,但模拟中心偏北,强度略强,模式对东北三省夏季降水的模拟效果优于冬季降水;预估结果表明,三种排放情景下21世纪中前期和末期东北三省降水均将增多,21世纪末期增幅高于21世纪中前期,冬季增幅高于其他季节;就排放情景而言,SRES A1B和A2排放情景增幅相当,高于B1排放情景增幅;不同排放情景东北三省降水量增率分布呈较一致变化,A2排放情景下,增幅最显著的辽宁环渤海地区年降水量在21世纪中前期将增加7%以上,21世纪末期将增加16%。     

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。     

IPCC第五次评估报告全球和区域气候预估图集评述

正与以往4次IPCC评估报告~①相比,第五次评估报告(AR5)增加了附录一:"全球和区域气候预估图集"~([1])。该图集是AR5的特色之一,它利用国际耦合模式比较计划第五阶段(CMIP5)~([2])全球气候模式的部分数据,给出了一系列全球和区域气候变化的图形。这些图形显示了全球和若干不同次大陆尺度区域在不同季节的表面气温变化和降水相对变化     

长期气候变化——IPCC第五次评估报告解读

<正>IPCC第五次评估报告(AR5)~①中关于长期气候变化的预估主要基于全球耦合模式比较计划第五阶段(CMIP5)的46个地球系统模式结果,在对模式、情景及不确定性介绍的基础上,给出了21世纪及其后更远时期的气候变化预估结果。与第四次评估报告(AR4)及全球耦合模式比较计划第三阶段(CMIP3)不同的是,AR5预估所使用的温室气体排放情景为典型浓度路径(RCP,AR4主要使用的是SRES),但在相似温室气体浓度的情况下,两者给出的未来气候变化结果差别不大。     

用于IPCC第四次评估报告的气候模式比较研究简介

2005年3月1～4日,IPCC第四次评估报告气候模式比较会议（Workshop on Analyses of Climate Model Simulations for the IPCC AR4）在夏威夷举行。此次会议的主要目的是提交最新IPCC试验的初步比较结果,为IPCC第四次评估报告作准备。笔者在此对该会议中提交的科学结论做一简要介绍。     

CMIP5多模式集合对江苏省气候变化模拟评估及情景预估

利用中国气象局所属的2 400余个台站观测资料制作的分辨率为0.25°×0.25°数据集中的气温、降水量资料评估了CMIP5中17个模式对于1961—2004年江苏省气温和降水量空间分布特征的模拟能力,筛选出了5个对江苏省气候特征模拟较好的模式。之后基于5个优选模式集合平均的结果预估了3种典型浓度路径(Representative Concentration Pathways,RCPs)下江苏省2006—2100年的气温和降水量变化趋势。结果表明:(1)全球耦合气候模式对江苏省的气温和降水量空间分布特征具有一定的模拟能力,并且模式集合平均的气温和降水量与观测资料的空间相关系数分别为0.85和0.93;(2)在低浓度路径(RCP2.6)、中浓度路径(RCP4.5)和高浓度路径(RCP8.5)3种温室气体排放情景下,江苏省2006—2100年的地表温度均呈现明显的增温趋势,并且苏北的增温幅度要高于苏南;(3)3种温室气体排放情景下,江苏省未来百年降水量均呈现出北方增多南方减少的趋势;(4)未来百年江苏省降水量随气温变化的趋势并不稳定,RCP2.6和RCP4.5情景下降水量随气温的升高而增加,而RCP8.5情景下降水量随气温的增加而减少。     

CMIP5气候模式对中国未来气候变化的预估和应用

气候模式是研究气候系统和气候变化的有力工具,其模拟结果是进行气候预测和气候变化风险评估的重要数据基础。随着全球气候变暖速度加快,地表生态环境、水文动态循环过程、社会经济发展等都受到其影响,进而影响到人类的生产和生活。利用气候模式对未来气候变化特征进行评估和预测,可为人类调整发展策略以适应气候变化提供科学依据。通过汇总CMIP5(Coupled Model Intercomparison Project Phase 5)模式在气候变化方面的相关研究,综述了CMIP5气候模式在农业生产、水文动态监控以及其他领域中的应用,最后指出了CMIP5气候模式在模拟预估未来气候变化上存在的不足,并展望了CMIP5气候模式在未来的应用。     

基于IPCC A1B情景的中国未来气候变化预估:多模式集合结果及其不确定性

利用耦合模式比较计划(CMIP3)提供的20世纪气候模拟试验(20C3M)及A1B情景预估试验,讨论了全球增暖情景下21世纪中期中国气候的可能变化。结果表明,A1B情景下,中国夏季降水变化在-0.1～1.1mm/d,冬季降水变化在-0.2～0.2mm/d。模式对降水变化的预估存在较大不确定性。无论冬夏,预估的全国表面气温都将升高,升温幅度在1.2～2.8℃;随纬度升高,增暖幅度相应增大。模式对表面气温变化的预估能力强于对降水变化的预估能力。在A1B情景下,东亚夏季风增强,而冬季风则略为减弱,东亚夏季风雨带到达最北后南撤的时间较之20C3M滞后约一个月。     

IPCC AR4多模式对海河流域气候模拟能力的评估及预估

根据海河流域1961-2010年气象观测资料,检验IPCC AR4中全球气候模式和多模式集合的模拟能力,并预估未来2011-2050年气候变化的可能趋势,结果表明:全球气候模式以及多模式集合对海河流域都具有一定的模拟能力,其中MIUB_ECHO_G模式和多模式集合具有相对较好的模拟能力.海河流域气温和降水未来情景预估表明:气温整体呈现增加趋势,尤其是A1B情景下各模式的年升温率均高于全国水平;未来降水也呈现增加趋势,在A1B和B1情景下,各模式都为夏季降水增加显著.A2情景下,春季时各模式降水均增加显著,A1B情景下,MIUB_ECHO_G模式模拟在2013年出现突变,降水量出现显著增长,A2情景下,MIUB_ECHO_G模式和多模式集合模拟的降水量则是在2031年和2001年出现突变,出现显著增长.     

对IPCC第六次评估报告中有关干旱变化的解读

政府间气候变化专门委员会（IPCC）于2021年8月发布了第六次评估报告（AR6）自然科学基础卷的决策者摘要,主要对自2013年第五次评估报告（AR5）以来的气候变化科学研究进展进行了系统的评估,并使用新一代气候模式在新的共享社会经济路径情景下对未来气候变化进行了预估。本文基于AR5和AR6相关章节素材,解读了干旱变化的评估结论。     

IPCC AR4气候模式对东亚夏季风年代际变化的模拟性能评估

文中使用多种观测资料和分类的方法评估了IPCC AR4(政府间气候变化委员会第4次评估报告)气候模式(亦称Coupled Model Intercomparison Program 3, CMIP3)对东亚夏季风降水与环流年代际变化的模拟性能.结果表明,在评估的19个模式中,有9个模式可以较好地再现中国东部地区多年平均降水场,但仅有3个模式(第1类模式)可以较好地对东亚夏季风降水的年代际变化作出模拟,这3个模式是:GFDL-CM2.0、MIROC3.2(hires)和MIROC3.2(medres),其中模式GFDL-CM2.0具有最好的模拟性能.进一步的分析表明,大部分模式对东亚夏季风变化模拟能力的缺乏是因为这些模式没有抓住东亚夏季风降水变化的主要动力和热力学机制,即东亚地区在过去所出现的大范围对流层变冷和变干.而第1类模式由于较好地再现了东亚地区垂直速度场(动力学因子)和水汽场(热力学因子)的变化特征,因此较好地模拟出中国东部南涝北旱的气候变化特征.本文的评估清楚地表明,当选择不同模式进行集合时,模式对某一研究变量的模拟性能好坏极大地影响了集合的结果.当模拟性能较好的模式在一起进行集合时,所得到的结果更加接近于真实的观测结果.就特定的研究变量而言,这种集合更加优于将可得到的所有模式进行集合.这说明,虽然多模式集合一般优于单个模式的结果,但应考虑使参与集合的模式对所研究变量具有一定的模拟能力.     

IPCC AR6报告解读：未来的全球气候——基于情景的预估和近期信息

依据IPCC第六次评估报告（AR6）第一工作组报告第四章的内容,对未来全球气候的预估结果进行解读。报告对21世纪全球表面气温、降水、大尺度环流和变率模态、冰冻圈和海洋圈的可能变化进行了系统评估,并对2100年以后的气候变化做了合理估计。评估指出全球平均表面气温将在未来20年内达到或超过1.5℃,平均降水也将增加,但随季节和区域而异,同时变率将增大。大尺度环流和变率模态受内部变率影响较大。到21世纪末,北冰洋可能出现无冰期;全球海洋会继续酸化,平均海平面将持续上升,百年内上升幅度依赖不同排放情景,都在2100年后继续升高。在最新的评估中采用多种约束方法,减小了预估不确定性的范围。AR6对于低排放情景以及“小概率高增暖情节”的关注为应对气候变化提供了更多、更完整的信息。综合报告的评估结果指出,未来需要进一步减小区域,特别是季风区气候预估的不确定性,并从科学研究和模式发展两方面加强我国气候预估能力的建设。     

IPCC AR6报告解读：人类活动对气候系统的影响

2021年8月9日,IPCC发布了第六次评估报告(AR6)第一工作组报告,报告第三章“人类活动对气候系统的影响”定量评估了人类活动对气候系统的影响程度以及气候模式对观测到的平均气候、气候变化和气候变率的模拟性能。报告基于气候系统的多个圈层变量的综合评估明确指出,毋庸置疑的是,自工业化以来人为影响已经使大气、海洋和陆地升温;支撑本次评估的国际耦合模式比较计划第六阶段（CMIP6）气候模式模拟的大多数大尺度气候指标的近期平均气候,相比前一次评估报告（AR5）中的CMIP5模式结果有所改进。报告在更广泛的领域和区域提供了更多证据表明气候系统中的人类活动影响,但受制于观测、模式与过程认知的不足,在大气、海洋、冰冻圈、生物圈及气候变率模态的多个指标变化中人为影响的贡献方面仍然存在不确定性甚至缺少研究。     

IPCC AR6报告关于气候变化适应措施的解读

适应举措对降低人类和生态系统的气候变化风险有着积极的影响。IPCC第六次评估报告（AR6）第二工作组（WGII）报告全面评估了适应的可行性和有效性,深入评估了适应局限性和不良适应。报告认为,个人、地方、区域和国家各级的适应行动都在增加,但是在做决策时需考虑不良适应的风险。报告从经济、技术、制度、社会、环境和地球物理这6个维度,对23个适应措施的可行性进行了评估;这些适应措施分布在陆地、海洋与生态系统,城乡与基础设施系统,能源系统以及跨部门等四大系统,其中,基于森林的适应、具有恢复力的电力系统、能源可靠性等适应措施具有高信度的高可行性。适应措施的可行性和有效性会随着气候变暖的增加而降低,需要采用多种措施来降低未来气候变化风险。     

气侯变化背景下黑河上游春季融雪洪水预估研究

气候变暖将导致高山区冰冻圈加剧融化,一方面融水资源时空分布的不确定性增大;另一方面,融水洪水灾害发生的频度和强度也将发生改变。基于气象、水文数据和MODIS积雪覆盖数据,利用融雪径流模型(SRM),对1990—2012年共23年祁连山黑河札马什克控制区融雪期径流进行模拟与验证。结果表明：SRM在该流域具有较高的模拟精度（纳什系数为0.91),可用于分析和预估控制区径流强度变化。为此,采用黑河流域气温、降水降尺度数据,预估了未来气候变化背景下积雪范围变化及不同重现期洪水变化趋势。结果显示,与基准期相比,在RCP2.6、RCP4.5和RCP8.5情景下,最大积雪范围可减小3%~7%,且随着海拔升高,变化愈剧烈。RCP2.6情景下因气温和降水变化幅度较小,到21世纪末各重现期洪水强度保持在10%以内波动;RCP4.5情景下,各重现期洪水强度最高增大约20%;在RCP8.5情景下,各重现期洪水强度最高可增大超30%。相关分析结果显示,不同重现期洪水径流与气温和降水均具有较强相关性：重现期越长,洪峰与气温的相关性越大;重现期越短,洪峰与降水的相关性越大。通过预估气候变化背景下的融雪性洪水事件强度及重现期变化,有助于有效开展区域洪水风险管理、提高洪水资源的利用价值。     

气候变化科学方面的几个最新认知

IPCC第六次评估报告(AR6)第一工作组报告主要从以下几个方面的进展提升了我们对气候系统变化、气候变化原因以及预估未来气候系统变化等方面的认知,对过去气候变化及其与人类活动的关系有了更加清晰、可靠的认识.综合多重证据评估指出,全球气候正经历着前所未有的变化;包括极端事件在内的归因进展已把人类活动对气候系统影响的认识从...     

An updated assessment of the risks from climate change based on research published since the IPCC Fourth Assessment Report

The IPCC Fourth Assessment Report (AR4) published in 2007 presents the most complete and authoritative assessment of the status of scientific knowledge on all aspects of climate change. This paper presents an updated assessment of the risks from anthropogenic climate change, based on a comprehensive review of the pertinent scientific literature published since finalisation of the AR4. Many risks are now assessed as stronger than in the AR4, including the risk of large sea-level rise already in the current century, the amplification of global warming due to biological and geological carbon-cycle feedbacks, a large magnitude of “committed warming” currently concealed by a strong aerosol mask, substantial increases in climate variability and extreme weather events, and the risks to marine ecosystems from climate change and ocean acidification. Some topics remain the subject of intense scientific debate, such as past and future changes in tropical cyclone activity and the risk of large-scale Amazon forest dieback. The rise in greenhouse gas emissions and concentrations has accelerated recently, and it is expected to accelerate further in the absence of targeted policy interventions. Taken together, these findings point to an increased urgency of implementing mitigation policies as well as comprehensive and equitable adaptation policies.     

IPCC AR6报告关于气候变化影响和风险主要结论的解读

文中对IPCC第六次评估报告第二工作组报告关于观测和预估的气候变化影响与风险方面的主要结论进行了解读。报告表明,气候变化已经对自然和人类系统造成了广泛的不利影响,尤其是气候变化下的复合风险和极端事件呈现日益加剧和频繁的趋势。目前,不同地区和部门的关键风险已多达127种,且随着气候变暖以及生态社会脆弱性的加剧,将对人类和生态系统造成更加普遍和不可逆的影响。相对第五次评估报告,本报告进一步扩展了风险的内涵,归纳了8个代表性关键风险,更加全面地评估了5个“关注理由”的风险水平,评估结果有利于加深对于气候变化影响的认识和及时制定行动对策。     

The implications of climate policy for the impacts of climate change on global water resources

This paper assesses the implications of climate policy for exposure to water resources stresses. It compares a Reference scenario which leads to an increase in global mean temperature of 4 °C by the end of the 21st century with a Mitigation scenario which stabilises greenhouse gas concentrations at around 450 ppm CO₂e and leads to a 2 °C increase in 2100. Associated changes in river runoff are simulated using a global hydrological model, for four spatial patterns of change in temperature and rainfall. There is a considerable difference in hydrological change between these four patterns, but the percentages of change avoided at the global scale are relatively robust. By the 2050s, the Mitigation scenario typically avoids between 16 and 30% of the change in runoff under the Reference scenario, and by 2100 it avoids between 43 and 65%. Two different measures of exposure to water resources stress are calculated, based on resources per capita and the ratio of withdrawals to resources. Using the first measure, the Mitigation scenario avoids 8-17% of the impact in 2050 and 20-31% in 2100; with the second measure, the avoided impacts are 5-21% and 15-47% respectively. However, at the same time, the Mitigation scenario also reduces the positive impacts of climate change on water scarcity in other areas. The absolute numbers and locations of people affected by climate change and climate policy vary considerably between the four climate model patterns.