世界气候研究计划(WCRP)及其进展

世界气候研究计划（ＷＣＲＰ）及其进展陈泮勤（中国科学院自然与社会协调发展局北京１００８６４）世界气候研究计划（ＷＣＲＰ）是当前消除全球变化中的不确定性的主要科学计划之一，也是人类为迎接全球性环境问题的挑战所作出的重大科学努力。本文将对该计划作一简要的...     

国家重点基础发展计划(973计划)2010年应对全球变化项目《北半球冰冻圈变化及其对气候环境的影响与适应对策》简介

<正>全球气候变化已成为当今世界热点问题,为加强中国在全球变化关键科学问题的话语权,国家科技部组织实施了全球变化研究国家重大科学研究计划项目.该计划第一批19个重大项目2010年正式启动实施,研究计划第一届专家组组长由徐冠华院士担任,秦大河院士和吴国雄院士     

认识地球所受压力状况 寻求全球可持续性路径——“压力下的星球——迈向解决方案的新知识”大会综述

2012年3月26～29日,由＂全球环境变化研究计划＂——国际地圈生物圈计划（IGBP）、生物多样性计划（DIVERSITAS）、全球环境变化人文因素计划（IHDP）和世界气候研究计划（WCRP）及其地球系统科学联盟（ESSP）、国际科学理事会（ICSU）联合组织的＂压力下的星球——迈向解决方案的新知识”（Planet Under Pressure2012：NewKnowledge To-wards Solutions）大会在英国伦敦召开。     

国际全球变化研究计划综览

全球变化研究是80年代兴起的跨学科、综合性的迄今规模最大的国际合作研究活动，其目的是研究人类所面临的一系列重大而紧迫的全球环境问题，即研究造成这些全球环境问题的物理过程、化学过程和生物过程之间复杂的相互作用，以解释当今日益显见的变化的意义，从而提出措施以减缓或适应全球变化的结果。国际全球变化研究计划由世界气候研究计划(WCRP)、国际地圈生物圈计划(IGBP)和全球环境变化中的人类因素计划(HDP或HDGECP)组成。本文浓缩介绍了这三个计划及其核心计划的科学目标、研究内容、实施期限、预期成果等关键内容。     

地球观测系统(EOS )计划简介

地球观测系统(EOS)计划包括三大部分: (1)EOS科学研究计划; (2)EOS数据信息系统(EOSDIS); (3)EOS观测(平台、仪器)系统。 一、EOS科学研究计划 科学研究是EOS的基础,这一工作早已在进行,由NASA及其它美国研究机构和国际组织开展的地球科学研究是其前奏。在美国全球变化研究计划(US GCRP)及国际地圈—生物圈计划(IGBP)和世界气候研究计划(WCRP)的共同支持下,在美国本土EOS科学研究已具雏形。     

近四年来我国气候数值模拟与预报研究的进展

近年来，我国在气候问题中的数值模拟式研究方面有了相当大的发展。这主要表现在气候模式水平的迅速提高，以及利用气候模式进行了大量的气候数值模拟和预报试验研究工作。对我国１９９１￣１９９４年在这方面的主要研究进展进行了系统的总结。     

气候系统模式FGOALS_gl模拟的小冰期气候

利用1650～1750年逐年变化的太阳辐照度等外强迫资料,驱动中国科学院大气物理研究所LASG发展的快速气候系统模式FGOALS_gl,模拟了小冰期(LIA)气候。把模拟的LIA表面温度变化与重建资料进行对比,结果表明FGOALS_gl对LIA气候具有较强的模拟能力,说明太阳辐照度的自然变化是导致小冰期气候的重要成因。模拟结果显示,LIA时期纬向平均温度变化表现为整个对流层降温,低纬度地区的降温中心位于对流层中层,北半球降温幅度大于南半球,高纬地区的降温幅度大于低纬地区。分析发现,中高纬地区的局地温度变化主要与环流异常相对应的冷暖平流有关; 低纬地区的降温主要与赤道东风加强有关,东风增强通过增大蒸发和引起次表层冷海水上翻而令表层温度降低。LIA时期的降水变化主要位于中低纬地区,表现为日界线东(西)侧降水的负(正)异常。与降水异常相对应,Walker环流加强,东太平洋对流活动减弱,它与低纬地区对流层中层冷异常相联系。与大气层顶净短波辐射异常的季节变化相对应,南、北半球夏季平均表面温度异常较之冬季低0.28℃左右。     

中国过去300年土地利用变化及其气候效应

以两种植被数据为基础,分别利用区域和全球气候模式对过去300年土地利用和地表覆盖变化的气候效应进行了模拟研究。结果表明,耕地面积不断扩大所造成的自然植被破坏可能对区域性气候产生显著影响。通过对不同时期植被特征下地面温度、降水和低层大气环流的比较分析发现,中国东部地区耕地取代自然植被后,全年平均温度有所降低,且存在明显季节差异。植被退化地区的夏季温度有明显升高而冬季温度则显著降低; 同时夏季降水和850hPa风场发生显著变化： 夏季降水明显减少,而这一结果与低层(850hPa)大气环流的反气旋性增强相联系,即植被退化使中国东部夏季风环流减弱,这与目前观测事实是一致的。土地利用引起的地表覆盖的变化可能是东亚季风减弱的原因之一。     

美国1997财政年度全球变化研究计划介绍

介绍了美国1997财政年度全球变化研究计划所涉及的全球变化的重要环境科学问题的计划目标、研究目标与主要研究内容,美国全球变化研究计划的综合性研究主题与相关领域及其研究目标与研究内容等。     

NCAR下一个10年新的研究方向

21世纪初，美国国家大气研究中心（Nat ionalCenterforAtmosphericResearch，NCAR ）专门组织人员撰写了它将来在研究、设施及教育上的规划报告。该报告围绕什么是要继续的、什么是阶段性的、如何开创新的研究方向、新方向的选择标准等作了阐述。介绍了该规划报告中关于下一个 10年新的研究方向，其中包括NCAR各分支机构之间联合研究的新研究计划，以及模式集成、先进的工具和方法以及将信息技术用于研究和教育等方面的新研究计划，同时还界定了新研究计划的选择标准。     

全球能量与水循环实验(GEWEX)研讨会在北京召开

“全球能量与水循环实验(GEWEX)”是国际科联理事会与世界气象组织为了研究气候异常,解决长期预报和以减灾防灾、保证粮食生产为目的而设立的世界研究计划;同时也是气候研究计划(WCRP)在今后20年所执行的研究子计划。为了执行GEWEX,成立了国际委员会。许多国家也相应成立了国家委员会。     

上新世中期中国气候的数值模拟分析

使用中国科学院大气物理研究所的全球大气环流模式,曾就上新世中期(距今约3百万年前)气候进行过数值模拟试验,在已有针对全球气候进行分析的工作基础上,集中研究了该地质时期我国气候的变化特征。数值试验结果表明,除了青藏高原地区由于地形海拔高度变化而引起的局地冷却现象以外,上新世中期我国约100°E以东地区地表气温上升4～8℃,升温中心位于江淮流域下游地区; 该经度线以西地区地表气温升幅相对要弱一些,在1～4℃之间。上新世中期年均降水在我国东部地区显著减少,平均减幅在0.5mm/天以上,特别是在长江中游地区; 新疆北部、青海和西藏大部年均降水略有增加,而新疆中部和南部年均降水略有减少。在对流层低层,上新世中期东亚冬季风系统减弱,夏季风系统总体上略有减弱; 在对流层中层,冬季东亚大槽显著减弱,夏季中高纬度地区500hPa位势高度升高。在以上结果中,上新世中期我国气候相对于现在偏暖、东亚冬季风强度减弱得到了代用资料的支持。     

南极海冰增加对全球7月气候的影响

采用了OSU两层大气环流模式进行数值试验, 研究了南极海冰增加的气候效应.试验中海温取为气候平均值, 南极海冰作为外强迫源影响大气, 大气响应完全是环流内部调整的结果.调整的途径首先是对外强迫的局地响应--南极下垫面的温度发生变化, 结果使得冬季南大洋绕极低压带的位置偏北、强度增加, 南半球大气以强经向环流为主, 绕极气旋强大活跃.这种变异主要以Rossby波列的形式影响到南半球的中高纬度, 再通过斜压的越赤道气流, 即经向热交换的变化影响到北半球的大气环流, 导致北半球夏季大气环流呈纬向分布, 极地冷空气活动减弱.大气环流的变异又影响到气候诸要素, 反映明显的是越赤道气流在印度洋上的加强和太平洋上的减弱, 使得西南季风加强, 东南季风减弱; 太平洋副高位置的偏北, 导致中国华北、华东和江淮流域少雨、高温, 北美中高纬度严重多雨和低温.     

地表植被改变对气候变化影响的模拟研究

由于人类活动的影响,在过去的几百年里全球植被发生了很大的变化。地表植被的变化通过地面的能量和水汽交换而改变气候,研究目的是通过数值模拟认识这一过程的有关气候效应。方法上使用AGCM+SSIB模式对由于植被变化而可能导致的气候变化进行了敏感性模拟试验,研究区域为欧亚大陆。模拟主要对1700年、1800年、1900年、1950年所代表的气候特征时期植被改变所造成的气候变化响应进行平衡态试验。欧亚大陆在这些时段内植被变化是非常明显的,有大片的土地覆盖从森林变为草地或者耕地,或者从自然草地变为耕地。结果表明地表植被的改变对于气候的作用是非常复杂的,但中纬度地区在统计上有着比较明显的作用。得出的主要结论是,从1700年到1950年由于植被的退化,东亚地区夏季变得更热而冬季变得更冷,欧洲冬夏都变冷了;中国南部的降水在夏季不断减少,亚洲夏季风被削弱。     

总结全球变化研究进展评述地球系统科学趋势——地球系统科学联盟科学大会(ESSP OSC)在北京举行

2006年11月9～12日,ESSP在北京召开了全球环境变化科学大会--ESSP OSC,即"2006年地球系统科学联盟全球环境变化科学大会".此次会议是继2001年ESSP在阿姆斯特丹召开第一次全球变化大会之后的第二次重大会议,由于正值世界气候研究计划(WCRP)成立25周年,由WCRP牵头组织,中国国家气候委员会和中国气象局承办.来自世界各地的900多位地球系统科学的专家(包括1位诺贝尔奖获得者和青年科学家)、资助机构的代表以及国内外政府和相关机构的官员(其中国外代表近700人)参加了大会.     

关于核素迁移研究的国际DECOVALEX计划

在核废物地质处置研究中有不少国际性研究计划,DECOVALEX(废物隔离耦合模式的开发及其与实验对比验证)计划就是其中一项。参加该计划的有美国、英国、法国、瑞典、比利时、加拿大和日本,并由此组成指导委员会。参加该研究计划的都是国际上有经验的从事地球化学模式研究的专家。指导委员会主席是美国C.F.Tsang.执行秘书是瑞典F.Kautsky,秘书     

晚白垩世(80Ma)东亚气候的数值模拟

利用美国国家大气研究中心(NCAR)的CCSM2全球气候系统模式以及重建的古地理资料研究了晚白垩世(80Ma)东亚的古气候特征。模拟结果表明:80Ma时期东亚地区大范围盛行的风向和气压系统随季节有显著变化,由此可以推断东亚地区当时是存在季风环流的。与现代气候比较,白垩纪时期大陆上空的大气环流系统经向特征更明显,这种特征可能与当时欧亚大陆东西向跨度较小有关。此外,在当时偏暖的背景下,东亚冬季风和夏季风呈现出一致的变化特征,即冬季风和夏季风都比现代强。年平均降水的分布型和现代的情况比较相似,降水最大值出现在10°S～10°N的赤道辐合带中,与西太平洋相邻的大陆东岸降水也较多,其中心超过1200mm,而在中纬度的内陆地区降水则稀少。虽然与现代情况相似,80Ma在30°N附近的西太平洋上也为多雨带,然而在东亚陆地上没有多雨带,这说明了青藏高原隆升在现代东亚夏季梅雨形成中的重要性。此外,模拟的80Ma时期东亚地区气候要比现代温暖,相同纬度的表面气温要高2℃以上,模拟的温度与地质证据估计的温度比较接近。     

海洋酸化进程加快

据国际地圈生物圈计划（IGBP）的核心研究计划＂过去的全球变化＂（PAGES）研究计划研究表明：与过去的3亿年相比,目前全球海洋的酸化速度正在加快。该成果的论文《海洋酸化的地理编录》发表在《科学》2012年第2期。     

过去1000年气候模拟比较和机制分析

利用中等复杂程度模式MPM­2进行的多情景1000年气候模拟试验和全球海气耦合气候模式ECHO­G进行的1000年长时间积分气候模拟试验结果,分析了过去1000年全球气候变化特征及其与各强迫因子变化的关系,并与部分温度重建资料作了对比,探讨了近千年气候变化的原因和驱动因子。模拟和重建结果均反映出了大约出现在1000～1300年的中世纪暖期、1300～1850年的小冰期和1860年之后的全球升温期。对于1300～1850年的小冰期和1860年之后的升温期,模拟和重建的趋势基本一致,尤其是1670～1710年Maunder太阳黑子最小期时,模拟和重建结果吻合很好。各因子及其组合的强迫试验表明,在不同典型气候时期,强迫因子的作用是不一样的。1000～1300年的中世纪暖期,模拟与重建资料存在一定的位相差异和幅度差异。从整体上来看,模式得出的温度距平值要小于重建温度距平值。在1000年尺度上,太阳辐射、火山活动和温室气体对全球温度变化都有重要意义,但表现的时间不同。在最近百年尺度上,温室气体含量的变化对温度的变化起着相对更为重要的作用。     

国家重点研发计划《中国西南河流拦截对流域碳、氮循环和输送的影响机制及其效应评估研究》简介

正2016年国家重点研发计划"全球变化及应对"重点专项批准了《中国西南河流拦截对流域碳氮循环和输送的影响机制及其效应评估研究》的研究计划(项目编号:2016YFA0601000)。该项研究计划负责人是肖化云教授,主要研究队伍由天津大学、上海大学、河海大学、中国科学院武汉植物园、地球化学研究所、地理科学与资源研究