太原气候变暖特征及主要极端天气气候事件变化研究

近45a来，太原平川和山区年平均气温为明显上升趋势，夜间增温是太原气候变暖的一个重要特征。1986年、1993年分别为山区和平川年平均气温转折年份，山区从1985年开始冬季平均气温发生突变。近45a来，太原年降水量呈减少趋势，主要是夏、秋季降水减少造成。在气候变暖的背景下，太原平川和山区年暴雨日数变化平稳，高温和春旱发生频次在增加，山区夏旱也呈缓慢增加趋势；太原山区霜期明显缩短，初霜在推迟，终霜在提前。     

全球气候变暖对长江三角洲极端高温事件概率的影响

研究了全球气候变暖对长江三角洲极端高温事件（ＥＨＴＥ）概率的影响。结果表明,全球增暖将使ＥＨＴＥ发生的概率增大。当夏季逐日平均最高气温在现有的基础上升高３．０℃后,ＥＨＴＥ发生的概率将由现在的０．１３增加到０．２～０．３,即夏季出现级端最高气温≥３５℃的天数将由现在的１２ｄ左右增加到２０～３０d。     

石家庄极端冷暖天气气候事件及其与气候变暖

用石家庄市1955～2002年逐日气温资料，取其第95个和第5个百分位值作为确定极端高(低)温日的阈值来检测极端冷暖事件。对发生在2002年的极端冷暖事件进行检测分析证明，上述方法能比较有效地检测极端冷暖事件的发生。计算气温趋势变率表明，石家庄气候有明显的增暖趋势，随气候变暖夏季持续性强高温和破记录高温事件的出现频次增加；寒冷期趋于缩短；极端冷日趋于减少，极端暖日趋于增加。用季极端冷(暖)日数与气温求取相关的方法，分析各季极端冷暖事件与气候变暖的联系发现，气候变暖对冬季极端冷日减少的影响最甚。城市化效应使城市变暖趋势速率高于郊区，尤以最低气温表现明显；暖事件增多、冷事件减少的趋势速率也是城市高于郊区，且冷事件减少速率高于暖事件增多速率。在气候变暖背景下应特别重视冬季冷事件减少给人类带来的潜在影响。     

全球变暖背景下江门极端气候事件变化分析

对1961-2008年的气象资料分析表明,20世纪90年代中期以来,在全球变暖大背景下,地处珠江三角洲的江门地区极端气候事件增多。近50年来,江门年平均气温在波动中不断上升,冬季气温上升最明显;夏季高温出现频率增加,持续性高温也呈增长趋势;“龙舟水”增多明显;雷暴日数增多,年暴雨日数上升;灰霾现象日趋严重。2008年年初,江门市还遭受了严重的低温阴雨天气灾害;同年4月出现有史以来影响最早的台风。随着全球变暖及城市化发展,江门市极端气候事件未来可能继续出现,甚至更加频繁,城市气候灾害将越来越突出。     

气候显著变暖使广州极端气候事件增多

统计了近55年广州市气候变暖幅度大于全省和全国平均水平的变化,分析近10年在气候变暖的背景下,广州市出现了极端性的高温热害、低温冷害、秋冬干旱、严重“龙舟水”、灰霾等气候事件。2006年广州市区是1951年以来最热的一年,年平均气温23.2℃,比气候平均值高1.3℃。全市(含所辖区、市)2006年的年平均气温22.7℃,在有气象记录以来最暖年中排第3位。随着全球气候变暖以及城市热岛效应的发展,未来广州气温还可能继续上升,城市气候灾害将越来越突出。     

气候变暖对黑龙江省气候和极端天气事件的影响及防御对策

黑龙江省1980年以来气候变暖已成为事实，气候变暖导致天气气候极端事件的发生，依此提出防御时策。     

2008年：气候持续变暖，极端事件频发

 2008年可能是自1850年开始有器测记录以来全球第10个最暖的年份,全球海面和陆面综合气温比1961-1990年的年平均高0.31℃,150 a来最热的10个年份都集中在最近12 a里,全球气候变暖的趋势仍在持续。北极的海冰面积在融化期降至自1979年卫星测量以来的第2个最低点;同时,2008年极端天气气候事件频发,世界许多地方出现了洪灾、持续性严重干旱、冰雪风暴、热浪和寒潮等;拉尼娜现象在2月份呈峰值状态,以后逐渐减弱至近中性状态;南极臭氧洞进一步增大。     

疏勒河流域极端水文事件对极端气候的响应

为了明确疏勒河流域极端水文事件对极端气候事件的响应关系,选取疏勒河流域内及其周边的托勒、敦煌、瓜州、玉门、酒泉、马鬃山等气象站点的气温、降水和蒸发的日值数据,昌马堡水文站的日径流数据,通过趋势分析、滑动平均、主成分分析等方法,分析疏勒河流域极端气候指数、极端水文事件的年际变化规律以及影响极端水文事件的因素,并明确该流域极端洪水年内分布特征。结果表明:疏勒河流域年际气温升高趋势明显,降水量呈波动变化,增加趋势不明显,而蒸发量呈下降的变化趋势。表征高温的极端气温指数呈显著上升趋势,表征低温的极端气温指数呈显著下降趋势,说明疏勒河流域气温增幅明显。极端降水指数呈显著的增加趋势。该流域极端洪水事件和频次呈上升趋势,而极端枯水事件和频次呈下降趋势。极端洪水事件主要受控于极端降水事件,特别是极端降水总量,极端高温事件对极端洪水总量的增加也有影响,而极端枯水事件主要受控于极端低温事件。此外,2000-2016年年最大洪峰流量出现的时间有由8月向7月转变的趋势。     

全球变暖加剧对极端气候概率影响的初步探讨

依据实际资料,探讨了全球平均温度场演变序列的变率及其概率分布的变化规律,结果表明,仅仅随着平均温度的增加,其相应的时空概率分布变化已相当显著,何况在某些局部地区,其方差或其形状参数也有变动,因而形成极端气候事件频率增大的现象。     

黑龙江省气候变暖对极端天气气候事件的影响

黑龙江省1980年以来气候变暖已成为事实，气候变暖导致天气气候极端事件的发生，主要表现在：①大雨暴雨次数增加；②30℃以上极端最高气温平均日数下降；③-30℃以下极端最低气温平均日数明显减少；④初霜日平均后延2～5天；⑤终霜日，北部中部提前3～5天而南部延长；⑥夏季低温次数明显减少，北部减少多于南部；⑦大旱年次数增多，大涝次数北少南多，西南部地区为旱涝敏感区。     

A new framework for isolating individual feedback processes in coupled general circulation climate models. Part I: formulation

This paper proposes a coupled atmosphere–surface climate feedback–response analysis method (CFRAM) as a new framework for estimating climate feedbacks in coupled general circulation models with a full set of physical parameterization packages. The formulation of the CFRAM is based on the energy balance in an atmosphere–surface column. In the CFRAM, the isolation of partial temperature changes due to an external forcing or an individual feedback is achieved by solving the linearized infrared radiation transfer model subject to individual energy flux perturbations (external or due to feedbacks). The partial temperature changes are addable and their sum is equal to the (total) temperature change (in the linear sense). The decomposition of feedbacks is based on the thermodynamic and dynamical processes that directly affect individual energy flux terms. Therefore, not only those feedbacks that directly affect the TOA radiative fluxes, such as water vapor, clouds, and ice-albedo feedbacks, but also those feedbacks that do not directly affect the TOA radiation, such as evaporation, convections, and convergence of horizontal sensible and latent heat fluxes, are explicitly included in the CFRAM. In the CFRAM, the feedback gain matrices measure the strength of individual feedbacks. The feedback gain matrices can be estimated from the energy flux perturbations inferred from individual parameterization packages and dynamical modules. The inter-model spread of a feedback gain matrix would help us to detect the origins of the uncertainty of future climate projections in climate model simulations.     

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。     

气候变暖背景下西太平洋副热带高压体形态变异及热力原因

采用美国NCEP/NCAR再分析资料,利用相关、合成分析、大气热源的计算等方法,研究了气候变暖背景下西太平洋副热带高压（副高）空间形态的变异及热力原因。结果表明,气候变暖前、后各层副高形态特征有很大的差异,副高体的空间形态从850—700 hPa开始显著西伸南扩,到500 hPa最为明显。各层副高在冷、暖期的形态差异与其周围大气热源和涡度的变化相对应。随着气候变暖,副高西侧和南侧的大气热源在850—700 hPa上开始有明显的加强,500 hPa热源加强最明显,且副高体南侧热源中心有所南移;同时,其西侧和南侧从对流层低层至中高层有反气旋涡度的增大,西侧的反气旋涡度在850—700 hPa增大最明显,南侧的反气旋涡度在500 hPa增大最明显,且反气旋中心整体南移。表明气候变暖后,副高体西侧和南侧大气热源的加强,导致相应区域反气旋涡度增大,副高体向反气旋涡度增大的方向发展,从而使副高西脊点西伸,南边界南扩,整体南移。      

气候变化背景下的洪涝风险稳健决策方法评述

分析了深度不确定性内涵及其特点,包括情景不确定、决策后果不确定和决策方案不确定,指出了传统洪涝风险决策方法过于依赖于气候变化预测结果,未能充分考虑深度不确定性及提供稳健决策。给出了国际上处理深度不确定性的稳健决策方法理论基础,并介绍了被广泛应用于洪涝风险领域的鲁棒决策、信息差距及适应对策路径3种稳健决策方法。对比分析发现,鲁棒决策法有完备的适应措施定量评估体系但计算量大且不易理解;信息差距法可解决不能以概率表式的不确定性问题,而未考虑适应对策的失效情景;适应对策路径法提供可视化的决策路径,未能充分考虑社会经济的不确定性。提出未来可综合鲁棒决策和适应对策路径优点,为减少不确定性、降低洪涝灾害风险、制定适应气候变化策略提供参考。     

绿色气候基金在全球气候治理体系中的作用和展望

作为《联合国气候变化框架公约》(简称公约）和《巴黎协定》资金机制最大运营实体,绿色气候基金(GCF)不仅是发达国家兑现1000亿美元长期资金承诺的重要平台,亦是公约和《巴黎协定》目标达成的关键因素。文中系统总结了GCF在推进气候变化国际合作进程、为发展中国家应对气候变化提供资金支持、推动私营部门参与应对气候变化行动等方面的积极作用。提出在当前多边合作面临挑战的复杂背景下,GCF亦面临美国退群、缺乏有效决策机制、项目质量及秘书处能力有待提高等系列问题。文章认为,一个持续有效运营的GCF是国际社会落实《巴黎协定》实施细则的重要保障,各方应尽快凝聚政治共识,推动GCF在全球气候治理体系中继续发挥积极作用。首先,应通过引入投票权决策机制、完善政策缺口、创新业务模式等措施提升基金治理和运营效率;其次,通过尽快完成正式增资进程、拓宽资金渠道、加强剩余资金管理等方式确保充足及可持续的资金来源;最后,还应通过强化与现有气候基金的协调互补、加大与多边发展银行的合作等途径与各方资金形成合力,推动资金流向低碳和气候韧性发展领域。文章还提出,中国应在有效发挥发达国家和发展中国家桥梁作用的基础上,引导GCF投票权改革以消除政治因素对GCF长远发展的负面影响,同时通过积极争取获得下届董事席位,推进与GCF全方位合作、参与GCF正式增资进程等举措,服务生态文明建设及全球应对气候变化目标。     

气候变化对水文季节性迁移的影响：以水库汛期分期和极值降水为例

气候变化影响下水利工程的可靠设计和安全运行是广大决策者、研究者和公众共同关注的热点问题。以清江流域为研究对象,首先采用模糊集合分析法对不同温室气体排放情景(A2、A1B和B1)下的逐日降水资料进行汛期分期,再通过广义极值分布(GEV)函数对各分期的极值降水序列进行频率分析。结果表明,降水季节性迁移直接影响汛期分期;3种排放情景下未来各时段(2011—2030年、2046—2065年和2080—2099年)的主汛期较基准期均推迟且有缩短趋势。对于极值降水量级,未来情景下明显小于基准期,且这种差距随着重现期的增大而增大;主汛期明显大于前汛期和后汛期,且在时段之间的差异明显大于排放情景之间的差异。     

The Fractal Dimension Distribution of the Short-Term Climate System in China and It’s Connection with the Monsoon Climate

By analyzing the Fractal Dimension(FD) distribution of the Short-range Climate system(SCS) in China, it is found that the FD varies in different region and this just agrees with the regionally of the monsoon climate in China. The FD of the SCS Lays between 2.0 and 5.0. In the vast eastern area of China, the FD almost grows gradually with the latitude. Line 4.0 is along the mountain chains from the Nanlin Mountain to the Wuyi Mountain. North of the line the FD varies only slightly and all are above 4.0. Only in coastal islands the FD is smaller than 3.0.     

CO2 threshold for millennial-scale oscillations in the climate system: implications for global warming scenarios

We present several equilibrium runs under varying atmospheric CO₂ concentrations using the University of Victoria Earth System Climate Model (UVic ESCM). The model shows two very different responses: for CO₂ concentrations of 400 ppm or lower, the system evolves into an equilibrium state. For CO₂ concentrations of 440 ppm or higher, the system starts oscillating between a state with vigorous deep water formation in the Southern Ocean and a state with no deep water formation in the Southern Ocean. The flushing events result in a rapid increase in atmospheric temperatures, degassing of CO₂ and therefore an increase in atmospheric CO₂ concentrations, and a reduction of sea ice cover in the Southern Ocean. They also cool the deep ocean worldwide. After the flush, the deep ocean warms slowly again and CO₂ is taken up by the ocean until the stratification becomes unstable again at high latitudes thousands of years later. The existence of a threshold in CO₂ concentration which places the UVic ESCM in either an oscillating or non-oscillating state makes our results intriguing. If the UVic ESCM captures a mechanism that is present and important in the real climate system, the consequences would comprise a rapid increase in atmospheric carbon dioxide concentrations of several tens of ppm, an increase in global surface temperature of the order of 1–2°C, local temperature changes of the order of 6°C and a profound change in ocean stratification, deep water temperature and sea ice cover.     

Ensemble flood risk assessment in Europe under high end climate scenarios

At the current rate of global warming, the target of limiting it within 2 degrees by the end of the century seems more and more unrealistic. Policymakers, businesses and organizations leading international negotiations urge the scientific community to provide realistic and accurate assessments of the possible consequences of so called “high end” climate scenarios.This study illustrates a novel procedure to assess the future flood risk in Europe under high levels of warming. It combines ensemble projections of extreme streamflow for the current century based on EURO-CORDEX RCP 8.5 climate scenarios with recent advances in European flood hazard mapping. Further novelties include a threshold-based evaluation of extreme event magnitude and frequency, an alternative method to removing bias in climate projections, the latest pan-European exposure maps, and an improved flood vulnerability estimation.Estimates of population affected and direct flood damages indicate that by the end of the century the socio-economic impact of river floods in Europe is projected to increase by an average 220% due to climate change only. When coherent socio-economic development pathways are included in the assessment, central estimates of population annually affected by floods range between 500,000 and 640,000 in 2050, and between 540,000 and 950,000 in 2080, as compared to 216,000 in the current climate. A larger range is foreseen in the annual flood damage, currently of 5.3 B€, which is projected to rise at 20–40 B€ in 2050 and 30–100 B€ in 2080, depending on the future economic growth.     

IPCC AR6报告解读：短寿命气候强迫因子的气候及环境效应

影响气候变化的大气成分,依据其在大气中存留的时间,分为长寿命的温室气体和短寿命的气候强迫因子（SLCFs)。考虑到SLCFs在气候变化和大气环境中的重要作用,IPCC第六次评估报告（AR6）首次有了专门针对SLCFs的章节（第六章)。本文解读IPCC报告关于SLCFs的主要结论,特别强调AR5以来的最新结论,包括：SLCFs的定义、SLCFs排放和大气含量的变化特征及其对辐射强迫和全球气候的影响、不同共享社会经济路径（SSP）情景下SLCFs对未来气候变化和空气质量可能的影响,以及COVID-19疫情期间减排对气候变化的影响。文末也讨论了结论的不确定性以及结论对我国的启示。