西北地区未来10a气候变化趋势模拟预测研究

应用中国科学院大气物理研究所大气科学和地球流体动力学数值模拟国家重点实验室研发的全球海洋-大气-陆面过程气候系统耦合模式(IAP/LASGGOALS),引入IPCC AR5提供的温室气体情景排放浓度,模拟检验1951—2015年西北地区的气候变化并预测未来10 a西北地区气候变化趋势。结果表明,西北地区增温始于1970年代末期,明显增温开始于1980年代中期;模式能基本体现西北地区的气候变化。未来10 a,西北地区年平均气温依然呈上升趋势,到2030年,西北地区年平均气温将会上升约1. 67℃,其中,西北地区西部升温幅度最大、北部最小、东部介于两者之间;降水的时空分布比较复杂,总体而言,西北地区西部降水将会增多,而东部地区降水依然相对偏少,干旱程度可能会进一步加重。     

中国21世纪气候变化的情景模拟分析

利用HadCM2和ECHAM4气候模式比较分析了温室气体排放综合效果相当于CO2浓度逐年递增1％情景下中国区域21世纪地面气温和降水量的变化趋势。结果表明：在温室气体渐进递增情景下，至21世纪末期，相对于1961-1990年的气候基准值，全国地面平均气温增幅可达5—6℃。与地面气温的变化相比，降水量的波动幅度较大，但全国范围内降水量变化的总趋势也是增加的。中国区域地面气温和降水量变化的地理分布显示：降水量的增加主要集中在南方区域，HadCM2预测21世纪末期降水增加可达0．9mm／d，ECHAM4预测可达0．6mm／d；ECHAM4模式模拟的气温增幅比HadCM2高，尤其是在冬季及中国北方和青藏高原地区，而HadCM2模式模拟的降水量的增加较大，但两个气候模式模拟的地面气温和降水量变化的总趋势大体一致。     

青藏高原及铁路沿线未来50年气候变化的模拟分析

利用由IPCC数据分发中心（DDC）提供的5个全球海气耦合模式（包括海冰与陆地生态系统）（CCCma,CCSR,CSIRO,GFDL,Hadley）气温及降水的模拟结果,对温室气体排放情景SRES-A2和B2影响下,青藏高原及铁路沿线未来50年气温和降水的变化进行了分析,包括整个青藏高原地区2011-2040年,2041-2070年的温度和降水空间分布特征以及21世纪前50年温度和降水变化的线性倾向等,结果表明：在人类活动引起的温室气体不断增加的情况下,21世纪青藏高原地区的温度将继续增加,在B2排放情景下,2011～2040年年平均温度增暖在高原主体达到1．6℃;20412070年,整个青藏高原的温度将上升2．8～3．0℃,A2排放情景下的升温幅度比B2排放情景下略高。对青藏铁路沿线地区各站A2和B2两种排放情景下,每10年平均的温度分析表明,在A2排放情景下,到2050年前后青藏铁路沿线各站的温度增加将是2010年时的2～3倍左右,A2时在2．56～2．96℃之间,B2时在2．37～2．65℃之间。对21世纪前50年整个青藏高原地区温度变化的线性倾向的空间分布的分析可知,在A2排放情景下,大部分都在1.5～2．5℃／50a,冬季大部分地区的变暖倾向都在2．0℃／50a以上,有些地区达到2．5℃／50a以上,夏季在2℃／50a左右;B2时青藏高原地区温度变化倾向的分布趋势与A2时基本一致,只是变化的数值偏低约0．5℃。对21世纪青藏高原地区降水变化的预估结果表明,与温度不同,在两种不同的排放情景下,降水的变化较为复杂。总体来说,21世纪前50年青藏高原大部分地区的降水为增加趋势。     

气候变化的科学—IPCC（1995）评估报告为决策者写的总结

气候变化是当前各国政府和人民普遍关心的热点问题，为了加强在这一领域的国际合作，联合国世界气象组织（ＷＭＯ）和环境规划署（ＵＮＥＰ）于１９８８年联合建立了政府间气候变化专门委员会（ＩＰＣＣ）。ＩＰＣＣ设立了评价现有的气候变化可用科学资料（第一工作组）、评价气候变化的环境和及经济和社会影响（第二工作组）、制定响应对策（第三工作组）等三个工作组和一个发展中国家参与特别委员会，集中了世界各国有关气候、环境、海洋、能源和生态等各方面权威和著名专家，进行了卓有成效的工作。它于１９９０年完成了对气候问题的第一次全面评估报告（ＩＰＣＣＦｉｒｓｔＡｓｓｅｓｓｍｅｎｔＲｅｐｏｒｔ），并于１９９２年提交了补充报告（１９９２ＩＰＣＣＳｕｐｐｌｅｍｅｎｔ），１９９４年提出了气候变化的辐射强迫和ＩＳ９２排放构想（ＣｌｉｍａｔｅＣｈａｎｇｅ，１９９４）。最近出版的《气候变化１９９５》则是自１９９０年首次评估以来，包含内容最多的有关气候变化科学的评估报告（ＣｌｉｍａｔｅＣｈａｎｇｅ，１９９５）。ＩＰＣＣ报告是经正式“批准”（ａｐｐｒｏｖｅｄ）或被“采纳”（ａｃｃｅｐｔｅｄ）的文件。一个经“批准”的报告，需在有关的ＩＰＣＣ工作组全体会议上逐     

华北地区未来气候变化的高分辨率数值模拟

使用20km高水平分辨率的区域气候模式RegCM3,单向嵌套FvGCM/CCM3全球模式,进行了中国区域气候变化的数值模拟试验,分析华北地区夏半年4-9月的气温、降水和高温、干旱事件的变化。模式积分时间分为两个时段,分别为当代的1961-1990年和在IPCC SRES A2温室气体排放情景下的21世纪末2071-2100年。模式检验结果表明:在大部分月份,区域模式对当代气候的模拟都较全球模式更好。两个模式模拟的未来气温和降水变化,在空间分布型和量级上都有一定不同,如区域模式的升温更高,降水出现大范围减少等。此外,使用日最高气温不低于35℃的日数(D_(T35))和考虑了湿度因素的炎热指数(I_(H))不低于35℃的日数(D_(H135)),分析了区域模式模拟的未来高温事件变化,结果表明:未来华北地区D_(T35)和平原地区D_(H135)均有较大增加。未来华北地区的连续干旱日数(CDD)将增加,依照UNEP(United Nations Environment Programme)干旱指数(A_(U))给出的气候湿润区将有较大幅度减少,而半湿润半干旱区和半干旱区面积将增加。     

温室气体稳定浓度情景下中国地区温度和降水变化

 利用参与IPCC第四次评估报告（AR4）的多个全球气候系统模式的输出结果,着重分析了2101-2198年温室气体浓度稳定在720 mL/m3和550 mL/m3水平时（S 720和S 550情景）,中国地区地表温度与降水的时空变化特征。结果表明：1) 当温室气体浓度稳定不变时,22世纪中国地表温度仍将呈上升趋势,增温幅度为0.4℃/100a,但升温趋势平缓,幅度明显小于SRES A1B（中等排放）和B1（低排放）情景,冬、春季增温显著且高纬地区增温明显大于低纬地区,夏、秋季次之,因此季节间的温差将会变小;2) S 720（S 550）情景下年平均降水增加幅度基本稳定在11%（8%）左右,冬季降水增加显著,且增幅从南向北逐渐增大,春季次之,夏、秋季大部分地区降水将减少10%～30%。     

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。     

气候变化国家评估报告（Ⅰ）：中国气候变化的历史和未来趋势

 中国的气候变化与全球变化有相当的一致性，但也存在明显差别。在全球变暖背景下，近100 a来中国年平均地表气温明显增加，升温幅度比同期全球平均值略高。近100 a和近50 a的降水量变化趋势不明显，但1956年以来出现了微弱增加的趋势。近50 a来中国主要极端天气气候事件的频率和强度也出现了明显的变化。研究表明，中国的CO2年排放量呈不断增加趋势，温室气体正辐射强迫的总和是造成气候变暖的主要原因。对21世纪气候变化趋势做出的预测表明：未来20～100 a，中国地表气温增加明显，降水量也呈增加趋势。     

中国应对气候变化谈判的几点思考

通过中国和欧盟内部可以增加排放的中等发达国家在人均能源消费、人均CO2排放和人均GDP以及人文发展指标的对比,可以看出中国远低于欧盟5个中等发达国家的水平。因此,中国提出在达到中等发达国家水平之后承担减排义务是有根据的,中国要求获得与自身经济社会发展相适应的温室气体排放空间,以满足国民基本生存和发展的需要是合理的。中国在达到中等发达国家之前,可以考虑承诺在一定时期内保持CO2排放强度不增加。     

中国近100年来4个年代际的气候变化特征

研究了本世纪中国年平均气温、年总降水量的气候趋势。指出，２０世纪中国西北、东北、华北明显变暖；降水趋势值不大，但以负趋势为主。２０世纪８０年代中国降水、气温的区域特征明显：华北暖干、西南冷干、东北暖略偏湿、长江中下游冷湿。此外，还研究了２０世纪４个年代际的气候变化特征及差异。指出，在数十年尺度的暖背景下，中国的华北、长江下游等大部分地区降水偏少（比冷背景），东北降水偏多。２０世纪７０年代开始的增暖主要发生在西北、东北；黄河以南的增温还达不到４０年代的程度。相应的降水特征：除了黄河以南及江淮流域降水比４０年代多以外，其它大部分地区降水偏少。     

CHANGE TRENDS OF EXTREME CLIMATE EVENTS IN CHINA

The variations of extreme climate events such as cold wave, typhoon, hot and cold days havebeen discussed using the recent 45-year data. The reductions of nationwide cold wave activities andannual cold day number in northern China all have close relationship with warming winters,especially during 1980s and early 1990s. Decrements of annual hot day number are associated withcooling summers. The typhoon variation has connection with the tropical Pacific sea surfacetemperature conditions. The increments of drought/flood events since 1980s may be connectedindirectly with climate warming up significantly since 1980s. The climate variability of theseextreme climate events has decreased with time since 1980s.     

云南近50 年来的气候变化

利用1961—2008 年云南省124 站及其相邻省市区的37 个地面站的逐日平均气温、降水量资料,客观分析了考虑气温垂直递减率的气温细网格数据。在此基础上,分析研究了云南近50 年来的气候变化。(1)云南近50 年来的气温变化,趋势上与北半球和全国一致,但气候变暖的速率相对缓慢;(2) 云南气候带面积有明显变化,北热带和南亚热带面积增加,而中亚热带、北亚热带和温带的面积减少;(3) 云南冬季是气温上升幅度最大的季节,然后依次是秋季、夏季和春季,虽然近50 年来云南大部分区域气温呈上升趋势,但少数区域气温却呈下降趋势,这些降温区主要集中在低海拔河谷地区;(4) 云南近50 年来降水量年平均变化不大,但季节和空间分布的变化却比较明显,雨季和主汛期降水量呈下降趋势,干季呈上升趋势;在空间分布上,滇东地区呈一致性下降趋势,滇中呈一致性上升趋势;滇西和滇南地区降水量的增减趋势呈交错分布。      

近50年来中国气候变化特征的再分析

利用国家气象中心最近整编的中国 74 0个站逐日资料 ,通过对中国温度、降水、湿度、风速、气压这 5个基本气象要素变化特征较为全面的分析 ,揭示了近 5 0a来中国气候变化的一些新特征。得到的新结果有 :(1)近 5 0a来 ,全国平均气温在 2 0世纪 80年代以后上升更为明显 ;西南低温区在 90年代以后温度也处于上升状态 ;夏季的长江中上游出现明显的降温趋势。 (2 )全国平均年总降水量波动略有减少 ,但 90年代以后夏季降水增加明显 ,尤其是长江以南地区 ,而华北、东北地区降水显著减少 ,体现了夏季风的减弱。 (3)全国平均相对湿度的变化和降水相似。(4 )中国几乎全部地区的风速都在显著减小 ,冬、春季和西北西部最明显 ,该区 90年代的年平均风速比 5 0年代减少约 2 9%。风速大幅减小主要是由于亚洲冬、夏季风的减弱。 (5 )全国平均的海平面气压在增高 ,尤其是北方的冬季 ,这和中国风速的大幅减小有关。     

西北太平洋夏季风的气候学研究

西北太平洋季风区(5°~25°N,120°~160°E)是亚洲-太平洋季风区与亚洲-澳大利亚季风区的一个重要部分,也是一个独立的季风区。文中对西北太平洋夏季风进行了气候学研究,发现西北太平洋夏季风的爆发发生在31候(6月上旬)前后。爆发后,夏季风经历了3次活跃-中断循环,每个循环都相应于独立的干期和湿期。第1个循环是从6月初到7月中旬,降水与低层西风的中心主要位于5°~10°N。第2个循环是7月下旬至9月下旬,降水与低层西风明显向东北方向移动,位于10°~20°N。这个循环是西北太平洋夏季风最强盛的时期。第3个循环是从9月末到10月末,降水与低层西风又向南退回到5°~10°N,达到了西北太平洋夏季风最弱的阶段。这个循环的结束也就预示着西北太平洋夏季风的结束。西北太平洋季风区有明显的季节内振荡(ISO),这种气候的季节内振荡(CISO)主要由30~60 d与10~20 d两种周期组成,但是主要以30~60 d的低频振荡为主。根据西北太平洋的对流和低层西风在不同位相分布的分析,可以看出西北太平洋的低频对流和西风是向西向北传播的。西北太平洋的季风降水、对流与西风的活跃-中断循环在很大程度上受30~60和10~20 d低频振荡的调制。     

中国气温的年代际振荡及其未来趋势

文章用1851～2000年中国年气温资料，讨论了它的变化及其未来趋势。指出：①我国气温有3次全国性的跃变，分别在1920、1955和1978年，每个阶段平均持续期为30年，这和北半球气温跃变点是基本一致的；②我国气温从1978年开始进入了一个稳定增温的气候阶段，直到目前全国年平均气温比上一气候阶段增加了0．3l℃，增暖地区主要在黄河以北的北方地区，冬季增暖比夏季明显，1998年是我国近百年来最暖的一年；③最近一次增温开始于1978年，至2000年持续了23年，估计这个增温阶段至少还能持续10年，但未来10年主要的增温地区有可能南移，长江流域将比现在暖，夏季气温37℃以上的日数要比现阶段增多。     

中国近80年来气候变化特征及其形成机制

自 2 0世纪 2 0年代以来 ,中国地区 4 0和 90年代出现了 2个暖期及 5 0～ 6 0年代相对冷期。最近的 90年代的最暖年 (1998年 )或 5a滑动平均气温几乎已达或略高于 4 0年代的最暖年 (194 6年 )或 5a滑动平均气温。变暖最明显是北方地区 (黑龙江和新疆北部 ) ,而 35°N以南和 10 0°E以东地区自 5 0年代以来存在一个以四川盆地为中心的变冷带 ,虽然 90年代有变暖趋势 ,但基本达到 4 0年代暖期气温。中国降水则以 2 0年代为最少 (192 9年最少 ) ,5 0年代为多水年代 ,以后缓慢减少 ,70年代以后变化不大 ,但多雨带在 80年代及以后由华北南移到长江中下游。195 1～ 1990年 ,大部分地区气温和降水呈负相关 ,在东北和长江—黄河间存在 2个负相关中心 ,表明北方是变暖变旱 ,江淮间是变冷变湿。这些气候变化特征和全球气候变化相比较 ,除北方外 ,变暖期明显的滞后于全球变暖 ,并且出现变冷带等明显差异。文中还综述了用诊断和数值模拟方法对影响中国变化的气候自然变化和人类活动影响 (热岛效应和气溶胶影响 )的研究结果。我们认为 ,以上提出的 3种人类活动对中国气候变化有明显影响 ,特别是工农业发展造成的气溶胶增加是四川盆地气温变冷的主要原因。     

STUDIES ON CLIMATE CHANGE IN CHINA IN RECENT 45 YEARS

Based on the data of monthly mean air temperature and precipitation from about 400 stationsin 1951—1995.and the data of maximum and minimum air temperatures,relative humidity,totalcloud cover and low-cloud cover,sunshine duration,evaporation,wind speed,snow-covered daysand depth,and soil temperatures in 8 layers from 0 m down to 3.2 m from 200 odd stations in 1961—1995.the climate change and its characteristics in China in recent 45 years have been analyzedand studied comprehensively.This paper,as the first part of the work.has analyzed the climatechange and regularities of such meteorological elements as mean air temperature,maximum andminimum air temperatures,precipitation,relative humidity and sunshine duration.The possiblemechanism on climate change in China and the climate change and regularities of othermeteorological elements will be discussed in another paper as the second part.     

中国近45年来气候变化的研究

利用１９５１～１９９５年约４００站的月平均气温、降水和１９６１～１９９５年２００余站的最高和最低气温、相对湿度、总云量和低云量、日照时数、蒸发、风速和积雪日数和深度以及０～３．２ｍ共８层土壤温度等资料,对近４５ａ来中国气候变化特征作了一个较全面的分析研究。本文作为第一部分,分析了平均气温、最高最低气温、降水、相对湿度和日照的气候变化规律。其余要素的变化规律以及中国气候变化的可能机制将在第二部分中加以讨论。     

THE IMPACT OF CLIMATE CHANGE ON WATER DEFICIT AND PRODUCTION OF WINTER WHEAT IN NORTH CHINA

The water deficits in different development stages and the whole growing season of winterwheat in North China under climate change scenarios are analyzed based on the meteorological da-ta,crop phenomenon and soil hydrological data of 30 weather stations.The results show that ifthe temperature rises,the potential evapotranspiration and crop maximum transpiration will in-crease 8%-10%;the actual evapotranspiration in whole growing season will increase about 1%-2%;and it seems to decrease in spring.Therefore the water deficit status would deteriorate.Theamount of water deficit in whole growing season would increase 14%-30%,and the water deficitisolines might shift southward with maximum shift distance being 190 km.As a result the climaticsuitability of winter wheat would change,and the variation rate of yield reduction will be 8%-20% of the present value which results in the declining output values.The irrigation amountwould increase 25%-33%,and the agriculture cost might increase owing to additional irrigation.