EPIC模式模拟作物对当前气候和CO2条件反应的效果

用于预测气候变化对作物生产影响的模拟模型，必须首先能够描述任一特定地位的作物生产实况。本文将作物生产力的蚀损生产力计算者模式所模拟的密苏里－内布拉斯加－堪萨斯（ＭＩＮＫ）地区１９５１－１９８０年间的作物产量与美国农业部的“县级产量估计”数据（１９８４－１９８７年平均）、各典型农场的专家评估以及文献中报告的农学试验结果相比较，发现虽然有一些出入较大，但大多数ＥＰＩＣ模拟产量均在ＵＳＤＡ（美国农业部）     

CO2浓度增加对我国气候变化趋势的影响

本文通过分析较为均匀地散布在我国不同气候区域内的42个测站1881－1980年间气温、降水序列指出，过去一百年中，我国年平均气温第一主成分的长期趋势与北半球年平均气温长期趋势十分一致。按照过去一百年中我国各地气温变化长期趋势与北半球平均气温长期趋势的相互对比关系推算,在全球CO2浓度加倍时，我国大部分地区的年平均气温可望升高5℃以上。对热量平衡方程和温度、湿度经验关系的分析还表明，平均气温每升高1℃，我国华北、西北地区的蒸发量将增加10％以上。因此，CO2浓度的增加，势必将使我国干旱、半干旱地区的缺水状况更趋严重。     

贵阳市SO2浓度分布的数值模拟

本文使用有限元的ｃｈａｐｅａｎ函数法，数值求解一阶闭合的三维欧大气平流扩散方程（Ｋ模式），并以个性后的Ｍａｓｓ一层中尺度气象数值模式计算复杂地形条件下的水平风场，据实测风廓线推广到三维，将其平流扩散方程的气象背景场输入，联接两模式使之成为研究城市多源污染物分布状况的实用数值模式。利用现有的常规资料作初始值，对贵阳市ＳＯ２浓度分布值进行模拟，结果表明与实测浓度分布基本一致。     

二氧化碳的气候效应与华北干旱问题

本文评述了1987年两次二氧化碳气候效应国际学术会议的情况,进而讨论了这种效应对我国温度与降水变化的可能影响。最后,根据10~2—10~5年时间尺度温度变化与降水变化的对应关系,认为华北的干旱有可能向趋向缓和的方向变化。     

局地云量变化气候效应的数值模拟

本文用统计得到的东半球夏季平均云量资料，利用改进的云－辐射计算模式，在三维有限区域模式中模拟局地云量变化的气候效应。模拟结果表明，高原地区和热带辐合带云量变化造成的气候效应都主要表现在青藏高原地区。在低反照率时，高原地区云量减少使该地区地表加热，引起高低空气压系统加强；高反照率时结果相反。热带辐合带云量减少会引起青藏高原地区降温和气压系统减弱。     

气候模式分辨率对气溶胶气候效应模拟结果的影响

气候模式分辨率作为影响模式模拟结果的重要因素,其对气溶胶与云相互作用的影响尚未全面认识。利用公共大气模型CAM5.3在3种分辨率（2°、1°、0.5°）下,分别采用2000年和1850年气溶胶排放情景进行试验,检验提高分辨率是否能改进气候模式的模拟能力,分析不同分辨率下气溶胶气候效应的异同,探索模式分辨率对气溶胶气候效应数值模拟结果的影响。通过观测资料与模式结果对比发现,提高分辨率可以明显改进模式对总云量、云短波辐射强迫的模拟能力,0.5°分辨率下模拟结果与观测更接近,其他变量并无明显改善。在不同分辨率下,全球平均的气溶胶气候效应较为一致,总云量、云水路径均增加,云短波和长波辐射强迫均加强,而云顶的云滴有效半径和降水均减小,地面气温降低。不同分辨率下,气溶胶增加引起的气溶胶光学厚度、云水路径、地面温度、云短波和长波辐射强迫变化的纬向平均分布相似但大小存在差异;而降水和云量变化的纬向分布与大小均存在较大差异,在区域尺度上还存在较大的不确定性。全球平均而言, 0.5°分辨率下气溶胶的间接辐射强迫相比1°分辨率下的结果降低了2.5%,相比2°分辨率下的结果降低了6.4%。提高模式分辨率可以部分改进模式模拟能力,同时,气溶胶的间接效应随着模式分辨率的提高而减弱。但气溶胶引起的云量、降水的变化在不同分辨率下差异较大,存在较大的不确定性。     

气候模拟研究进展

根据地回顾了大约４０年来气候模拟研究的发展过程，指出根据研究的目标可以分为三个阶段；模拟大气平均状况、敏感性实验及气候变率的模拟，着重总结了近年来气候变率模拟的最新成果，包括对印度夏季风降水，萨赫勒干旱、气候变率、世界三大涛动、ＥＮＳＯ循环及中国旱涝型的模拟研究。     

CO2对温棚蔬菜的增产效应

Ｃ３作物对ＣＯ２最敏感。蔬菜属Ｃ３作物。由于日光温室、塑料大棚蔬菜生产环境基本上封闭，ＣＯ２浓度不足，远不能满足作物光合作用需要，使作物处于饥饿状态。在温棚中增施ＣＯ２，可使蔬菜长势旺盛，病害减轻，花期、结果期、采收期提前，产量大幅度提高。实验结果表明：９ｈ３０ｍｉｎ￣１０ｈ３０ｍｉｎ为最佳施用时间；定植活根后１５￣２０天、作物花芽分化和果实膨化时施用效果最佳；西红柿、黄瓜和西葫芦、芹菜，ＣＯ２浓     

南半球臭氧变化气候效应的数值模拟

采用一个陆气耦合的９层谱模式模拟了南半球臭氧减少所产生的气候效应。数值试验结果表明,南半球臭氧的减少不仅对南半球温度场的 大气环流有影响,而且对北半球的温度场结构和大气环汉也有一定的影响。其气候效应具有全球性。南半球臭氧减少总体上可以使平流层中层以上大气降温、平流层低层增温、对流层顶附近降温。此外,在北半球冬半年期间,南半球臭氧的减少可使南北半球的副热带西风急流都减弱,极锋急流都增强;在北半球夏半     

CO2倍增后的气候变化与中层大气

ＣＯ_２倍增后的气候变化与中层大气Ｄ．Ｒｉｎｄ等（美国宇航局戈达德空间飞行中心空间研究所）１前言目前预测指出，随痕量气体浓度的增加，到下世纪中叶，地球气候将同今天有明显差异。按目前和预计的痕量气体增长速度，约在２０４０年将达到相当于ＣＯ。加倍的辐射效?..     

长三角城市群下垫面变化气候效应的模拟研究

利用法国动力气象实验室发展的高分辨可变网格大气环流模式LMDZ,分别通过LMDZ的高分辨可变网格区域版及其全球版模式的数值模拟,研究长三角城市群下垫面变化带来的夏季气候效应,并尝试探讨大尺度环流的响应.其中LMDZ高分辨区域模式的模拟结果表明长三角城市群下垫面变化可导致夏季长三角地区接受的净辐射明显增加,感热通量上升,潜热通量下降,引起局地地表温度显著上升.同时西太平洋副热带高压西伸北抬控制长三角地区,反气旋性水汽通量异常,导致该地区降水异常减少.进一步对LMDZ全球模式的模拟结果分析,发现长三角城市群下垫面变化可能会引起大气基本模态的变化,进而引起南北半球中高纬异常波列结构的出现.     

中亚费尔干纳盆地灌溉气候效应的数值模拟研究

中亚地处干旱气候区,农业生产高度依赖灌溉,然而灌溉对当地气候影响的认识还较为薄弱。为此,针对多雨（2009年）、少雨（2008年）及正常（2007年）年景下中亚典型农业区—费尔干纳盆地暖季（5—9月）的气候,利用嵌入灌溉过程参数化方案并更新土壤参数的WRF模式,分别进行了考虑灌溉过程（称为IRRG试验）与不考虑灌溉过程（称为NATU试验）的模拟试验,并通过对比IRRG与NATU试验之差揭示了灌溉对区域气候的影响。研究发现：（1）灌溉致使暖季地面潜热增加（79.2 W/m2）、感热减少（−61.3 W/m2）,日均气温降低1.7℃,空气比湿升高2 g/kg（约为NATU的36%）,因5—6月为雨季,7—8月为旱季,故7—8月的灌溉量大,冷湿效应略强于5—6月;（2）冷湿效应主要出现在灌溉区域,降温达2℃,增湿达2.4 g/kg,灌区外甚微,同时从地面到高层大气,冷湿效应越来越弱,在约500 hPa（距地面约4000 m）以上冷湿效应消失;（3）在盆地中央平原地区,因灌溉而致空气湿度上升产生的潜在增雨效应与地面冷却产生的对流抑制作用相互抵消,灌溉与无灌溉情景下当地降水无显著差异;灌溉可导致盆地南、北两侧山区降水增加（约0.6 mm/d）;（4）不同年景之间灌溉量差异主要出现在5—6月,少雨年比多雨年灌溉量多20 mm/月,日均气温降幅偏大0.3℃,空气比湿增幅偏大0.5 g/kg,但山区降水增幅偏小0.6 mm/d。     

边界层气溶胶气候效应的研究

用三维气候模式模拟了边界层气溶胶的气候效应。结果表明，边界层气溶胶可使大气和地表的气候状态发生明显的变化。３００ｈＰ以下气柱中气温升高，地表和土壤温度降低。在气溶胶光学厚度较大的沙漠区上空，水平风场出现气旋性差值环流，垂直上升运动也发生较多变化。降水变化与３００ｈＰａ上垂直运动的变化有很好的正相关。同时讨论了气溶胶气候效应的物理机制。     

人为热释放:全球分布的估算及其气候效应的探索

人类生产和生活中大量消费各种形式的能源,除了向大气里排放温室气体和气溶胶外,还释放大量热量。人为热释放伴随着人类社会发展而长期存在,随着全球人口增长和经济发展,其影响效应不断加剧。人为热释放具有典型地域集中、不均匀分布的特征:虽然全球平均人为热释放通量仅约为0.03 W m-2,在人口密集的城市地区,人为热释放可高达每平方米数百瓦,足以影响局地气候。伴随全球经济的发展,人口的增长及城市化进程的加剧,人为热释放分布更集中,影响气候的范围逐步扩大,其对气候的影响能力逐步增强。全球气候模式的结果表明:人为热释放能够对全球大气环流产生影响,进而影响到全球气候变化。人为热释放可以导致全球地表温度增温约0.06 K,500 hPa温度场平均升温约0.04 K,尤其对北半球中高纬度升温效应明显。研究结果表明,人为热释放虽然没有温室气体如二氧化碳等影响因子对全球气候的影响那么显著,但是其仍然能够对全球气候产生影响,是全球气候变化不可忽视的影响因子。     

夏季太湖局地气候效应的数值模拟研究

利用WRF模式,通过数值模拟试验研究了夏季太湖的局地气候效应,揭示了太湖对局地降水、温度等气象要素的影响,并探讨了内在的物理机制。结果表明:太湖主要在局地尺度上引起夏季地面气温降低和降水的减少,影响强度从湖区向周边地区逐渐减弱;太湖引起的夏季降水减少主要来源于对对流性降水的减弱作用;太湖对湖区及邻近区域夏季地面气温和降水的影响表现出明显的日变化特征,白天影响程度明显强于夜间且在午后的影响最强;太湖在午后引起湖区及邻近地区低层大气显著降温和异常辐散,抑制了该区域的大气对流活动并引起对流降水的明显减少,进而造成夏季太湖及邻近地区降水的减少。     

生物圈变化与气候

近百年来全球气候变化的总趋势是地面气温逐渐变暖*[1],虽然40—60年代有一些小的波动。一般认为当代气侯变暖的主要原因是大气中CO_2及其它温室气体的增加。而CO_2的增加,又主要是由于人类进入工业化社会后煤、石油等矿物燃料的燃烧所造成的。然而也有不同的看法,Woodwell[2]详细讨论了生物圈变化的极重要的潜在作用,他认为到上世纪末采伐森林和扩大耕地已经成为大气中CO_2的第二种来源,它在数量上和迄今由于使用地下燃料所造成的CO_2源相当,因此应该重新评价现有CO_2的循环模式。图1是Robock[3]1985年给出的包括植被在内的气侯反馈图,植被通过与大气成份、反射率、蒸散等过程的反馈而与气候相互作用。因此必须高度重视研究生物地球化学过程和物理过程及其对气候的影响,还必须研究人类活动对这些过程的干扰。本文将分四个问题对此进行简单介绍和评述。     

气候预测与世界气候研究计划

气候变化和异常对人类活动和社会经济的长期发展有很大的影响，非洲及其它大陆上的持续性干旱．中国江淮洪涝乃至新疆“96·7”大暴雨等均为其例证。对气候变化和异常的预测已成为社会、经济发展的要求。与研究天气变化不同，研究气候变化涉及到更长的时间尺度。在这样的时间尺度内，仅考虑大气是不够的，要考虑包括大气、海洋、冰雪圈、陆地表面和生物圈在内的气候系统。对气候系统进行定量观园和综合分析，对气候形成和变化的动态过程进行理论研究和数值模拟是当代气候学研究的特点。而在此基础上准确理解气候变化的机制，使气候预测的可…     

RegCM3引入气溶胶间接气候效应模拟效果对比

利用2006年区域气候模式RegCM3和Streets气溶胶排放源清单,在原模式中引入间接气候效应模块,改进云降水方案,对硫酸盐气溶胶的时空分布、辐射强迫效应进行了模拟研究。结果表明：硫酸盐气溶胶辐射强迫有明显季节变化;直接效应使地表温度降低,冬春季大值区出现在四川盆地,夏季大值区出现在华北平原。对降水的影响,主要表现在西南—东北水汽输送带上降水减少;其间接气候效应主要表现在使南方地区温度上升、北方地区温度下降;珠江流域和黄河流域降水减少,长江流域和东北地区降水增加。总的来说,直接效应大于间接效应。     

用 IAP／LASG GOALS模式模拟CO2增加引起的东亚地区气候变化

Two simulations, one for the control run and another for the perturbation run, with a global coupled ocean-atmosphere-land system model (IAP / LASG GOALS version 4) have been carried out to study the global warming, with much detailed emphasis on East Asia. Results indicate that there is no climate drift in the control run and at the time of CO2 doubling the global temperature increases about 1.65℃. The GOALS model is able to simulate the observed spatial distribution and annual cycles of temperature and precipitation for East Asia quite well. But, in general, the model underestimates temperature and overestimates rainfall amount for regional annual average. For the climate change in East Asia, the temperature and precipitation in East Asia increase 2. l℃ and 5% respectively, and the maximum warming occurs at middle-latitude continent and the maximum precipitation increase occurs around 25°N with reduced precipitation in the tropical western Pacific.