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。     

气候和气候变化领域的研究进展

该文回顾了过去几十年来中国气象科学研究院在气候和气候变化研究方面的成果, 主要包括对我国历史气候资料的恢复、重建和整理, 气候区划, 对我国气温和降水的研究, 对青藏高原温度和降水、近地层与边界层地-气过程, 大气热源特征和臭氧变化的研究, 古气候模拟, 对气候变化的预测理论和方法以及气候和气候变化对我国社会、经济的影响等方面的研究。近50年中国气象科学研究院收集大量气候资料并整理出版了《中国近五百年旱涝分布图集》; 对风能等资源进行了气候区划; 明确了近几十年中国地区在20世纪40年代和90年代出现了两个暖期, 20世纪50—60年代出现了相对冷期; 在全球变暖的背景下, 以四川为中心的西南地区自20世纪50年代到80年代一直在变冷; 20世纪80年代以后, 多雨带由华北南移到长江中下游地区; 提出青藏高原近地层与边界层地-气过程的综合物理图像; 发现青藏高原夏季臭氧低值中心; 模拟出青藏高原隆起过程中中国气候变化特征; 揭示出东亚季风环流系统及其成员; 设计了多种预报方法; 还将气候和气候变化研究成果向国家经济转化。     

气候模式与气候模拟

本文扼要地叙述了气候模式与模拟的定义、内容和发展概况。介绍了不同类型模式,如能量平衡模式、辐射对流模式、大气环流模式和随机模式等的主要特征。最后举了两个实例,即用大气环流模式作由二氧化碳增加而造成大气增温的数值试验以及用机制模式研究气候变化及可预报性,以此来阐明当今气候模拟的两个主要方向。     

气候模式对北冰洋地区气候变化模拟评估和未来预估

正在全球气候变化研究中,北冰洋地区(包括北冰洋海水和海冰区以及周边陆地和岛屿积雪冻土区)受到极大的重视,因为在全球变暖中,北冰洋的变暖和海冰融化是最引起注意的问题之一。因此,气候模式对北冰洋地区气候变化的模拟评估以及对未来的预估,受到极大的重视,本文将综述近些年这方面的研究~([1-4])。     

全球气候模式对宁夏区域未来气候变化的情景模拟分析

利用多个全球气候模式(GCM)的情景模拟结果分析只考虑温室气体效应的IS92a GG情景和同时考虑温室气体效应和硫化物气溶胶辐射效应的IS92aGS情景以及SRESA2、B2情景下宁夏区域21世纪地面气温和降水量的可能变化,并进行不确定性分析。气候基准时段(1961~1990年)模拟结果与观测资料的对比分析表明,GCM对宁夏气候具有一定的模拟能力;整体上讲,GCM对地面气温的模拟值偏低,对降水量的模拟值偏高,其中ECHAM4和HadCM3对宁夏基准时段地面气温和降水量的模拟结果与观测比较接近。各GCM模拟值的平均结果显示,4种温室气体排放情景下21世纪宁夏区域气温持续升高,至21世纪末宁夏升温幅度可达4~6℃,与全国平均的增温幅度大致相当;与升温趋势相应的是降水量的增加,但降水变化呈现出很大的波动性,至21世纪末宁夏的降水变化幅度可达10%~40%。各个GCM模拟的宁夏气候变化的总趋势是一致的,但各模式在不同情景下模拟结果的差异很大,存在较大的不确定性。     

用气候模式模拟大气中二氧化碳浓度增加对气候变化的影响

一、引言人类活动对气候变化的影响以及气候变化对人类的影响问题在近二十年来被许多气候学家所注意。人类活动对气候影响中最受注意的是 CO_2增长的效应。许多观测及分析研究已经证实,大气中     

气候模式与水文模拟关键技术研究进展及展望

近几十年来国内外研究者针对全球气候变化与水文模拟相关的科学问题进行了大量的研究,因此有必要对其进行系统的回顾。首先以降水和气温为例,回顾了历史时期观测到的气候变化;然后结合最新的CMIP6计划,简要叙述了气候模式研究与水文模拟研究的关键技术方法,包含气候模式的研究进展、气候变化情景的构建技术、气候模式的评估与未来的预估、水文模型的选择和气候模式-水文模型的连接技术;同时拓展到气候变化影响评估的不确定性来源及量化方法;最后讨论了气候变化与水文模拟研究中存在的问题,并结合国家和行业发展需求提出了研究展望。     

CMIP5气候模式对云南气候变化模拟评估及未来情景预估

基于8个气候模式和多模式集合数据(21个气候模式简单集合)和观测数据,评估了其在气候基准期内对云南气温、降水的模拟能力,在评估基础上应用多模式集合数据,预估了未来不同排放情景下云南气温、降水的空间变化情况。结果表明:①多模式集合和部分模式能较好的模拟出基准期内气温、降水的年际变化趋势;在空间分布特征上,气候模式(包括多模式集合)对降水的模拟偏差较差,对气温的模拟相对较好;但在月平均气温和月降水的年内分布模拟上,多模式集合数据的模拟效果明显优于8个气候模式数据;②预估结果表明,在未来3种排放情景下云南地区降水呈西增东减的空间部分特征,纵向岭谷地区降水增加幅度为1%～3%,而气温在3种排放情景下则表现为一致的增加,降水和气温均在RCP8.5情景下增幅最大。     

NCAR CAM3全球气候模式对亚洲中部干旱区气候变化的模拟检验

以英国气象局哈德来环流中心提供的连续变化的海温和海冰资料为边界场,用NCAR CAM3全球气候模式对近百年来亚洲中部干旱区气候变化进行模拟,然后利用NCEP再分析资料、英国东安哥拉大学近100 a的CRUTEM2v气温格点序列资料及距平均方根误差、相关系数等方法对模拟的亚洲中部干旱区气候平均场进行检验,结果表明:CAM3.0对亚洲中部干旱区的高度场模拟较好,均方根误差均较小,相关系数较大,相关性较强;温度场除低层700 hPa均方根误差稍大外,其余对流层均较小,并且相关系数比较大;无论对经向风速还是纬向风速,模式模拟的均方差均较大、相关系数较小,模拟的效果较差,其原因尚待进一步研究;地面加热场模拟均方根误差分布具有明显的纬向性,局域和季节差异明显;数值实验模拟出了近百年来亚洲中部干旱区地面气温的变化趋势,但模拟的增温幅度更大,同时对季节变化的模拟存在差异。     

南京信息工程大学气候与气候变化研究进展回顾

简要回顾了南京信息工程大学建校60 a来在气候与气候变化方向的研究历程,总结了南京信息工程大学（简称南信大）气候学科在辐射气候、山地气候、应用气候、气候诊断与预测、统计气候、气候变化与区域响应及其未来预估等方面的重要研究成果。     

渤海海冰单点模式的气候模拟

利用PW1979海冰热力模式，考虑渤海的地理特点和气候特征，假设渤海为薄层海洋，引入二分法求解海冰表面温度。用该地区气候平均的云量、湿度、海平面气压和风速以及附近4站的月平均气温资料作为强迫场，模拟了渤海海冰的气候变化。模拟结果与逐年的海冰级数资料具有一致的变率，表明气温对海冰年际变化有重要影响。     

近十年来气候模拟和气候模式研究综合评述

一、前言过去20年中气候模拟研究有了很大进展。自然和人为两种原因造成的气候振动对社会经济产生的影响已越来越受到关注。由于模式研究工作进展迅速,气候“预报”任务又十分紧迫,于是近十几年来各种模式应时而生,纷然杂呈。气候乃是各种大气参数的一个综合。这些参数在不同的时间尺度和空间尺度上变化。气候模式在时空分辨率和复杂性上是多种多样的。有些模式较适合于进行某些特殊的试验,可以产生互不相同的预报。为什么会产生这种差异?要想搞清楚其原因并非易事,特别是对于不太熟悉气候模拟的研究人员更是如此。因此,本文的重点是评述不同气候模式的性质,指出不同模式的用途及其对气候系统中     

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。      

干旱区天气、气候数值模拟的研究进展

干旱区的气候模拟有着很强特殊性。气候模式是研究和探讨干旱区形成物理机制的有效手段和工具。介绍了近年来国内外干旱气候数值模拟和试验的研究与进展．总结和评述了陆面过程中地表反照率、土壤湿度、植被状况的参数化和对气候的影响．讨论和阐述陆面过程在气候模拟中的重要性。对干旱区的气候和天气灾害的数值模式模拟研究作了一些评述，并对干旱区数值模拟的有关问题进行了讨论和展望。指出干旱区陆面过程的深入研究和干旱区陆面参数的标定，是改进干旱区气候模拟的重要途径。     

自然气候变异与人为气候变化对径流影响研究进展

 在回顾IPCC于1990-2007年4次关于气候变化对径流影响的评估报告进展的基础上,将第一次与第二次评估报告归纳为第一代--以气候均值变化对径流影响及其适应为主要特征;第三次与第四次评估报告为第二代--突出人为气候变化与自然气候变异对径流影响及其适应问题,分析了常规的气候变化对水文水资源影响评估方法的发展过程及存在的问题。研究结果反映了年代际时间尺度的自然气候变异的影响,而未能考虑与极端事件发生频次和强度变化密切相联的日、季和年际尺度的气候变异的影响,从而低估了气候变暖对洪水、干旱以及农业灌溉需水的负面作用。在介绍国内外研究的基础上,为第五次IPCC评估报告提出了加强交叉学科综合研究的建议。     

区域气候模式RIEMS对东亚气候的模拟

利用区域环境集成系统模式对东亚地区进行了1987年1月到1996年12月的长期积分试验,重点考察了区域气候模式对东亚地区区域气候平均状况的模拟能力.结果表明:(1) RIEMS模式能够较好地模拟出不同季节温度的空间分布以及不同区域温度的年变化;同时模式模拟的季和月平均表面大气温度与观测之间偏差大约一般在1～2℃.(2)对于降水来说,RIEMS模式能够较好地模拟降水的季节变化以及空间分布特征;同时,也能够较好地模拟不同区域降水的年变化.就季节而言,模式模拟的冬季降水最好,相对较差的为夏季;同时,模式能够较好地模拟雨带季节性移动,但模拟的雨带较观测的雨带偏北,大约为2～3纬度.(3)RIEMS模式能够模拟出东亚地区观测的湿润和干旱分布规律,但对于西北干旱区较观测偏干.       

自然气候变异与人为气候变化对径流影响研究进展

在回顾IPCC于1990-2007年4次关于气候变化对径流影响的评估报告进展的基础上,将第一次与第二次评估报告归纳为第一代--以气候均值变化对径流影响及其适应为主要特征;第三次与第四次评估报告为第二代--突出人为气候变化与自然气候变异对径流影响及其适应问题,分析了常规的气候变化对水文水资源影响评估方法的发展过程及存在的问题。研究结果反映了年代际时间尺度的自然气候变异的影响,而未能考虑与极端事件发生频次和强度变化密切相联的日、季和年际尺度的气候变异的影响,从而低估了气候变暖对洪水、干旱以及农业灌溉需水的负面作用。在介绍国内外研究的基础上,为第五次IPCC评估报告提出了加强交叉学科综合研究的建议。     

全球三维环流模式模拟短期气候变化的能力

本文总结评述多种全球三维环流模式模拟短期气候变化的能力。研究表明,全球三维环流模式有能力模拟各种变量的全球平均、纬向平均、年内变化以及地理分布。     

气候变化与气候层次结构初探

应用相空间经验正交展开方法，分析了四川降水、温度局地气候变化的主要特征及与其层次结构的关系。结果表明：气候作为一个多层次复杂系统，其变化表现出明显的层次结构特征，气候突变多反映在较高层次结构上，非突变变化多属于较低层次结构；高层次决定了气候变化的基本形态，低层次存在反馈作用；正（负）反馈作用可加强（减弱）气候变化的突变性；气候突变的强度和时问具有一定的层次结构差异性。     

气候模拟

模拟是现代气候研究的核心，是我们连接气候系统中大气、海洋和陆面成分的途径。（本文）以天气预报的模拟为背景简要回顾了气候模拟的起源和发展。在最近的几十年中，气候模拟包括逐渐改进的物理过程参数化，并且用于多种敏感性试验，而其中许多试验是由世界气候研究计划（WCRP）和较早的全球大气研究计划组织的。现行大气模式的主要系统性误差包括高纯对流层上部过低的温度和极端行为（比如大气阻塞事件）的普遍低估，而用于气候研究的海洋模式模拟的输送和变率普遍太小。目前，气候模拟中的重点大多集中在模拟不断增加的温室气体（对气…