气候变化对美国部分地区和行业经济的影响

由于美国地域广阔,地形、生态、气候和经济的多样性以及散居的人口和不同的生活方式,气候变化对美国的影响会有很大差异。这样一个拥有13．6多万亿美元GDP和3．02亿人口的大国如何应对气候变化取决于许多因素。这些因素包括对影响的严重性的认识、对影响的全部含意的理解能力以及在投资和政策决策中反映这种认知的程度。     

地幔转换带的金属铁限制了硅酸盐的水化作用北大核心CSCD

在地幔转换带条件下,瓦德利石和林伍德石最多可以携带3%质量的水。地球物理和地质学观测表明,地幔转换带的含水量可能高度不均一,该区域富水或贫水仍然存在巨大争议。而同时前人研究也显示地幔转换带的氧逸度很低,其还原环境对应着金属铁的析出。在地幔转换带,富水的硅酸盐矿物能否与金属铁稳定共存呢?     

全球海-气耦合大环流模式的发展

很早以前人们就相信能够逼真地模拟全球气候、气候变率以及气候变化的许多特征的气候模式,必须从相互影响上表达动力耦合的气候系统的多个主要分量,特别是大气、海洋与冰雪圈。一般来说这方面的工作一直受到计算能力、我们对实测系统的了解以及气候模拟能力的限制。随着巨型计算机的问世,我们对于全球气候过程了解的加深以及大气环流气候模式计算效率的改进,我们已经看见将大气、海洋、海冰耦合在一起的全球气候模拟迅速增加。从60年代后期开始,持续至80年代早期,人们将大气、海洋和海冰的大环流模式耦合起来,让模式非同步运行从而产生可信的对全球气候的各种模拟。这些分量模式中的系统误差后来促使一些模拟研究人员采用通量订正或通量调整,通过调整海-气界面上的一个或若干个变量,可以使模拟更接近实况。在过去的几年中计算能力与气候模拟技术的进一步改进已经使得全球海-气耦合大环流模式能同步运行(也就是说大气与海洋间的交流至少每个模式天一次)。由于计算上的限制,加上需要几十年气候积分,目前仍然只能将相对而言较粗网格的海洋大环流模式与相应的粗网格大气模式耦合(在500km×500km的量级上)。但是,最新一代全球耦合大环流模式的结果已揭示了,实验中二氧化碳逐渐增加时的一些令人感兴趣的、与海洋动力学和全球气候有关的特征。全球耦合大环流模式模拟研究的另一引人注目之处是与厄尔尼诺及南方涛动相联系的一些特征的出现。这些发现,加上同时进行的其它类型的有限域、动力耦合模式方面的研究使人们认识到气候系统中存在着固有不稳定耦合方式,是大气与海洋相互作用耦合的独特产物。所有这些努力正在造就下一代海-气耦合大环流模式。这些模式将在速度更快、存储量更大的计算机上运行,这些模式的海洋部分、大气部分的分辨率将会更高,海冰的表示方式将更加准确,云-辐射方案将得到改善,陆面过程的处理将更加逼真。     

土壤湿度的时间变化性及其对气候的影响

本文应用大气环流模式研究了土壤湿度的时间变化性及其与大气之间的相互作用。我们发现,用模式算出的土壤湿度时间序列中包含很大的低频方差。土壤湿度的长时间尺度异常很像土壤层对降水强迫白噪声的红噪声响应。文中还讨论了土壤湿度的时间变化性对于可能蒸发与降水的依赖性。     

卫星生物气候学研究

对地球陆地的卫星遥感大大增进了人们对全球植被型的了解.综合可见光与近红外波段的反射率观测值可以大致反映植被枝叶的存在,状况及数量.在气候研究中,这种资料相当有价值,因为气候变量与植被枝叶有关.植被枝叶的存在主要由局地热量与水分状况的结合决定.反过来,枝叶的存在又决定了局地光合率,影响表面反射率,影响局地蒸散率以及地面能量和质量平衡的其它要素.这些遥感资料的应用第一次为直接研究气候与植被之间的相互作用提供了连贯的全球性资料.这些进展正在被气候学研究接收,将会促进大尺度生物气候学的发展.预计在不久的将来,遥感技术以及人们对这些技术的了解将继续迅速发展,并且会推动卫星气候学这一新领域的重大进展.     

非线性影响——短期气候扰动的关键

目前,我们对于非线性相互作用在气候系统的空间与时间变化性方面所起的作用了解得很少。所以,我们设计了一个简单模式,试图对非线性因素获得进一步的了解。用该模式模拟年际变化,结果与实测值吻合得非常好。超长期积分(十万年)表明,仅非线性因素就能引起显著的气候异常。但是,该模式中的非线性因素不能产生持续的气候变化。时间尺度小于一年的外部强迫不会产生超过2年的气候扰动。文章最后指出,即使对模式气候进行很大的太阳辐射调制,非线性因素也能间歇性地干扰这种调制。这就表明,根据这种气候振动中断,就对太阳所致的气候振动持否定态度应该重新评价。     

微量物质对大气能量收支的影响

地球吸收的太阳辐射是驱动大气运动的初始能源。可以通过几种微量物质和通过海陆表面层来了解大气电磁场到温度场的能量转换。行星或地-气系统中最强烈的吸收发生在近地层。就全球平均而论,大气直接吸收的太阳辐射只占入射辐射的20％。大约51％的太阳辐射是经过地面后间接到达大气的。这部分能量再自然地被分成各种能量通量。水汽、臭氧、CO_2和气溶胶粒子是吸收最有效的微量物质。表1归纳了这些微量物质的一些特性资料。     

何种风暴引发龙卷风？

Purdue大学的Robert Jeff Trapp等研究发现,在美国大多数龙卷风是由单个雷暴引发,但有相当大的一部分是由排列成行的雷暴产生的,尤其是在夜晚和凉爽季节。Trapp等研究了1998~2000年间发生在美国的3800多个龙卷风个例。研究表明,在龙卷风Alley的中心,旋风常常是从相对较小风暴单     

南北极冰融化导致的海平面上升比预计的要快

由NCAR与亚利桑那大学(University of Arizona)研究人员Bette Otto-Bliesner与Jonathan Overpeck分别进行的两项综合计算机模拟与古气候资料的研究表明,南、北极冰原都可能会融化得比预计的快。该研究表明,到2100年北极夏季可能会像约13万年前一样温暖,当时海平面比现在高6 m。     

用平流层气球探测飓风形成

美国与法国科学家联合用大型、专门的平流层气球在非洲和大西洋地区施放了约300套新探测仪器。这些仪器由NCAR的研究与技术人员研制,能收集到飓风发展关键区未来一个月的详细资料。2006年8月28日在尼日尔的Zinder气球首次升空,携带这种称为飘移式探空仪(driftsonde)的探测装备。8月下旬在Zinder施放了7套以上飘移式探空仪,此时为热带大西洋飓风生成高峰期。热带大西洋东部位于美国的“Hurricane Hunter”探测飞机的航程之外,预报员很难确定哪些天气系统会发展成为飓风。获得的driftsonde资料将有助于确定飓风盛衰的天气条件。每个气球在…