A brief introduction to BNU-HESM1.0 and its earth surface temperature simulations

Integrated assessment models and coupled earth system models both have their limitations in understanding the interactions between human activity and the physical earth system. In this paper,a new human–earth system model,BNUHESM1.0,constructed by combining the economic and climate damage components of the Dynamic Integrated Model of Climate Change and Economy to the BNU-ESM model,is introduced. The ability of BNU-HESM1.0 in simulating the global CO2 concentration and surface temperature is also evaluated. We find that,compared to observation,BNU-HESM1.0underestimates the global CO2 concentration and its rising trend during 1965–2005,due to the uncertainty in the economic components. However,the surface temperature simulated by BNU-HESM1.0 is much closer to observation,resulting from the overestimates of surface temperature by the original BNU-ESM model. The uncertainty of BNU-ESM falls within the range of present earth system uncertainty,so it is the economic and climate damage component of BNU-HESM1.0 that needs to be improved through further study. However,the main purpose of this paper is to introduce a new approach to investigate the complex relationship between human activity and the earth system. It is hoped that it will inspire further ideas that prove valuable in guiding human activities appropriate for a sustainable future climate.     

遥感与地球系统科学

地球作为一个高度复杂的非线性系统,各圈层(大气、海洋、陆地、生物、冰雪圈、固体地球)尤其是人类活动等任何组成成份的变化,都会引起地球系统的变化。人类可持续发展面临的巨大科学挑战之一是认识人类赖以生存的、复杂变化的地球系统,认识地球系统如何变化及主要驱动因素,认识地球系统未来变化趋势及如何提高对全球变化的适应能力。卫星独特的全球覆盖和日尺度的观测改变了地球科学的研究方法,它强调所能探测到的多时空尺度上的物理动力过程,在全球范围应对气候变化、能源和环境挑战具有重要作用,揭开了地球系统多学科交叉的新纪元。以地球系统的视野,抓住驱动地球系统的关键循环过程(如能量、水、生物化学循环),是当前地球系统科学的发展趋势。地球系统科学(全球变化)研究需要长期稳定、准确性较高的卫星观测数据,以水循环为例,卫星遥感具备获取全球范围水循环关键参数能力,但是系统性综合观测能力不足,整体精确性受到综合化的可靠空间数据集的限制。目前中国正在积极研制发展新型水循环卫星WCOM(Water Cycle Observation Misssion),并寄希望以此为核心传感器发起全球分布式水循环观测星座系统,进一步提高中国在国际水循环观测与地球系统科学研究方面的话语权与领先能力。     

高阶非线性系统自适应模糊有限时间状态约束控制

针对一类具有状态约束的非严格反馈高阶非线性系统,研究一种自适应模糊有限时间跟踪控制问题.首先,利用模糊逻辑系统逼近不确定性非线性函数,在此基础上,采用障碍Lyapunov函数,解决状态约束问题,通过障碍加幂积分方法和反步递推技术,提出了一种有限时间控制设计方法.在有限时间Lyapunov稳定意义下,严格证明闭环系统半全局实际有限时间稳定且系统的状态不超出给定的约束边界,并实现了有限时间跟踪控制目标.最后,仿真研究进一步验证了所提出控制方法的有效性.     

全球季风系统的稳定性与年代际变化

采用1948～2004年共57年NCEP再分析逐日风场资料,分3个气候时段对全球季风系统的稳定性与年代际变化作了初步研究.发现全球季风系统的地理分布和斜压结构具有很好的稳定性,但强度存在明显的年代际变化.季风的年代际变化以强度的局域振荡和持续加强或减弱为主要形式,不具有传播性.不同高度季风年代际变化的敏感区不同,在对流层低层主要的年代际变化位于北半球中的东半球;而在对流层高层则位于西半球热带地区;在平流层则在环球的两个纬带(20～40°N和赤道带).     

基于宽带网的河南省太阳紫外线强度监测系统研究

使用自主研发的Gstar-Ⅱ型太阳紫外线监测仪,建立基于宽带网的河南省城市紫外线强度监测系统。太阳紫外线强度自动监测站将从紫外线传感器获得的气象要素信息传给本地专用计算机,进行数据处理和编码,然后通过互联网把数据信息送到数据业务中心站,数据业务中心站具有对接收数据进行初步处理和进库的功能;各级气象台站可以很方便地通过宽带Internet网WinSock协议进入数据处理中心,按照自己的要求调用全省紫外线强度历史和实时资料,为本地紫外线预报提供有力的科学依据和手段。     

自动站测报系统软件及数据的备份

介绍自动站测报系统软件和数据文备份和恢复的经验方法。     

2002年6月21～23日梅雨锋上的MCS分析

对2002年6月21～23日发生在黄海-长江流域梅雨锋上的一系列由中尺度对流系统(MCS)引起的强对流天气过程进行了云顶辐射亮温(TBB)和天气形势、气象要素等的诊断分析.结果表明梅雨锋上的MCS是造成这次长江流域产生暴雨甚至大暴雨级强降水的主要系统;MCS的强降水中心(区)与TBB≤-32℃的频率FM、TBB≤-52℃的频率Fs高值中心(区)关系密切,由FM和Fs可以相当明显地反映降水的总体特征,而且比使用TBB低值中心(区)来反映降水的总体特征能力要强;地面的梅雨锋、低层的切变线、对流层上层的高压这种上下层系统的配置十分有利于强对流天气的发生.     

广西人工影响天气作业空域报批系统

介绍广西人工影响天气作业空域报批系统的总体结构及各子系统的功能。     

CLIMATE CHANGE: LONG-TERM TRENDS AND SHORT-TERM OSCILLATIONS

Identifying the Northern Hemisphere (NH) temperature reconstruction and instrumental data for the past 1000 years shows that climate change in the last millennium includes long-term trends and various oscillations. Two long-term trends and the quasi-70-year oscillation were detected in the global temperature series for the last 140 years and the NH millennium series. One important feature was emphasized that temperature decreases slowly but it increases rapidly based on the analysis of different series. Benefits can be obtained of climate change from understanding various long-term trends and oscillations. Millennial temperature proxies from the natural climate system and time series of nonlinear model system are used in understanding the natural climate change and recognizing potential benefits by using the method of wavelet transform analysis. The results from numerical modeling show that major oscillations contained in numerical solutions on the interdecadal timescale are consistent with that of natural proxies. It seems that these oscillations in the climate change are not directly linked with the solar radiation as an external forcing. This investigation may conclude that the climate variability at the interdecadal timescale strongly depends on the internal nonlinear effects in the climate system.     

“05．6”广西持续性大暴雨成因分析

利用常规资料、T213初始场及6h预报场、卫星云图等资料，用中尺度分析方法，并配合诊断分析，对广西“05.6”持续性大暴雨成因进行了初步探讨。结果表明：这次过程是在稳定的大尺度环流形势和有利的物理量场条件下发生，是大、中尺度天气系统相互作用的结果，具有典型的中尺度性质，表现出强降雨的不均匀性、突发性和局地性，是中尺度天气系统活动的结果。