近代全球及中国海平面变化研究述评

<正>近代气候变化的直接观测表明,全球气候系统变暖是毋庸置疑的[1]。最近100 a(1906~2005年)的全球平均气温升高了0.74℃(0.56~0.92℃),最近50 a的变暖趋势是最近100 a的两倍[2]。到2050年,全球气温可能比20世纪上升1.4~3℃,其高值高于政府间气候变化专门委员会(IPCC)2007年分析报告给出的预测结果[2]。海平面对气候变化的响应非常敏感,     

IAP-DecPreS年代际气候预测系统及其预报技巧

针对未来1~10 a气候状态的近期气候预测(年代际预测)是当前国际气候领域的研究热点。本文综述了中国科学院大气物理研究所发展的基于耦合气候系统模式的年代际气候预测系统IAP-DecPreS相关的研究进展。IAP-DecPreS系统的核心部分是耦合模式海洋分量初始化方案,“集合最优插值-分析增量更新”(EnOI-IAU)方案,该方案将集合最优插值(EnOI)和增量分析更新(IAU)结合起来,能够同化原始的海洋次表层温度廓线观测资料,对耦合模式进行初始化。系统的年代际回报试验表明,IAP-DecPreS对太平洋年代际振荡和大西洋多年代际变率的预测技巧与耦合模式比较计划第五阶段(CMIP5)技巧较高的模式相当。IAP-DecPreS系统被广泛应用于气候预测相关研究,包括火山气溶胶对年代际预测技巧的影响,全场同化和异常场同化两种不同的初始化方法对ENSO、印度洋偶极子模态和印度洋洋盆模态等的预测技巧的影响。最后,结合国际发展态势,对未来IAP-DecPreS的发展进行了讨论。     

人类活动对气候系统的影响——解读IPCC第六次评估报告第一工作组报告第三章

2021年8月,政府间气候变化专门委员会（IPCC）第六次评估报告第一工作组报告发布。该报告清楚表明,近百年来气候系统正在发生广泛而迅速的变化,人类活动已使得大气、海洋和陆地变暖。本文通过对报告第三章的摘译,介绍了报告中关于人类活动对气候系统影响的主要结论,包括人类活动对大气和地表、冰冻圈、海洋、生物圈以及气候变率的影响。基于最新的观测资料、新一代气候模式结果以及不同的检测归因方法,通过评估近年来该领域的最新文献表明,以温室气体为主的人类活动可以在气候系统多变量变化中被检测出来。     

近百年全球温度变化中的ENSO分量

首先利用Nin~o C区海温、Nin~o 3区海温及两个不同的SOI序列,建立了1867年春到1998年春期间的ENSO指数序列。近百年来ENSO对热带、热带外地区年际尺度的温度变化有显著影响,热带地区温度变化滞后ENSO约1个季,热带外地区滞后约2～3个季。ENSO能解释同期全球年平均温度方差的14%～16%左右;如果考虑ENSO对温度影响的滞后特征,则能解释的部分提高到20.6%。ENSO对温度的影响主要是在年际时间尺度上,对近百年来全球温度变化的长期趋势和年代际变率贡献不大。     

大气圈碳循环的模拟研究进展

碳元素是地球生命的重要组成元素,而大气中的ＣＯ２是生命物质中碳元素的最主要来源,它也是引起气候长期变化的外强迫作用中最主要的温室气体,观测资料表明,在工业革命后,由于人类工农业活动的影响,大气圈中ＣＯ２含量增加很快。了解碳的源汇分布,大气圈碳循环动力机制以及碳循环与气候系统的相互作用,并进一步了解碳循环在整个地球系统内的作用过程十分重要。本文综合了近年来一关于碳循环在整个地球系统内的作用过程十分重     

CMIP6年代际试验对中国气温预测能力的初步评估

利用参加第六次国际耦合模式比较计划(CMIP6)年代际气候预测计划(DCPP)的加拿大CanESM5模式和日本MIROC6模式的结果,评估了模式对中国近地面气温的预测能力.在年代际尺度上,两个模式年代际试验对近地面气温的回报技巧均高于历史试验的模拟能力,采用海温初始化可以提高模式对中国近地面气温的年代际预报技巧.对年代...     

热带三大洋海-气耦合主模态及其相互作用的研究进展

从地球气候系统的角度,回顾了国内外热带太平洋、大西洋和印度洋海洋-大气相互作用研究,特别是有关这三大洋海-气耦合主模态研究已取得的成就;提出了热带印度洋、大西洋在被热带太平洋“充电”的同时,如何通过大气桥“放电”,从而改变热带太平洋海洋动力过程是目前面临的重要科学问题.指出了海洋动力过程在三大洋相互作用中的重要性.     

IPCC AR6报告解读：人类活动对气候系统的影响

2021年8月9日,IPCC发布了第六次评估报告(AR6)第一工作组报告,报告第三章“人类活动对气候系统的影响”定量评估了人类活动对气候系统的影响程度以及气候模式对观测到的平均气候、气候变化和气候变率的模拟性能。报告基于气候系统的多个圈层变量的综合评估明确指出,毋庸置疑的是,自工业化以来人为影响已经使大气、海洋和陆地升温;支撑本次评估的国际耦合模式比较计划第六阶段（CMIP6）气候模式模拟的大多数大尺度气候指标的近期平均气候,相比前一次评估报告（AR5）中的CMIP5模式结果有所改进。报告在更广泛的领域和区域提供了更多证据表明气候系统中的人类活动影响,但受制于观测、模式与过程认知的不足,在大气、海洋、冰冻圈、生物圈及气候变率模态的多个指标变化中人为影响的贡献方面仍然存在不确定性甚至缺少研究。     

A fast version of LASG/IAP climate system model and its 1000-year control integration

A fast version of the State Key Laboratory of Numerical Modeling for Atmospheric Sciences and Geo- physical Fluid Dynamics(LASG)/Institute of Atmospheric Physics(IAP)climate system model is briefly documented.The fast coupled model employs a low resolution version of the atmospheric component Grid Atmospheric Model of IAP/LASG(GAMIL),with the other parts of the model,namely an oceanic component LASG/IAP Climate Ocean Model(LICOM),land component Common Land Model(CLM),and sea ice component from National Center for Atmospheric Research Community Climate System Model (NCAR CCSM2),as the same as in the standard version of LASG/IAP Flexible Global Ocean Atmosphere Land System model(FGOALS g).The parameterizations of physical and dynamical processes of the at- mospheric component in the fast version are identical to the standard version,although some parameter values are different.However,by virtue of reduced horizontal resolution and increased time-step of the most time-consuming atmospheric component,it runs faster by a factor of 3 and can serve as a useful tool for long- term and large-ensemble integrations.A 1000-year control simulation of the present-day climate has been completed without flux adjustments.The final 600 years of this simulation has virtually no trends in global mean sea surface temperatures and is recommended for internal variability studies.Several aspects of the control simulation’s mean climate and variability are evaluated against the observational or reanalysis data. The strengths and weaknesses of the control simulation are evaluated.The mean atmospheric circulation is well simulated,except in high latitudes.The Asian-Australian monsoonal meridional cell shows realistic features,however,an artificial rainfall center is located to the eastern periphery of the Tibetan Plateau persists throughout the year.The mean bias of SST resembles that of the standard version,appearing as a"double ITCZ"(Inter-Tropical Convergence Zone)associated with a westward extension of the equatorial eastern Pacific cold tongue.The sea ice extent is acceptable but has a higher concentration.The strength of Atlantic meridional overturning is 27.5 Sv.Evidence from the 600-year simulation suggests a modulation of internal variability on ENSO frequency,since both regular and irregular oscillations of ENSO are found during the different time periods of the long-term simulation.     

BCC_CSM气候系统模式移植优化及其气候模拟验证

为了提高BCC_CSM气候系统模式运行效率,保障业务科研工作的顺利开展,进行BCC_CSM气候系统模式在IBM高性能计算系统的移植工作;通过性能优化使BCC_CSM模式运行效率显著提高,通过气候要素形势场分布和相对误差量化指标对BCC_CSM气候系统模式模拟性能进行验证。结果表明：移植优化后,BCC_CSM气候系统模式计算效率提高为原来的1.4倍;基于CMIP5 piControl试验,完成531-540年10 a的气候模拟,年平均地表气温形势场分布合理,相对误差小于0.5%,BCC_CSM气候系统模式计算和模拟性能均能满足应用需求。