一种基于集合最优插值的排放源快速反演方法

基于集合卡尔曼滤波的源反演方法是估计排放源、提高空气质量模拟和预报精度的有效方法。为构建排放源与污染物浓度之间的误差协方差矩阵,该方法通常需要运行几十次大气化学传输模式。庞大的计算量限制了该方法的应用,使其无法为实时预报系统快速更新排放源。本研究发展了一种基于集合最优插值的排放源反演方法。该方法使用历史集合数据构建误差协方差矩阵,仅需一次常规的空气质量模拟便可根据观测模拟差异反演排放源,从而显著降低计算量。本文使用该方法同化2015年1月全国1107个地面站点观测的CO小时浓度数据,结合2014年1月的历史集合数据集,估计2015年1月全国15 km分辨率的CO排放源。该方案反演的全国CO排放总量仅比使用2015年1月集合数据集的反演量高1%,表明历史时段与反演时段的气象条件差异对月均CO排放的影响有限。使用历史集合数据集更新的排放源再次模拟可将全国349个独立验证站点的平均低估从0.74 mg m?3降至0.01 mg m?3,均方根误差降低18%,表明该方法可快速更新排放源并降低其不确定性。     

Retrieving the surface axis of the Kuroshio off southern coast of Japan from SST data

1IntroductionThe remarkable shape of the axis of the Kuro-shio revealed by a simple zig-zag bathythermographwas surveyed in1965(Stommel,1972).This sur-vey revealed that the15℃isotherm at the200mdepth is indicative of the axis of the Kuroshio,and ithas be…     

英国温室气体排放贸易制度的实践与评价

温室气体排放贸易作为一种经济激励型的环境管理手段,对企业减少温室气体排放有成本效率作用。详细介绍了英国温室气体排放贸易制度框架,并对其政策的效果及存在的问题进行了评价。     

稻田CH4排放的农业气象数值模拟研究

在美国DNDC模式基础上, 综合气象学、农业气象学及生态学最新研究进展, 将作物生长、碳氮循环及CH₄排放有机耦合, 建立了一个CH₄排放数值模式, 模式通过了相关显著性检验。利用模式重点分析了气象因子对稻田CH₄排放的影响状况, 数值分析表明, 当仅考虑气象条件影响时: (1) 不同地区不同生长季节的CH₄排放量均与相应生长期的平均气温成正相关关系; (2) 功率谱分析表明稻田CH₄排放存在4~5年周期变化, 与相应生长季节的平均温度年际变化规律相一致; (3) CH₄排放量年际之间变化趋势与生长季平均气温变化趋势基本一致。利用数值计算结果, 给出了杭州及昌德地区早稻、晚稻CH₄简易统计模式, 为应用模型监测并调控农田生态系统中的CH₄排放奠定了基础。     

基于19个站的不同排放情景下贵州21世纪气候变化预估

运用IPCC AR4提供的模式预估结果,分析了基于19个站的不同排放情景下21世纪贵州气候变化特征,结果表明:21世纪贵州省将继续变暖、变湿,且人类排放越大,增温增湿的幅度越大。从未来情景气候预估的区域性特征来看,相对于基准期(1981—1999年),2011—2040年,A2(高排放)、A1B(中排放)和B1(低排放)3种排放情景下全省年平均气温偏暖在1℃以下,且省北部地区偏暖程度略大。2041—2070年,3种排放情景下全省年平均气温分别比基准期偏暖1.6~2℃、1.8~2.4℃和1.2~1.8℃,且均表现为省东北部偏暖幅度大、西南部偏暖幅度小的态势。2071—2099年,偏暖态势亦是东北部多、西南部少,3种排放情景下分别比基准期偏暖3℃以上、2.6~3.2℃和1.8~2.2℃。降水方面,前期(2011—2040年)在A2和A1B情景下相对于基准期全省年平均降水以偏少为主,偏少幅度在2%以内,在B1情景下相对于基准期省西北部降水偏少东南部降水偏多,变化幅度基本在1%以内。21世纪中期(2041—2070年)和后期(2071—2099年)在3种排放情景下全省各区域降水相对于基准期均是偏多。其中2041—2070年,3种排放情景下全省年平均降水分别偏多0%~3%,2%~5%和1%~3%,且偏多态势分布在3种情景下均不一致。2071—2099年,降水偏多的态势为南多北少,具体表现为3种排放情景下分别偏多4%以上,3%以上和2%~5%。     

Analyses of extreme climate events over china based on CMIP5 historical and future simulations

Based on observations and 12 simulations from Coupled Model Intercomparison Project Phase 5 （CMIP5） models, cli- matic extremes and their changes over China in the past and under the future scenarios of three Representative Concentration Pathways （RCPs） are analyzed. In observations, frost days （FD） and low-temperature threshold days （TN10P） show a de- creasing trend, and summer days （SU）, high-temperature threshold days （TX90P）, heavy precipitation days （R20）, and the contribution of heavy precipitation days （P95T） show an increasing trend. Most models are able to simulate the main char- acteristics of most extreme indices. In particular, the mean FD and TX90P are reproduced the best, and the basic trends of FD, TN10P, SU and TX90P are represented. For the FD and SU indexes, most models show good ability in capturing the spatial differences between the mean state of the periods 1986--2005 and 1961-80; however, for other indices, the simulation abilities for spatial disparity are less satisfactory and need to be improved. Under the high emissions scenario of RCP8.5, the century-scale linear changes of the multi-model ensemble （MME） for FD, SU, TN10P, TX90P, R20 and P95T are -46.9, 46.0, -27.1, 175.4, and 2.9 days, and 9.9%, respectively; and the spatial change scope for each index is consistent with the emissions intensity. Due to the complexities of physical process pararneterizations and the limitation of forcing data, great uncertainty still exists with respect to the simulation of climatic extremes.     

平流层臭氧对地表有机氯排放的多耦合响应

采用一个包含平流层化学、辐射、动力相互作用的二维模式,对地表有机氯排放变化影响平流层的具体过程作出评估,从而确定平流层臭氧对于地表有机氯排放的多耦合响应,也检验了“蒙特利尔议定书”的减排效果。结果表明,以议定书框架协议达成的20世纪90年代地表有机氯排放减少按30％计算,通过输送、扩散和一系列化学反应,导致平流层中上层的各活性化学族的浓度发生变化,稳定后平流层40km到48km经向平均的相对变化率,ClOx减少20％,HOx和NOx增加2％左右,O3恢复5％左右。此外,这些成分变化导致平流层中上层辐射加热率增加,平流层变冷趋势减缓0．6K。     

对IPCC第五次评估报告关于人为和自然辐射强迫的解读

<正>人为辐射强迫是气候变化的驱动力之一,因此,对人为和自然辐射强迫的评估~([1])是IPCC第五次评估报告(AR5)第一工作组科学部分的重要内容。AR5在指出了IPCC第四次评估报告(AR4)及其之前所用的辐射强迫概念的优点和局限性后,为了涵盖影响云的快速过程,给出了新的辐射强迫——有效辐射强迫的概念,并与之前使用的瞬时辐射强迫和平流层调整的辐射强迫进行了比较。此外,为了定量比较各种排放对气候的影响,AR5首次定义并使用了基于排放的辐射强迫慨念,并对衡量温室气体排放的两个概念,即全球增温潜势(GWP)和全球温变潜势(GTP)进行了全面的评价。AR5有关人为和自然辐射强迫的结论是,人类活动导致的混合温室气体(WMGHGs)增加已经大幅度地加强了温室效应,其导致的强迫将继续增加。气溶胶部分地抵消了WMGHGs的强迫,是气候     

1970—2013年石家庄地区霾变化特征

利用1970—2013年石家庄地区17个县市的地面气象观测资料分析了霾的空间变化特征。结果表明:1970—2013年石家庄年霾日数的区域分布变化较大,由中东部平原霾日数多、西北部山区霾日数少的分布转变为西南部地区霾日数多、中东部地区霾日数少,这种空间分布在2010年后更显著。随着经济快速发展,石家庄市西部山区丰富的矿产资源被开采,大量排放的SO2、NOX和VOCS等污染物发生光化学反应,有利于气溶胶的转化形成;除本地污染物排放外,受太行山阻挡,在一定天气背景下东南部地区污染物向山前汇聚,区域性污染输送也是西部山区污染严重的成因。石家庄地区持续性霾事件日数占霾总日数的50%以上,霾持续日数超过4d和8d分别为中等持续性霾事件与极端持续性霾事件;中等持续性霾事件年平均发生次数为9.8次,极端持续性霾事件年平均发生次数为1.6次。以南—东北向铁路线为分界,石家庄区域呈中东部和南部县市(无极、正定、藁城、栾城、赵县)极端持续性霾事件较多、西北部3县市(平山、行唐、灵寿)和东部3县市(晋州、深泽、辛集)极端持续性霾事件少的分布。石家庄市中等持续性霾事件在12月和1月发生次数最多,6—8月中等持续性霾事件发生最少;极端持续性霾事件主要出现在11月至翌年2月,其中1月极端持续性霾事件发生的可能性最大,年平均发生次数为0.4次,其他月份极端持续性霾事件年平均发生次数不足0.2次,极端持续性霾事件的发生概率较小。     

北京气候中心气候模式1.1版预估中亚地区未来50年地面气温时空变化特征

利用IPCC AR5中BCC-CSM1.1(Beijing Climate Center Climate System Model version 1.1)的历史试验和4类典型 排放路径情景下未来预估试验结果, 在使用CRU(Climatic Research Unit)资料验证BCC-CSM1.1性能的基础上, 采用趋势分 析、滑动平均以及经验正交函数(EOF)等方法, 研究2011-2060年中亚地区年平均气温的时空演变特征。与CRU 资料的对 比分析发现BCC-CSM1.1能较好地模拟过去109a(1901-2009年)中亚地区气温的显着上升趋势及气候态的空间分布特征。 预估试验结果表明, 中亚地区在未来50a整体呈现变暖趋势, 并且, 随着温室气体排放浓度的升高, 气温的升高趋势愈加明 显, 同时增温显着区域也明显增大。经验正交函数分解主要模态还是延续过去的分布特征:经验正交函数分解第1模态及其 所对应的时间系数显示中亚地区年平均地面气温在未来50a(2011-2060年)呈现出全场一致的升高趋势, 升高强度随着温 室气体排放浓度的增加而增强, 进一步的分析表明, 不同典型排放路径下预估的未来50a中亚地区年平均地面气温的经验正 交函数分解第1模态在中亚上空850hPa等压面上均对应有一个反气旋(气旋)性异常环流, 在这个异常环流控制下, 中亚地 区年平均地面气温变化表现为全场一致的特征。经验正交函数分解第2模态呈现出中亚地区地面气温变化南北反位相的基 本特征, 相应的时间系数主要表现为小幅度波动, 变化趋势特征不明显。