CO2浓度变化对欧洲区域气候影响的数值研究

给出了大气中二氧化碳浓度加倍引起的德国南部及邻近阿尔卑斯山区5年1月和 7月气温和降水率变化的模拟结果.模式采用在大气环流模式(ECHAM3)中嵌套的中尺度气候和化学模式(MCCM).模拟结果显示:区域平均气温(地面上2 m处温度)的5年平均1月增加0.8℃,7月增加4.7℃;区域降水率的5年逐月平均则显示1月无变化,7月减少40 %.讨论了气温、降水率以及降水频率等变化的空间分布,也给出了控制试验(1×CO2) 和敏感试验(2×CO2)中气温和降水率的年际变化模拟结果.     

土壤湿度对中国西北地区夏季气候年际变率模拟效果的影响

利用耦合陆面过程模式CLM3的全球大气环流模式NCAR CAM3进行2组1979～2000年5～8月的集合试验,研究了表层土壤湿度对中国西北地区夏季气候年际变率模拟的影响。结果表明:在相同海温强迫条件下,采用年际变化的表层土壤湿度(ISSM)时,CAM3模式对于夏季西北地区气温和降水年际变率的模拟能力明显好于采用气候态的表层土壤湿度(CSSM)。计算表明,1979～2000年CSSM试验和ISSM试验模拟的西北地区夏季气温距平与ERA40资料的相关系数分别为0.60和0.65; CSSM试验模拟的西北地区夏季降水距平与CMAP资料的相关系数仅为0.29,而ISSM试验模拟结果与CMAP资料的相关系数为0.48。在相同海温强迫条件下,ISSM试验比CSSM试验能更好地模拟出中国西北地区夏季降水年际变率。     

GCMs模式在黄河源区的适用性分析

利用黄河源区24个气象站1961～1990年的月平均气温、最高气温、最低气温、月降水资料和IPCC 提供的5个全球海气耦合模式(CCC,CCSR,CSIRO,GFDL,HADL)的模拟结果,采用多年平均、不均匀系数、绝对变化幅度等统计特征,验证分析了各个模式对黄河源区降水和气温的模拟效果.结果表明:各个模式在降水和气温2个方面的模拟效果均不相同,如GFDL模式对降水的模拟效果最好,GFDL和HADL模式对气温的模拟效果较好;若同时考虑降水、气温2个方面的模拟效果,GFDL模式要略优于其他模式.     

青海瓦里关山地区大气过氧化氢的观测与分析

1996年7月和1997年1月两次在青海省瓦里关山中国大气本底基准观象台(36°17′N,100°54′E,海拔3810m)对H 2 O 2 和地面臭氧进行了同步连续观测.结果表明该地区夏季大气中H 2 O 2 的体积混合比范围为(0.5～4.0)×10 -9 ,平均为1.8×10 -9 ,而冬季仅为0.1×10 -9 左右.夏季在局地环流作用下的地表沉降对大气中H 2 O 2 含量的日变化具有明显影响,夜间大气中H 2 O 2 含量较高,当地时上午10时前后为最低.大气中H 2 O 2 和地面臭氧含量的日变化规律接近一致.     

温室气体变化数值模拟试验中全球降水和温度变化的迟滞效应

利用耦合气候模式(GFDL-CM2.1)研究变动气候背景下全球平均降水和温度的变化。不同情景CO2 强迫试验表明, 降水变化存在明显的迟滞效应。全球平均降水与地表温度的变化存在显著的线性关系, 但是降水同时也受到CO2 浓度的直接影响。在CO2 增加又恢复的试验中, 降水变化滞后于地表温度变化, 出现降水 “迟滞效应”。在CO2 增加过程中, 温室效应增强会立即导致大气长波吸收增强, 大气获得的净辐射能量增加, 为维持大气能量收支平衡, 地面向上潜热通量受到抑制, 形成CO2 增加对降水的抑制效应。随之而来的温度上升则主要引起大气层顶出射长波辐射以及大气对地表的长波回辐射增加, 大气净辐射能量减少, 地面潜热通量增加, 从而引起降水的增加。在CO2 减少过程中, 情况正好相反, 温室效应减弱会增加降水, 而温度降低会减少降水。温度和CO2 对降水的不同影响决定了降水的迟滞效应。     

地形对“00.7” 北京特大暴雨过程影响的数值研究

针对2000年7月4-5日北京地区的一次特大暴雨过程(24 h降水量达240 mm),利用MM5/WRF三维变分系统,对地基GPS大气水汽监测资料、地面自动气象站和常规气象观测资料进行了同化分析;然后以分析结果作为MM5v3.6模式初值对此过程进行了模拟.分别以1,5,10和20 mm作为降水量客观检验阈值,模拟区域内的测站24 h降水TS评分依次高达0.72,0.76,0.67和0.63.基于以上对照试验,在总体保持模式大气下边界地形与地理分布特征,尽可能不改变初始时刻模式大气的动力和热力协调性的原则下,进行了不同地形分辨率(分别约为110,50和3.7 km)对降水影响的敏感性试验,研究表明,北京独特的地形特征和复杂的地势变化对此次降水的强度和落区有重要影响.     

中国东部气溶胶活化颗粒物浓度对区域气候影响的模拟研究

该工作利用区域模式(WRF),对我国东部三大城市群区域的气溶胶活化颗粒物浓度增加的气候效应进行了模拟研究.结果表明:增加气溶胶活化颗粒物后,我国东部许多地区的地表感热、潜热通量减少,华东大部分地区的地表2m气温降低;降水对气溶胶活化颗粒物浓度增加的响应较为复杂,缺乏一致的规律性,但增加活化颗粒物后,我国东部许多地区的降水明显减少;由气溶胶活化颗粒物浓度变化造成的大气水汽输送和水汽含量的变化,是气溶胶间接效应影响东亚夏季风降水的主要原因.从总体上来说,中国不同地区的气溶胶活化颗粒物浓度增加,使得中国东部大部分地区的低层气温降低、大气湿度降低、降水减少,呈现出干冷化的趋势.     

长江源区未来气候变化情景降尺度

利用台站资料,从气候场的平均态、空间结构、变化趋势以及年内、年际变化方面对IPCC AR4中19个全球气候模式模拟结果及其集合平均在长江源区1961-1999年气温和降水的模拟能力进行了对比,从中优选了CGCM3.1_T47,MRI_CGCM2.3.2,UKMO-HadCM3及MME 18对流域气温和降水模拟较好的模式.然后再利用2000-2009年的台站观测资料分别对四个模式采用差值法和统计降尺度方法进行对比.最后,分别采用Delta和SD方法预估了长江源区21世纪2011-2030年、2031-2060年、2061-2090年A2情景下气温和降水的变化情景.在未来三个时期长江源区将明显增温,多年平均气温将分别升高1.5(1.2～1.9)℃,2.6(2.3～3.2)℃,4.5(3.7～5.3)℃;多年降水呈现微弱的增加趋势,增加幅度分别为9.1％(3.1％～12.7％),11.2％(4 6％～18.2％),15.7％(3.0％～26.3％).     

短期区域气候预测系统及回报试验

为了提高短期区域气候预测准确率,针对我国大陆区域及周边海域,通过国家气候中心全球海气耦合模式嵌套一个区域大气-海洋耦合模式,建立了一套短期区域气候预测系统。利用该预测系统对2006-2011年逐年7月的气候特征进行了回报试验,对比分析了区域模式相对于全球模式预测高空形势场的差异,评估了预测系统对地面温度和降水的预测能力。试验表明:同化后,初估场质量显著提高;区域模式在预测高空形势场方面优于全球模式;相对于单独的大气模式,海气耦合模式在预测中低空的温度和湿度方面有一定的改善;系统对地面气温和降水均具有一定的预报能力,其中降水预测稍好。     

气候变化对河北省冬小麦产量的影响——以栾城县为例

基于中国科学院栾城农业生态系统实验站,利用回归分析、T检验、Pearson相关分析和5年直线滑动平均法对河北省栾城县1980—2012年气温和降水的变化特征及其对冬小麦气候产量的影响进行了分析.结果表明:(1)通过对前一年10月—1月和3—5月的冬、春这两个时间段气温和降水的多年变化趋势进行分析发现栾城县冬春气温33年来有明显升高趋势,冬季气温平均每10年升高0.45℃,春季气温平均每10年升高0.75℃,而降水的变化不明显.(2)冬小麦的气候产量与冬、春的气温变化显著相关与降水量的变化相关性不大.(3)当冬季和春季均温都低时,气候产量也会随之较低,即不利于冬小麦生长;当冬季均温在1℃~2.5℃之间并且春季均温较高时,气候产量相对较高,即有利于冬小麦生长;当冬季均温在1℃~2℃之间且春季均温在13.85℃~14.85℃之间时则对冬小麦的生长更为有利.