全球变暖对未来气候的影响

300万年前,气候比现在温暖,冰川稀少、海洋广布,天气类型各异.掌握当时气候变暖的根据,气候模拟裴置将有助于预测未来的天气. 在理论上,空气中增加二氧化碳和其它温室气体会使地球变暖,但是没有人知道这种变化有多大.决策者们需要知道在许多预报中哪种预报是最可靠的,但是科学家们还不能分辨哪种预报最可靠.广泛用于气侯研究的各种大气环流模式基于今天的气候条件:预报人员感到,如果他们能通过一年中的各个季节较合理地再现气候,那么这些大气环流模式就是相当可     

气候变化的不确定性

对于北极地区的气候变化研究,打乱了科学家预报气候的计划——科学家了解到的北极气候变化要比预想的快——因此不能期望计算机程序根据今天的气候条件来预报明天的气候变化.4月中旬,<自然>杂志刊登了有关这一挑战的评论,而在这一评论中的样本就是格陵兰岛.     

年度数值气候预测系统及其系统性评估

介绍了IAP年度数值气候预测系统,并通过1980～2000年年度集合后报试验,对该预测系统进行了系统性评估.就年度预测而言,夏季气候的可预报性在热带地区较高,热带外地区则较低;500 hPa高度场的可预报性呈带状分布,自热带往中高纬减低,降水场、海平面气压场和地表气温的可预报性则是海洋上高于陆地;在中国区域,可预报性同样以500 hPa高度场最高.相关分析还表明,IAP年度气候预测系统对我国夏季气温的预测能力相对要高于降水,且订正系统可显著提高年度气候预测的技巧.此外,比较年度与跨季度后报结果,发现夏季降水跨季度后报结果要略好于年度后报,且两者的主要差别是在中高纬度地区.     

约70万年以来黄土高原自然环境变化系列探讨

气候长期变迁,特别是第四纪冰期与间冰期更替的原因、机制和模式,长期来一直强烈吸引着各个方面的地球科学工作者。这个问题与正确认识地质、生物发展史密切相关,同时关系到现今的气候预报和未来气候变动趋势的预测。     

全球气候与地球自转速度的年代际变化

1996年世界气象组织（WMO）公布的未来15年“气候变率与可预报性研究”计划中把年代际气候变率作为子计划提出,充分显示出这个问题研究的重要性。通过实施“热带海洋和全球大气”10年计划,人们发现海气相互作用的现象ENSO有年代际变率,这种变率使得经典ENSO预报模型在80年代不能适用,耦合模式在近年的预报与观测不一致,最近的气候突变发生在70年代后期,这种变化称之为基本态的年代际变化,80年代E1 Nino（1982,1986,1991）事件发展的特征与1977年以前El Nino事件合成分析的特征有所不同,进入90年代以来年际增温的频率加快了,由于全球气候变化与赤道海温异常有着密切的关系,赤道地区海温异常已成为全球气候预测的一个重要指标,而年际海温异常的发生又直接受海洋年代际基本态的制约,因此,年代际海温异常变化的机制和预报正成为人们研究的重点。     

从太空测定气候

最近的天气极端变化,已显示出了海洋对测定气候的特别重要作用。卫星观察已提供了海水表面温度变化图象和更好预报天气变化的希望。     

巨大磁场索导致太阳风暴

一项最新突破性研究表明，太阳“磁场索”是导致太阳风暴的原因，据此，人们可以进行太空气候预报，使人们将太阳风暴的损失降至最低。     

热带海洋对副热带高压长期变化的影响

北太平洋副热带高压(以下简称副高)是夏半年影响我国天气气候的重要系统。根据我国预报员的经验,副高的位置、强度和持续性与我国东部地区大范围的旱涝有着十分密切的关系,若能对副高的主要特征量作出长期预报,便能大体上决定主要雨带的位置及降水分布的基本特征。因此,副高的预报一直是汛期预报的一个重要环节。我国气象工作者在这方面已做了不少工作。但是,副高长期变化的原因尚未弄清,因此对副高进行长期预报还比较困难。     

对80年代气候增暖及未来趋势的评述

80年代全球气温明显上升,温室效应日趋严重,不少人估计下一世纪将继续变暖。但影响气候的因素是多方面的,特别是80年代异常强盛的太阳活动看来对气温上升也起着相当的作用,何况长期气候预报历来存在着一系列不确定性。这启示我们还应作更深入的研究。     

ENSO可预报性研究的一个新方法:条件非线性最优扰动

首先给出了条件非线性最优扰动的概念; 其次, 采用简单的ENSO海-气耦合模式, 通过比较条件非线性最优扰动和线性奇异向量的异同, 揭示出在气候可预报性研究中考察误差增长应该使用非线性模式; 然后, 使用条件非线性最优扰动, 初步研究了该ENSO模式的“春季预报障碍”问题.     

条件非线性最优扰动及其在天气和气候可预报性研究中的应用

条件非线性最优扰动(CNOP)是非线性动力系统中满足一定物理约束条件, 且在预报时刻有最大非线性发展的一类初始扰动. 它不仅可以代表某一天气或气候事件的“最优前期征兆”, 而且可以用来研究预报时刻对预报结果有最大影响的初始误差. 在流体运动的(不)稳定性(或敏感性)问题研究中, 它还可以代表最不稳定(或最敏感)的初始模态. CNOP还可以被用来估计某一天气或气候事件预报误差的上界. CNOP的上述物理特征在厄尔尼诺-南方涛动(ENSO)的可预报性研究和海洋热盐环流(THC)的敏感性分析中得到了实现: 在一个海气耦合ENSO模式中, CNOP代表了最容易发展成ENSO事件的初始模态(即最优前期征兆); 在ENSO事件的预报误差研究中, CNOP代表了在预报时刻对ENSO预报有最大影响的初始误差. 当CNOP作为观测ENSO事件的初始扰动时, 它给出了ENSO事件预报误差的上界估计; 当CNOP作为THC的最不稳定(或最敏感)的初始模态时, 它揭示了THC对有限振幅扰动的非线性不对称响应. 最后, 讨论了CNOP方法在较复杂模式中的应用, 结果表明CNOP方法对于较高维数的模式也是适用的, 对应的优化算法也是有效的.     

我国东半部近五百年旱涝变化与地震活动

在探索地震长期、中期和临震预报因子时,气象条件的突变、气候的变迁与地震活动的关系,曾引起人们的注意。已有的研究对气候寒暖变化与地震活动关系的看法较为一致,但是对气候干湿变化与地震活动关系的看法则有较大的分歧。这种分歧产生的原因,在未弄清降水与地震相互关系的物理机制之前,通过一些资料分析而得出不同的结论,主要是所取资料多     

全球变暖将延缓十年？

德国正在尝试首个十年气候预报计划：在未来十年或更长的时间里，尽管人类活动造成的影响清晰可见，但这其中也有自然界自身变化的痕迹，全球变暖因此将会减缓它的步伐——     

厄尔尼诺-南方涛动研究进展

厄尔尼诺-南方涛动(El Ni?o and Southern Oscillation, ENSO)对全球气候都具有重要的影响,如印度洋季风、秘鲁沿岸的渔业生产以及北美的气候等.过去的研究在ENSO的观测、理论、预报和数值模拟等方面都取得了长足的进展,但依然有很多问题尚待解决.本文简要地回顾了过去在ENSO的相关理论、预报、非对称性以及年代际变化、古气候下的变化以及数值模拟方面的研究:首先回顾了ENSO盛行的几组理论,具体包括Bjerknes正反馈机制、延迟振子理论、充放电振子理论、平流反射振子理论以及西太平洋振子理论.其次,系统地总结了厄尔尼诺常用的预报方法以及预报因子(如暖水体积、西太平洋风场、印度洋-太平洋风场的积分及赤道流场等),并讨论了目前预报仍然存在的局限性;非对称性和年代际变化是ENSO重要的特征,本文详细地阐述了这方面的相关研究进展及存在的问题.再次,介绍了关于ENSO的古气候研究目前所取得的成果以及主要结论,并对数值模拟方面仍然存在的问题及ENSO对其他海盆的影响进行了讨论;最后,对上述相关方面存在的不足以及亟待解决的问题进行了探讨和总结.     

三参数冰相云微物理方案的构建及在单柱大气模式中的应用

云微物理的参数化对天气及气候的准确模拟至关重要,其中云粒子谱分布特征通过改变云演化发展和云辐射效应,必然进一步影响气候模拟.目前广泛使用的双参数云微物理方案,无法预报云粒子谱分布的谱形参数,阻碍了气候模式对云物理过程的准确描述.鉴于此,本文在单柱大气模式SCAM5.3(Single Column Atmosphere Model,Version 5.3)中增加雷达反射率因子的预报方程,构建了三参数冰相云微物理方案,实现了冰晶粒子谱分布谱形参数的预报.利用该模式,模拟了大气辐射观测计划在1997年夏季实施的为期29 d的观测个例(ARM97),分析了双、三参数方案对云量和辐射的模拟差异.结果表明:首先,三参数方案预报的冰晶粒子谱的谱形参数主要集中在0～4,峰值在2左右,至少有85%的μ都大于默认的0.其次,与双参数方案相比,三参数方案对云量的模拟更接近观测;利用辐射通量密度的观测值进行评估,发现无论是短波还是长波辐射通量密度,三参数方案的误差都比双参数方案小.最后,揭示了三参数方案对云量和辐射模拟效果的改进机理:主要是因为三参数方案减弱了冰晶到雪的自动转化过程,增强了冰晶凝华增长过程,从...     

WOCE和气候变化

WOCE(世界大洋环流实验)是政府间海洋委员会、世界气象组织、海洋科学委员会、国际科学联盟等国际组织发起的一项大规模的国际合作计划。该计划进行为期10年(1991--2000年)的全球海洋环流变化及其对全球气候影响的机制的研究,并通过数值模拟、经常性监测、专题调查三者有机结合,最终为增进人类对海洋环流的认识和改善气候预报作出贡献。 WOCE计划是在下述背景情况下应运而生的:     

数值模式的质量守恒方程中水汽源汇项作用的讨论

目前,数值预报模式、大气环流和气候模式及中尺度模式的湿空气质量守恒方程中一般都没有考虑水汽源汇项的影响。文献[6]虽然在基本方程组的质量守恒方程(T2)中列出了源汇项,但是在计算所用的该方程近似形式(T6)中还是把它忽略了。实际大气中存在着水分的凝结与蒸发,有时凝结还是很强的。本文将讨论水汽源汇项在湿空气质量守恒方程和有关方程中的作用,以及它们对数值预报结果的影响。     

冰芯研究的过去、现在和未来

冰芯与气候和环境变化关系的研究是通过从冰川(包括冰盖和冰帽及其他类型的冰川)中钻取冰样,检测过去气候与环境变化、监测现代气候与环境变化、预测未来气候与环境变化的一个多学科交叉性前沿研究领域.通过对冰芯中气候与环境信息的研究,可揭示近至现代、远至过去几十万年的气候、环境特征,同时也可通过与现代气象记录的结合,提高预报未来气候变化的能力冰芯研究的思想最初由H.Bader 于1954年提出,C.C.Langway等人又进一步发展和实践了这一思想.第一根穿透整个冰盖的冰芯计划是1966年在格陵兰Camp Century实施的.其后相继完成的有1968年实施的南极Byrd Station冰芯计划、1979年实施的南极Dome C冰芯计划以及80年代初在南极实施的Vostok冰芯计划和在格陵兰实施的Dye 3冰芯计划等.1989年至1990年,秦大河等通过国际横穿南极科学考察,实施了大范围浅     

1974年热带天气研究工作年会

广东省气象局受中央气象局的委托,于1974年4月26日至5月1日在桂林召开了1974年热带天气研究工作年会。全国共有21个省(区)气象局、军队气象单位、研究所和大专院校等45名代表参加了会议。会上报告了研究成果,其内容涉及热带天气学、天气气候学、低纬大气环流、客观分析与数值预报和海气交换等各个热带天气研究领     

海洋与台风相互作用研究进展

台风灾害是全球最主要的气象灾害之一.到目前为止,人们已经从大气科学的角度对台风进行了长期系统并且卓有成效的研究.但人们对台风过程中海洋的剧烈变化及其对台风的反馈仍然缺乏足够的认识,这也成为限制台风研究和预报水平的一个瓶颈问题.因此,海洋与台风在各种时空尺度上的相互作用机理及其对台风预报和短期气候趋势预测的贡献是当前国际海洋与大气科学研究的重大前沿课题.本文基于国家重点基础研究发展计划,总结了海洋与台风相互作用的最新研究成果,重点梳理了海洋中尺度过程对台风的影响与反馈、海洋与台风的低频相互作用及其对短期气候变化趋势的影响、台风过程中的海洋多源资料同化及利用海气耦合模式进行台风预报等若干方面的研究进展.最后,提出了今后在海洋与台风相互作用研究中需要关注和重点解决的若干关键科学问题.