外强迫驱动下气候系统模式模拟的近千年大气涛动

利用中国科学院大气物理研究所大气科学和地球流体力学数值模拟国家重点实验室(LASG/IAP)气候系统模式进行的过去千年气候模拟数据, 分析了近千年大气涛动的变化, 并与重建资料进行了比较. 基于代用资料的近千年大气涛动重建序列表明, 北大西洋涛动(NAO)与太平洋年代际振荡(PDO)的演变在千年尺度上呈反位相变化, 在中世纪暖期(MWP)期间, NAO强, PDO弱; 在小冰期(LIA)期间, NAO弱, PDO强. MWP 期间盛行类La Niña 状态,LIA 期间盛行类El Niño 状态, 15, 17, 19 世纪最明显. 模式基本再现了1000~1400 AD NAO 正位相及1650~1900 AD NAO负位相特征, 但模拟的NAO在1400~1650 AD与重建结果差别较大. 模拟的PDO 演变与重建资料较为一致, 均表现为MWP 期间PDO 负位相(1000~1400AD)、LIA 期间PDO 正位相(1400~1900 AD)的特征, 模拟与重建结果的相关系数可达0.61. 模拟的近千年Niño-3 指数演变与重建资料差别较大, 模拟结果表现为中世纪暖期ENSO 正位相、小冰期ENSO 负位相的特征. 模拟与重建的近千年南极涛动(AAO)均表现为中前期负位相、后期正位相的变化特征. 模式可以合理再现MWP 期间亚洲-太平洋涛动(APO)指数整体偏强, LIA 期间APO 指数整体偏弱的特征, 在1000~1985 AD 期间, 模拟与重建结果的相关系数为0.50. 太阳辐射和火山活动等外强迫变化是影响近千年大气涛动变率周期的重要因子之一.     

气候系统模式中海-气-水通量交换的耦合方法

设计了一种在气候模式中处理海－气－水通通量交换的耦合方法,即先利用强恢复性盐度条件强迫海洋模式到平衡态,后加大盐度张驰系数（即弱恢复性条件）,积分模式到平衡态,接着将海表盐度强迫由弱恢复性条件转换到通量型条件,积分得到一平衡态海洋,在此基础上,把海洋模式与大气模式进行耦合,利用中国科学院大气物理研究所大气科学民地球流体力学国家重点实验室的涨－气陆耦合系统模式（ＧＯＡＬＳ）对上述耦合方案进行检验,结     

气候系统全局分析理论及应用

简要概述了气候系统全局分析理论的思想和主要理论结果, 给出气候系统全局行为定理, 即气候动力学方程组存在全局吸引子, 随着时间的增长气候系统演化到全局吸引子上, 说明气候系统具有向外源强迫的非线性适应过程, 并指出强迫、耗散和非线性对系统长期行为的不同影响, 总结了全局分析理论现有的主要应用, 重点阐述了该理论在气候适应和演变过程、数值模式设计原则及最优数值计算三方面的应用成果.     

IAP/LASG气候系统模式FGOALS_gl预测的海表面温度年代际尺度的演变

利用中国科学院大气物理研究所大气科学和地球流体力学数值模拟国家重点实验室(LASG)发展的耦合气候系统模式FGOALS_gl,进行了年代际气候回报和预测试验.首先,采用Incremental Analysis Updates(IAU)方案同化海洋客观分析资料的三维温度和盐度场,完成对耦合模式海洋分量的初始化.然后,用国际耦合模式比较计划的20世纪气候模拟试验20C3M给定的太阳常数、温室气体和硫酸盐气溶胶强迫耦合模式,进行年代际回报试验;在回报试验的基础上,再继续进行对A1B排放情景下的21世纪初20年的预测试验.把回报试验的结果与单纯的20C3M试验的结果进行比较,发现回报试验对热带中东太平洋和中纬度东北太平洋等区域海表面温度(SST)的年代际变率的模拟技巧远高于20C3M试验的结果.这表明,海洋初始化过程能够有效地提高耦合模式对年代际变率较大区域的预测技巧.预测试验表明,目前热带中东太平洋SST已经达到年代际振荡负位相的谷值,之后10～15年将逐渐增暖.同时,预测试验预测的2000～2010年全球平均表面温度的增暖速度显著落后于A1B情景试验的结果,之后则超过A1B试验.     

气候系统的层次结构和非平稳行为:复杂系统预测问题探讨

到目前为止, 有关非平稳复杂系统及其在气候预测中的应用研究(它有着比混沌系统更为复杂的行为), 是一个较少被人理解, 并有重大科学意义的前瞻性研究课题. 在大气运动中, 气候正是一个典型的非平稳系统. 但是现有的气候预测理论, 包括统计预测理论和非线性预测理论, 几乎都无一例外地建立在平稳性假定的基础之上. 这有悖于气候过程的基本性态, 因此它有可能是导致气候预测水平低下的重要的理论上的原因. 另外, 近10年来, 气候过程具有层次结构已经成为许多科学家的共识, 但是如何发展和完善这一理论, 使之成为一个完整的体系, 人们似乎还没找到合适的途径. 至少, 科学家们目前还没提出适当的概念和方法, 去为它搭起一个框架. 事实上, 气候系统的多层次结构(它与通常的多尺度结构是两个完全不同的概念)正是产生非平稳行为的原因, 而气候系统的非平稳特性正是层次结构的集中表现. 文中将根据我们的一些初步研究结果, 就这种具有层次结构的复杂系统的预测问题给出一些讨论.     

未来的气候是怎样模拟的?

<正>这几年,气候变化是街头巷尾的热门话题。比如,今年夏天为什么这么热?或者,大半个冬天都过去了怎么还不见一场雪?科学家对于气候变化及其产生的影响已经有了深刻的认识,进而迫切地要预测未来的气候是怎么变化的,以采取得当的措施尽可能地地趋利避害。预估未来气候变化的假设条件过去科学家认为有90%的可能性,全球暖化是由人类造成的,现在数值已经提高到95%,几乎确定就是人类造成地球"发烧"。政府间气候变化专门委员     

天外来客的真面目

陨石绝大多数是太阳星云小行星区物质演化的产物,火星、月球陨石极为罕见。从天而降的陨石,从古至今一直受到人们的重视。随着这些天外来客神秘面纱的层层揭开．它的科学价值越来越受到重视．因为它可为研究太阳系早期的历史提供宝贵的线索。     

揭开毒蘑菇的真面目

亚稀褶黑菇是一种致死性的毒蘑菇,如果人类或其他动物不幸误食。除了引起恶心呕吐等一般的胃肠道症状以外,最致命的是误食者的肌肉组织(包括心脏)会出现急性溶解     

接开毒蘑菇的真面目

亚稀褶黑菇是一种致死性的毒蘑菇,如果人类或其他动物不幸误食,除了引起恶心呕吐等一般的胃肠道症状以外,最致命的是误食者的肌肉组织(包括心脏)会出现急性溶解,90%的误食者都因此而丧命.     

全球气候突变研究: 争论还是行动?

全球气候突变已经为冰芯、海洋钻探、石笋、黄土、湖泊沉积和孢粉等气候记录所确证. 全球气候存在两种稳定状态, 即冰段条件和间冰段条件, 其间的转换为突变性质. 气候的突变在北半球和赤道地区则具有同时性, 其时间尺度可以短至10年际. 气候突变对人类影响重大. 为此, 比争论更重要的是切实的行动, 比如减少大气中的二氧化碳.     

宇宙“黑洞”的真面目

天文学家通过长期观测发现,在宇宙中有一些引力非常大却又看不到任何天体的区域,这种奇异天文现象的主要特征是:1.这个区域有很强的磁场和引力,不断吞噬大量的星际物质,一些物质在它附近运行轨迹会发生变化,在它周围形成圆形的气体尘埃环;2.它有很大的能量.可以发出极强的各类射电辐射;3.由于它极大的引力     

中国地区千年气候变化特征与规律

全球气候变化研究已成为当代科学的前沿. 对近百年来现代气候变暖问题的讨论与争议引起了世界的关注, 其争议的焦点是人类活动温室效应是否是现代气候变暖的主要因子, 以及未来气候是否持续变暖.     

温室气体下的世界会热到何等程度?

现今的世界正在逐渐变暖，人类的活动则是造成这一现象的主要原因。在未来几十年乃至几百年，我们所在的这个星球还会热到何等程度，科学家知道这将取决于包括空气、水、地表和生物在内的气候系统对人类排放到大气中的温室气体的反应的敏感性。     

揭开癌症—世纪顽症的真面目

近年来,人们的生活水平明显提高,寿命显著延长.但随之而来的是癌症的发病率明显上升,每年约近千万人被诊断为癌症,同时恶性肿瘤的死亡率居高不下.为此,最近一些专家提出:现代人要重视"全面防癌的养生之道".     

揭开癌症——世纪顽症的真面目

近年来,人们的生活水平明显提高,寿命显著延长。但随之而来的是癌症的发病率明显上升,每年约近千万人被诊断为癌症,同时恶性肿瘤的死亡率居高不下。为此,最近一些专家提出:现代人要重视“全面防癌的养生之道”。通过全面防癌的科学研究以及有效控制活动表明,癌症是可以避免的。     

季风与大气环流系统

人类有气象仪器记录的历史太短, 不足以捕捉气候系统全部的变率, 更难以用来预测未来数十年到数百年的气候变化. 重建过去气候变化的历史、理解其机制和过程可以在很大程度上弥补上述不足. 在气候系统中, 由于季风的演化与变率对人类经济、文化和生活节奏的许多方面均有重要影响, 其研究工作对社会的重要性也日益增加. 亚洲季风受欧亚大陆和印度洋-太平洋之间海陆热力差异及青藏高原的强烈影响, 是气候系统非常重要的一个组成部分. 从气候学上讲, 季风区是大气对流活动最强烈的地区, 与热带辐合带密切相关, 对全球大气的热量和水汽传递起着非常重要的作用[1]. 通过地质记录来揭示季风在地质历史时期的变化过程和机制, 对更好地理解季风的变化规律、预测其未来趋势至关重要.     

封面说明

20世纪全球地表温度增暖是全球变化的重要标志.封面显示了生长在海南岛外海的南海热带海洋珊瑚.珊瑚信息是一种很好的气候记录的代用指标,已经被广泛地应用在人类活动对地球气候系统变化影响的研究中.过去的珊瑚古