大西洋经向翻转环流对东亚冬季季风的影响

末次冰期的特点是陡峭的千年尺度的气候变化。这些气候波动在东亚季风系统的记录中表现得特别明显，它似乎与北大西洋环流的变化有关。中国科学院地球环境研究所黄土与第四纪地质国家重点实验室孙有斌研究组与合作者，获得了中国西北黄土高原的沉积颗粒尺寸变化的记录，     

过去224000年千年和轨道尺度东亚季风变化

已有研究表明,中国洞穴石笋高分辨率记录对了解亚洲季风气候驱动机制有巨大潜力。但由于缺乏最近两个冰期/间冰期旋回完整的高精度定年记录,特别是缺失了关于轨道尺度和千年尺度事件变化规律的关键部分,很难完整地理解季风成因机制。本文基于湖北神农架洞穴内石笋的精确同位素测试结果,建立了高精度U/Th年龄控制的22.4万年来高分辨率洞穴石笋同位素气候序列。结果表明亚洲夏季风强度变化具有强烈的岁差旋回特征（2.3万年周期）,在误差范围内与北半球65°N处7月21日太阳辐射曲线在强度和时间上基本一致,支持了季风变化直接响应于太阳辐射的假说。同时发现,叠加在最后两个冰期旋回中的千年尺度气候振荡频率具有相似性,与全球冰盖消长密切相关,证实了相关数值模拟结果。亚洲季风千年尺度事件定年准确,可以作为全球对比的标准。     

黄土与第四纪地质国家重点实验室

黄土与第四纪地质国家重点实验室隶属于中国科学院,依托单位是中国科学院地球环境研究所,其前身为1984年成立的中国科学院黄土与第四纪地质研究室。实验室现有固定人员35人,现任实验室主任为周卫健研究员,学术委员会主任为中国科学院院士安芷生研究员。实验室以黄土等多种地质载体为研究对象将研究目标确立为:在长时间尺度上,探索东亚季风环境系统变化规律,研究东亚季风环境形成和演化过程及其与青藏高原阶段性隆升及全球变化之间的动力学联系;在短时间尺度上,通过100年、10年和1年分辨率气候环境变化序列的研究,探索其变化特点及其发生的原…     

季风唐朝

之所以叫季风，是因为循时而来，再按时而去。亚洲是世界上最著名的季风区，冬季盛行东北季风，夏季盛行西南季风，并且它们之间的转换是具有爆发性的突变过程，因循往复，伴随着季节的变化。对于依靠农牧的唐帝国及周边民族来说，风调则雨顺，意味着天下太平，国力强盛。也因此，帝国的兴衰亦随季风的突变，具有明显的转折。     

全新世亚洲季风变异与干旱演变及其驱动机制

近年,热带太平洋地区高分辨率气候记录研究对学界普遍接受的气候突变"高纬驱动说"提出质疑,全新世气候突变事件成为全球变化研究的前沿热点。亚洲季风-干旱环境是地球气候系统的关键组成部分,在全球物质和能量循环中起着重要作用。然而,亚洲季风区和干旱区全新世气候突变事件研究仍十分薄弱,百年-年代际气候变率研究尚未展开。本项目选择湖泊沉积和石笋为研究材料,以亚洲季风区和干旱区高分辨率气候记录的关键空白区为重点研究区,开展全新世气候变化的高分辨率、多指标综合集成研究以及多模式、多尺度数值模拟研究,以期查明亚洲季风区和干旱区全新世气候突变事件的结构特征与空间表现、百年-年代际气候变率的时空特征以及现代增温的自然背景,阐明全新世不同时间尺度亚洲季风变异和干旱演变的动力学过程与驱动机制。本项目有望在全新世气候研究领域取得引领性学术成果,在理论认识层面,为理解全新世气候变化机制提出原创性观点;在国家需求层面,为评估和应对全球变化提供科学支撑。     

全球增暖1.5℃下东亚气候系统的响应及其情景预估

巴黎协议提出将全球平均气温升幅控制在较工业化前2℃之内,并力争限制在1.5℃。因此,准确理解刻画增暖1.5℃下东亚气候系统响应机理及其精细结构,提高中国气候和极端事件预估的可靠性,设计优化增温1.5℃目标下我国碳减排方案,已成为全球变化及应对研究的核心内容和紧迫全新挑战之一。面对紧迫需求,项目拟围绕"全球增暖1.5℃下东亚气候系统的区域响应机制和精细结构、未来预估及其对我国碳减排放方案的影响"这一核心主题开展多学科交叉集成研究,并提出了4大重点研究内容,它们是:全球增暖1.5℃下年代际变化机理、预测及碳排放路径试验,东亚季风系统对全球增暖的响应及其机理,基于动力降尺度的东亚气候响应的精细结构及高敏感区,增暖1.5℃下中国气候和极端事件的集成预估及碳排放路径优化。     

关于我国重大气候灾害的形成机理和预测理论研究进展

鉴于我国旱涝等重大气候灾害发生频繁且造成严重经济损失,开展我国重大气候灾害的形成机理和预测理论研究不仅具有重大科学意义,而且是适应国家社会和经济发展的需求,具有重大应用价值."我国重大气候灾害的形成机理和预测理论研究"项目经过前两年的研究,很好地完成了预期的科学目标,并在几个方面取得重大进展.本项目对气候系统各圈层的变化及其相互作用,特别是对东亚气候系统各子系统的变化及其相互作用作深入分析研究,提出"东亚气候系统"、"东亚季风-暖池-ENSO循环相互作用"以及"高原大气热力适应"等与我国重大气候灾害形成机理有关的新理论,并在ENSO循环机理和数值模式研究取得突破,从而使我国对ENSO事件预测水平有较大提高;项目在上述理论研究的基础上提出我国跨季度气候异常的数值预测模型,成功地预测了我国1 998-2000年夏季发生的严重旱涝气候灾害;项目成功进行了"我国西北干旱区陆-气相互作用观测试验",获取了许多有关我国典型干旱区陆-气相互作用宝贵的科学观测数据,为开发大西北提供了可靠的气候环境资料.这些成果的取得,为今后3年的研究和最终完成项目5年的科学目标奠定了坚实的理论和数值模型基础.     

东亚夏季或将风更强、季风降水更多

正据中国科学院大气物理研究所发布的消息,该所牵头于6月4日发表在《自然·通讯》期刊上的研究发现,西北太平洋副热带高压(简称西太副高)未来会增强。这意味着未来东亚夏季风更强、季风降水更多,但登陆的台风可能减少,同时也意味着中国东部和南部的高温热浪风险增大。西太副高是影响东亚和东南亚天气气候的关键环流。它决定了梅雨降水的强度和位置,以及西北太平洋热带气旋和台风的生成与路径。     

高分辨率气候系统模式的研制与评估

高分辨率气候系统模式是全球变化研究的重要研究工具,对于提升我国应对气候变化问题的整体实力有重要的应用价值。全球变化研究国家重大科学研究计划"高分辨率气候系统模式的研制与评估"项目通过5年的努力,成功研制和发展了我国高分辨率气候模式系统和其评估系统,建立了通量集合耦合平台,取得的主要成果有:(1)成功研发了全球高分辨率气候系统模式BCC_CSM2,其大气水平分辨为50km,海洋水平分辨为30km,它改进了模式中一些重要物理过程的参数化方案,使模式性能得到明显提高,对当今气候基本态的模拟与国际上现有模式性能相当,对东亚气候的模拟有部分优势,增强了对热带气旋、台风等中小尺度过程的模拟能力;(2)成功解决了与模式高分辨率有关的部分科学问题,如东亚地形问题和经纬度网格极地问题、与高分辨率相适应的模式动力框架问题、中国东部独特的冷季层云与青藏高原地形相关问题等;(3)自主研制了全球0.5°×0.5°网格的格点模式动力框架,具有良好稳定性和物理守恒性,建立了全球高分辨率格点大气环流模式,实现了"云-气溶胶-辐射数值集合系统"(CAR)与全球格点大气环流模式IAP4的耦合,揭示了云的次网格尺度结构是造成辐射计算差异最主要原因的物理机制;(4)建立了多大气模式交互集合耦合平台,集成了包括本项目支持研发的格点和谱模式在内的15个国内外知名的分量模式,成为研究海-气相互作用、噪音对气候影响的一种创新分析工具;(5)建立了包括东亚地区云与辐射、东亚-西北太平洋季风、热带偏差机理、云辐射反馈过程与ENSO模拟改进等的耦合气候系统模式评估体系,为评估、改进项目研制的高分辨率模式提供了重要参考和方向。所研发高分辨率气候系统模式的阶段性中低分辨率模式参与了第五阶段耦合模式国际比较计划(CMIP5),建立了业务气候预测系统,为国内外开展气候及气候变化科学研究提供了大量宝贵的模拟数据,为IPCC AR5的编写提供了科学参考依据,提升了我国在气候变化领域的影响力和气候预测能力。     

撒哈拉沙漠气候会“变脸”

<正>美国和法国研究人员最新发现,由于地轴变动及季风活动影响,撒哈拉沙漠以及整个北非地区的气候以两万年为一个轮回周期,在湿润与干旱间变化。1月2日发表在美国《科学进展》杂志上的研究显示,地球绕太阳公转的过程中会发生地轴变动,从而影响季节间的阳光分配,每两万年地球在夏季接收的阳光水平会从高变低再恢复到高。具体到北非地区,在夏季阳光最充足的年份,季风活动最为活跃,这时撒哈拉沙漠气候更湿润、植被更茂盛;夏季阳光最不充     

冰川与气候变化相互作用——以天山乌鲁木齐河源1号冰川为例

冰川产生于气候并受气候变化的影响，冰川变化是气候波动的结果。同时，冰川变化反过来又会作用于自然环境导致气候变化。以乌鲁木齐河源1号冰川为例，在过去的50年里冰川发生了明显变化，这些变化与气温的升高有明显的关系，是对近期气候变化的响应。     

季风左右了鸦片战争

在风帆时代,风就是海上旅行的推动力。风向哪边吹决定着你能否到达想去的地方。好在海上的风也不是胡刮乱吹,在世界上很多地区都有一种风向随着季节变换的风——季风,可谓是古代航海者的最佳伴旅。它要是没来,海船就得在港里望眼欲穿地等着,而只要季风乍起,就可以＂直挂云帆济沧海＂。     

青藏高原形成演化与环境变化研究进展

青藏高原是研究陆陆碰撞的关键地区,高原在晚新生代以来的隆起及其对自然环境的影响是我国有特色的优势研究领域,在上竞争激烈。根据科学发展的趋势和前沿领域,本文概述了大陆碰撞变形与过程,高原岩石圈结构特征,高原形成演化模工,高原隆升过程的争论,高原隆升与东亚环境变化以及２０００年气候环境变化等方面的主要研究进展。     

亚洲风尘循环的过程、机制和环境效应研究进展

亚洲风尘是全球风尘循环中的重要组成部分,其对东亚乃至北半球的气候、生态系统和人居环境产生深远的影响。鉴于亚洲风尘循环在气候环境变化研究中的重要性,国家重点研发计划"全球变化及应对"重点专项于2016年7月正式设立"亚洲风尘循环的过程、机制和环境效应"项目开展相关研究。自启动以来,项目针对亚洲风尘的源汇模式、时空特征及其与全球变化的相互作用等关键科学问题,开展了大量的野外调查与实验分析以及数值模拟工作,在现代和地质时期亚洲(中亚-东亚-北太平洋)风尘排放、迁移和沉降的时空变化特征及其影响机制、亚洲风尘源区风沙活动的生态环境效应以及大气环流对亚洲气溶胶分布及亚洲干旱和季风区降水变化的影响等方面,取得了一系列阶段性进展,本文就此进行了概括和总结,在简要描述亚洲风尘研究背景的基础上对已经取得的主要阶段性成果进行了重点介绍。     

亚洲季风演化、北半球大冰期的发展与喜马拉雅—青藏高原隆升

青藏高原对亚洲季风气候的形成和发展有着重要的影响.通过综合最新的研究成果,本文对高原的阶段性隆升及其气候效应、北半球大冰期形成的可能原因和对亚洲气候的影响进行了初步讨论.并指出,高原的隆升可以划分为3个主要阶段,也就是10-9百万年的有意义隆升,亚洲季风开始形成;3.6-2.6百万年,高原加速隆升,亚洲冬、夏季风同时加强;2.6百万年以来,高原持续隆升,亚洲季风冬夏季风变率加大,冬季风加强.     

"青藏高原形成演化及其环境资源效应"研究进展

青藏高原是我国地学、生物学、资源与环境科学有特色的优势研究领域和难得的天然实验室.青藏高原研究对解决岩石圈地球动力学和全球环境变化有重要意义,对高原区域可持续发展也有广阔的应用前景.本项目选择青藏高原的典型地区为重点,特别注意从高原与毗邻地区的联系,以至从全球尺度探讨高原的各种过程,目标集中在大陆碰撞过程和高原隆升过程,以过程为主线贯通碰撞机制、环境变化和资源分布规律的研究;时间上着重新生代以来,在不同精细时间尺度上定量地描述碰撞和隆升的动态过程及环境变化.主要研究内容包括以下4个方面大陆岩石圈碰撞过程及其成矿效应;高原隆升过程与东亚气候环境变化;青藏高原现代表生过程及相互作用机理;青藏高原区域系统相互作用的综合研究.项目的实施紧密围绕预期目标,深入分析,加强学科交叉和综合研究,取得了如下主要研究进展和创新成果印度大陆与欧亚大陆初始碰撞时限;青藏高原南北缘山盆岩石圈尺度的构造关系;新生代高原北部重大的构造变形隆升事件序列;高分辨率气候动态过程及变化趋势;高原隆升对亚洲季风发展变化的影响;高原不同生态系统类型温室气体吸收与排放.同时,本文也论述了项目的实施在青藏高原研究的科学前沿及区域发展的国家需求等方面产生的影响和作用,并展望了青藏高原研究重要的前沿领域.     

我国重大气候灾害的形成机理和预测理论研究综述

鉴于我国气候灾害的严重性,本项目把20世纪80年代以来所发生的我国旱涝重大气候灾害作为项目研究的切入点,从气候系统各圈层的变化及其相互作用,特别是从气候系统中海-陆-气各子系统的变化及其相互作用对我国重大气候灾害发生的机理入手进行了深入分析研究,提出了与我国旱涝重大气候灾害形成机理有关的新理论;并且,在对我国旱涝重大气候灾害发生有重要影响的ENSO循环和青藏高原热力作用的机理和数值模式研究方面取得新的突破,从而使我国对ENSO事件预测水平有了较大提高;项目在上述理论研究的基础上提出了我国跨季度和年度气候异常的数值预测系统,研制出新一代气候数值模式,并利用此系统成功地预测了我国1998-2002年夏季发生的严重旱涝气候灾害.此外,项目还成功地进行了我国西北干旱区陆-气相互作用观测试验,获取了许多有关我国典型干旱区陆-气相互作用宝贵的科学观测数据,并得出许多原创性的科学结果,为开发大西北提供了可靠的气候环境资料.这些成果的取得,不仅为今后开展我国重大气候灾害的发生规律、成因与预测研究奠定了坚实的理论和数值模型基础,而且对于国家旱涝气候灾害预测水平的提高,减轻气候灾害造成的经济损失具有重要的经济和社会效益.项目还培养了一批从事气候分析、模拟和预测研究的优秀青年学科带头人,形成了一支从事气候灾害分析和预测的研究队伍,完善和建立了两个有关季风和ENSO循环、气候灾害预测的研究中心和一个典型干旱区陆-气相互作用的观测试验基地.     

资料缺失导致“双台风”预报更难

双台风"天秤"和"布拉万"影响我国沿海地区。据中国气象局台风与海洋气象预报中心称,今年登陆我国的台风数量比常年同期多,强度也更大,特别是成双成对出现的台风更引人注目。截至目前,西北太平洋和南海海面上已经连续出现三次双台风闹海的场景。"双台共舞"现象并不罕见台风是典型的灾害性天气,是所有气象灾害中最为严重的气象灾害之一。在西太平洋上,台风是生成于赤道辐合带或者季风槽里的。据气象预报员表示,在东西走向尺度达到上千公里的赤道辐合带或者季风槽里,同时     

全球变化对北半球木本植物多样性的影响研究

物种多样性的形成和维持机制是20世纪亟待解决的25个重大科学问题之一,其研究是生物多样性保护和利用的基石。北半球木本植物具有极其重要的生态价值,在东亚的多样性最高,尤其是中国具有丰富的森林类型、大量的木本特有种和孑遗种,对全球变化敏感。晚新近纪以来的全球气候震荡,特别是人类世以来的全球变化不断重塑物种的分布和多样性格局,亟需深入认识植物多样性的形成与维持机制及其对全球变化的响应,并据此制定科学的保护策略。本项目针对北半球木本植物多样性格局是如何形成的、生态多样性如何响应全球变化、未来全球变化情景下如何保护中国的植物多样性等3个问题开展研究,阐明北半球木本植物多样性格局的成因和响应全球变化的机理,揭示东亚地带性森林群落多样性与生态功能维持和响应气候变化的机制;建立北半球木本植物及其生态信息平台,预测未来中国珍稀濒危木本植物分布与适应性变化趋势,提出保护对策。     

若干重大地质环境突变的地球生物学过程

地球环境的变化直接关系到人类社会的可持续发展,没有对重大地质环境演变规律的全面认识,难以应对当前变化着的气候和环境。物理、化学与生命运动相互交织的动力学过程共同控制着地球环境的变迁。生命过程如何响应与反馈地球环境的变化,是地球科学领域一个亟待解决的重大科学问题。距今2.52亿年二叠纪—三叠纪之交的动物大灭绝,以及大约6亿年前埃迪卡拉纪一系列生物群的出现均显示,大气环境(如温度、氧气含量)、古海洋水化学条件(如缺氧、硫化等)是重大地质突变期直接影响或控制宏体生物的演化与发展的关键环境因素。重大地质突变期的不同地质微生物功能群不仅灵敏地记录了气候、环境与生态系统的变化乃至太阳活动,而且它们还积极参与地球环境的改造,使地球环境处于一个能够不断自我调节的状态。