气候研究趋势与方向

目前气候变化已经是人人皆知的现象了。海平面上升，冰川退缩，这些现象与人类生存息息相关，引起了科学家们的广泛关注。随着科学界气候变化意识的加强，与气候相关的研究越来越多，增长非常迅速。而气候研究的主要目的正是理解气候系统中各种因素相互作用的本质机理，并得到影响气候变化的主要因素。     

破解谜题:研究气候变化对全球的影响(Ⅰ)

气候变化是21世纪影响人类生活的最重要的因素之一,但气候变化的原因,特别是气候变化与人类活动之间的关系问题仍然是科学中的未解之谜。美国国家科学基金会(NSF)高度重视气候变化对全球的影响研究,其对全球变化研究的资助遍及几乎所有部门,包括地球科学部,极地计划办公室,生物科学部,社会,行为与经济科学部,工程学部,国际合作办公室,数理科学部,教育与人力资源部,网络基础设施办公室,计算机及信息科学与技术部等,资助工作取得了丰硕的成果。2009年8月,NSF主任办公室联合上述资助部门,发布了题为《破解谜题:研究气候变化对全球的影响》的报告,从天空、陆地、冰域、海洋、生命和人类等6个方面探讨了全球变化研究中的重要问题,展示了NSF资助的相关研究取得的主要成果。     

一个简单的气候系统反馈模式及其应用

首先建立了一个简单的气候系统反馈模式，然后从理论上分析研究反馈机制在区域气候要素的变化及其持续性过程中的作用，最后利用该模式研究了陆地区域的典型气候反馈关系，所得结果有助于加深对区域气候变化的原因以及区域气候变量间反馈过程的认识和了解。     

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     

全球地形影响大气和海洋经圈环流的耦合模式研究

利用气候系统模式(CESM1.0)研究陆地地形改变对大气?海洋经圈环流的影响。模式首先给出真实海陆分布及陆地地形情况下的大气?海洋气候态, 然后给出平板陆地情况下(陆地海拔均匀10 m)的气候态。与真实世界相比, 平板陆地情形下大气?海洋经圈环流发生重大改变: 首先, 年平均大气对流中心南移到赤道附近, 使得大气哈德雷环流相对于赤道对称; 其次, 海洋的经向翻转流变强, 大西洋经向翻转流完全消失, 取而代之的是在太平洋出现强大的经向翻转流及热盐环流。在平板陆地情形下, 北半球中高纬度大气抬升减弱, 向北的大气热量输送减少, 北半球温度降低, 大气对流中心因而向赤道迁移; 同时, 海洋向极地的热量输送也减弱, 中高纬度海洋变冷, 北太平洋海水密度增加很多, 北大西洋海水密度降低, 导致海洋经向翻转流从大西洋转移到太平洋。     

季风动力学

亚洲南部季风是地球气候系统的最重要和最有影响力的现象之一。季风可以产生灾难性的影响,洪水与极端季风降雨已经被证明是最致命的自然灾害。虽然有越来越多的努力致力于改善季风带来的灾害,如提高季风预报能力,但季风仍然威胁着人类健康和生活。     

世纪之争:海洋是否为"热机"?——Sandstr(o)m猜想发表一百周年侧记

传统的理论认为,热盐环流是由低纬度加热、高纬度冷却驱动的热机.这个理论遇到了新的挑战,新的理论认为海洋把热能转化为机械能的效率极低,所以热盐环流不是热机,而是由风和潮汐提供机械能驱动的热量(或其他物理量)运输机.海洋是否为"热机"的论战之所以"复兴",是因为这事关对海洋在气候系统中的作用.海洋是否是热机这个问题可溯源到1908年Sandstr(o)m发表的实验结果,这是首次为揭示大洋深海环流驱动机制提出的一个猜想假说(常被称为Sandstr(o)m定理),并发表了实验结果.那时的人类社会可能关心的只是天气现象,现在则更加关注气候变化.不言而喻,这场争论结束之日,就是人类破解海洋环流奥秘之时.值Sandstr(o)m实验100年之际--2008年--也恰是Bjerknes环流定理发表110年,谨撰此文,以期从寻觅先行者的认识足迹中启迪来者.     

怒江流量长期变化特征及对气候变化的响应

怒江流量从5月份明显增加,5~10月的流量和占全年的81.92%,月均在13.65%,其他月月均仅为3%,月均流量为其他月份的4.5倍.说明流量的季节性变化大,且集中在雨季.1~4月流量与同期降雨关系密切,除7月流量外,其他月流量与雨量存在1个月的滞后性;5月雨量对年和干季流量影响很大.雨季、干季和年降水与怒江出境流量主要有16年、8年以及2~4年周期.年降雨和流量存在2~4年的低频振荡.年、雨季和干季流量变化一致,并呈增加趋势.在12个月、年、雨季和干季中,除6月、8月变化趋势不明显外,大多数都通过0.05的置信度检验,说明随时间变化显著.结果表明,年流量平均每10年增加57.6m3/s,而干季平均每10年流量增加28.1m3/s,9月和雨季的流量,平均每10年分别增加123.3m3/s和85.7m3/s.怒江出境径流量与流域温度、雨量的变化基本一致,气候变化已引起怒江流量的变化,怒江流量增加最大的是10月,其次是5月,造成年流量增加近60m3/s.未来20年怒江流量前期降低,后期处于增加的趋势.     

人类可以调控气候么?

本文介绍了人类为应对气候变暖所引入的地球工程对气候变化加以人为干预,并由此提出在更广泛意义上人类未来也许能够依据地球气候系统的运转机制,主观调控气候,但其对地球气候系统的整体影响尤其负面效应将存在显著不确定性及争议.