现代气候学 总结

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1)全球增暖 (Global Warming):

波动阶段性上升

不同区域增暖幅度不同,极区最显著

(全球增暖证据:北极海冰面积减少,海平面上升) 2)近百年全球降水变化:

近百年来,全球平均降水无显著趋势变化

不同数据集趋势间存在明显差异,同时降水也有较大时空变率。 北半球中纬度陆地降水很可能总体上呈增加趋势。

3)近百年中国降水变化:

近百年降水量并无明显趋势。

降水量的变化存在20-30年的干湿期交替 4)极端气候的变化

4、全球气候变化的基本特征

? 全球地质时期气候变化的时间尺度在22亿年到1万年以上,以大冰期和大间冰期的交替出现为特征,气温变化幅度在10°C以上

? 历史时期的气候变化是近1万年来,主要是近5000年来的气候变化,变化的幅度最大不超过2-3°C

? 近代的气候变化主要是指近百年或20世纪以来的气候变化,气温振幅在0.5-1.0°C之间。

5、气候变化的影响因素 ? 自然原因

银河系变化、太阳演化、太阳活动

地球轨道参数(轴倾、岁差、偏心率) 大陆漂移、造山运动、火山活动 海洋环流与海-冰-气-陆相互作用 ? 人为原因

温室气体、气溶胶排放 土地使用、热带雨林破坏 城市化 ??

? 时间尺度

不同时间尺度气候变化、形成机制不同

6、冰期-间冰期循环(万年尺度)的形成机制 1、日地关系的变化: 由于天体间引力的影响,地球轨道偏心率、地轴倾斜度和岁差等地球轨道参数发生变化,使地球接收到的太阳辐射产生差异,从而引起数十万年间的气候变迁。 1)地球轨道偏心率:

描述地球绕太阳运动轨道的圆扁程度,值越大越扁,值越小越圆。 ? 轨道偏心率越小(越接近圆形)时,四季变化相对较不明显,也不易有冰期的发生。反之,偏心率越接近1(但不等于)的轨道,四季明显,也较易产生冰期。。

? 每隔10万年,地球公转轨道的偏心率变化一个周期 2)地轴倾斜度(黄赤交角的变化): 21.8?~24.5?,现在为23.44? 地轴倾斜度的影响表现在:

? 角度越大,高纬度地区因接受辐射的时间差异较大,易形成冰期。

? 地轴倾斜度增加:高纬度辐射量夏季增大,冬季减少,年较差增大,且年辐射量增加;赤道地区年辐射量减少。 3)岁差

? 在远日点时,若北半球倾向太阳冬天温度将会相对较高;若因进动而导致南半球在远日点时倾向太阳,北半球的冬天将较为酷寒。

? 加上北半球陆地多,比热小,温度容易下降,而较容易形成冰期。

2、火山活动 3、太阳活动

4、大陆漂移与气候变化

7、百年-千年尺度气候变化的形成机制 海-气相互作用

大西洋温盐环流(THC)变化

8、温室气体增加产生的气候效应: ? 气候变暖 ? 海平面升高

? 对降水量及分布的影响 ? 对全球生态系统的影响

9、全球变暖模拟的不确定性

1)人类活动的不确定性:能源排放、人口增长、土地利用等方面的发展状况; 2)人类活动排放的微量气体在辐射过程中的作用的复杂性; 3)气候模式的不确定性。

10、全球变暖对人类与社会发展的影响

1)农业:产量、生长的积温分布的可能变化、农作物耕作制度; 2)林业:植被(森林)分布 3)地球生态系统

4)水资源:水循环、降水、径流;

5)海洋和海岸带:海平面、海洋环流、海洋生态系统; 6)人类健康; 7)工业、运输等

11、全球气候变暖的应对

1)能源排放与减排对策,定期给出:

国家排放清单、计算各国未来排放方案、制订减排和限排方案、能源排放贸易和纳税、技术改革和技术转让等。

2)风险评估:人类活动与气候变化和气候影响之间的关系尚未研究清楚,存在很大的不确定性,需要进行对气候对策的风险评估。 3)气候变化的集成评估

气候变化与影响研究涉及的领域很多,包括能源各部门、气象、环境、水利、农业、林业、交通、医药等部门,还间接涉及到政策与策略的许多部门以及人口、社会与经济发展的各部门。建立一种集成模式,把与气候变化有关系的各部门和行业通过一个统一模式定量地联系起来。 4)减排与发展

对策:发展清洁能源来代替煤、石油、天然气;对排放温室气体的工业如冰箱制造业和农业如水稻田等方面进行技术改造;对排放的废气以及产生的废物和垃圾等进行有效处理等。

12、气候变化研究方法 一、非器测资料

1 地质沉积:冰川遗迹、湖泊沉积、深海岩芯、黄土沉积、极地冰芯等; 2 物候及生物方法:植物胞子和花粉、树木年轮等; 3 自然地理方法:河流流量、江河水位、湖泊结冰等 二、器测资料 1 统计方法

1)分析气候及气候变化事实:

单一时间序列:回归分析(趋势)、SSA及小波分析(周期)、突变检测 场序列:EOF(空间型)、REOF(分区) 2)诊断不同气候要素间的统计联系: 相关分析、SVD、MCA、GEFA等;

3)利用要素间的统计关系,进行气候预测: 建立回归统计模型;

不能解释气候变化或相互联系的成因

统计预测一般对气候异常或气候突变的预测能力较差 三、数值模拟

1. 建立在热量、动量、物质守恒基础上的数值模式,对气候系统进行定量描述,研究气候要素变化的物理过程及成因,进行气候敏感性研究,增强气候变化机理的理解;

2. 模式的误差:物理过程的了解不够,不能给出精确的数学描述;计算误差。 3. 随着计算机的发展,模式分辨率增加,对气候系统相互作用及各子系统物理过程的描述准确性的提高,数值模式的模拟及预测水平将会越来越高。 四、气候及气候变化或异常的研究思路 针对某一气候要素

1 分析其气候特征:气候场空间分布、季节变化; 2 利用统计方法分析其气候变化特征; 3 利用统计或数值模式诊断其变化成因。

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