亚洲的全球变化问题

本文分为三个部分,首先论述本世纪,尤其是近几十年来,全球变化在亚洲的主要表现,然后分析引起亚洲变化的主要驱动因子,特别是与全球气候变化相关的亚洲季风的变化和人类的作用;然后主要依据全球气候模式（ＧＣＭ）的结果评估全球增暖条件下亚洲未来２０～５０年的变化。最后讨论了ＧＣＭ模式在区域尺度模拟和评估上的不确定性,提出应将研究亚洲季风系统中大气圈－生物圈相互作用和亚洲地区土地利用／土地覆盖变化这两个科学问题,列入亚洲地区ＩＧＢＰ的研究,并和全球变化的三大国际科学计划ＩＧＢＰ、ＷＣＲＰ和ＨＤＰ中的一系列核心计划相结合     

中国科协青年科学家论坛的开启

在符淙斌院士的倡导下，由中国科学技术协会主办，中国科学院和国家自然科学基金委协办，中国科学院东亚区域气候一环境重点实验室和季风亚洲区域集成研究计划（MAIRS）承办的中国科协青年科学家论坛“人类活动影响下的中国干旱／半干旱地区地气相互作用”研讨会于2007年6月27～29日在北京中国科学院大气物理研究所召开。     

全球季风模式比较计划（GMMIP）概述

全球季风模式比较计划（GMMIP）是第六次国际耦合模式比较计划（CMIP6）的重要组成部分。文中首先介绍了GMMIP发起的科学背景,指出发起GMMIP的必要性和历史机遇。进一步扼要描述了GMMIP试验设计的总体思路和方案、试验的用途以及与CMIP6其他模式比较子计划的相关性。最后对GMMIP的科学意义进行了评述,指出其在提升和扩大中国季风模拟和研究领域国际影响力方面的重要作用。     

亚洲季风年代际振荡及与天文因子的相关

主要通过滑动ｔ－检验方法和相关统计,分析了近５０年来南亚季风、东亚季风以及高原季风的相互关系,并对其与太阳黑子周期长度（ＳＣＬ）和地球自转速度（Δω）的关系进行了讨论。结果表明：三种亚洲季风虽然在年际变化上相关不好,但在年代变化上具有很好一致性;亚洲季风的年代际变化与ＳＣＬ和Δω均相关很好,其中以与Δω关系最好,且Δω的变化超前亚洲季风的变化。对日地因子的短期变化如何影响亚洲季风年代际振荡提出了初     

季风的季节、年际和年代际变化

区域季风和全球季风的分布依赖于季风的定义。基于“季风是热带大气水汽中心随越赤道气流向赤道外季节扩展”的定义总结并讨论了东亚季风的区域特征、亚洲季风的季节进程和全球季风的分布以及季风的年际和年代际变化。最后对季风研究的潜在方向作了适当的讨论。     

国际地圈-生物圈计划研究进展和展望

作为全球变化研究的主要核心计划,经过15年的研究,国际地圈一生物圈计划(IGBP)已经进入了第2研究阶段。文章综述了IGBF,计划近10年研究进展,主要有地球系统关键过程研究和跨计划的集成研究两方面。面对未来的挑战与机遇,在研究方向上IGBP将发生变动,包括实现更高层次上的集成研究,与全球可持续发展相适应,从理论研究走向实际应用,全球问题与区域问题结合更加明确等4方面。同时按照地球系统的结构,指出了对应地球系统各圈层及界面的相关计划研究的热点问题,并介绍了我国IGBP研究的主要成果与未来研究方向。     

AOGS第六届学术年会气象学研究报告综述

简要综述了第六届亚洲大洋洲地球科学学会（AOGS）学术年会有关天气和气候的可预报性、协同亚洲季风试验、季风变化及其模拟与预测、气候变化与热带气候灾害、中层大气研究、中尺度气象学与台风研究以及卫星资料应用等方面的报告内容。在全球气候变化的大背景下,季风的年代际变化特征,可能成因及其对天气气候的影响是目前研究的热点问题之一。对亚洲季风系统形成机制的探讨及其与气候系统关系的研究有助于提高数值模式对季风系统的模拟能力,从而能够更好地预测季风系统及其演变。集合预报,特别是多模式超级集合预报方法引起了人们广泛的兴趣。研究报告指出,多个积云对流参数化方案的集成、集合卡曼滤波、条件非线性最优扰动法以及滑动训练期超级集合预报技术对数值天气预报的准确率都有明显改善。＂可预报性障碍＂在数值模式对大气环流的预报中同样存在。＂可预报性障碍＂本质上反映了系统的季节变化对预报结果的影响。研究还表明,热带气旋频率和强度的变化取决于在其形成的海域是动力因子还是热力因子起主导作用,如热力因子起主导作用则气候变暖会使该区域的热带气旋活动频率和强度增加。一些研究指出,中高纬度阻塞形势持续异常及南海的热源异常可能是造成2008年初中国南方低温、雨雪和冰冻灾害的主要原因。Formosat-2和Formosat-3等卫星观测资料的广泛应用将极大地提高数值天气预报、气候监测和空间天气预报水平。     

论东亚夏季风的特征、驱动力与年代际变化

本文是以新的资料和研究结果对东亚夏季风的基本特征、驱动力和年代际变化所作的重新分析与评估。内容包括四个部分:（1）东亚夏季风的基本特征;（2）东亚夏季风的驱动力;（3）东亚夏季风的年代际变率与原因;（4）东亚夏季风与全球季风的关系。结果表明:东亚夏季风是亚洲夏季风的一个重要有机部分,主要由来源于热带的季风气流组成,并随季节由南向北呈阶段性推进,它是形成夏季东亚天气与气候的主要环流和降水系统。驱动夏季风的主要强迫有三部分:外部强迫、耦合强迫与内部变率,其中人类活动引起的外强迫（气候变暖、城市化、气溶胶增加等）是新出现的外强迫,它正不断改变着东亚夏季风的特征与演变趋势。海洋与陆面耦合强迫作为自然因子是引起东亚夏季风年际和年代际变化的主要原因,其中太平洋年代尺度振荡（PDO）与北大西洋多年代尺度振荡（AMO）的协同作用是造成东亚夏季风30~40年周期振荡的主要原因。1960年代以后,东亚夏季风经历了强—弱—强的年代际变化,相应的中国东部夏季降水型出现了“北多南少”向“南涝北旱”以及“北方渐增”的转变。最近的研究表明,上述东亚夏季风年代际变化与整个亚非夏季风系统的变化趋势是一致的。在本世纪主要受气候变暖的影响,夏季风雨带将持续北移,中国北方和西部地区出现持续性多雨的格局。最后本文指出,亚非夏季风系统相比于其他区域季风系统更适合全球季风的概念。     

碳与水循环的研究新进展

引　言自 2 0世纪 80年代以来 ,随着全球变化科学这一新兴学科的形成 ,以研究全球环境变化为对象 ,逐步发展成了国际地圈·生物圈计划 (ＩＧＢＰ)、全球变化人文因素计划 (ＩＨＤＰ)、世界气候研究计划 (ＷＣＲＰ)、生物多样性计划 (ＤＩＶＥＲＳＩＴＡＳ)等4个科学研究计划。全球变化科学以“地球系统”为研究对象 ,将大气圈、水圈、岩石圈、冰雪圈和生物圈 (包括人类自身 )视为一个整体。全球变化中最活跃的物质是碳和水 ,它是人类生存的物质基础。围绕全球碳循环、全球水资源与水循环、食物与纤维 3大主题以及人类与环境的相互作用研究 ,…     

新书架

全球变化与人文社会科学问题孙成权等　　本书详细介绍了国际全球变化研究的人文社会科学研究计划 ,阐述了全球环境变化与土地演化、法制因素、工业转型、可持续发展以及人类健康与人类安全等的关系。本书对制定我国在人文社会科学领域的全球变化研究计划 ,推动我国在该领域的全球变化研究 ,加强全球变化研究中人文社会科学和自然科学的合作具有重要指导意义。1 6开本　定价 :30 0 0元国际全球变化研究核心计划与集成研究孙成权等本书详细介绍了国际全球变化研究几个核心计划的实施计划综合集成研究情况 ,包括“全球变化的分析、研究和培训…     

Preface

Congratulations to the release of MAIRS special issue! Monsoon Asia Integrated Regional Study (MAIRS), formally started from 2006, is an international research program focusing on the integrated study of human-monsoon interaction. Monsoon Asia region is characterized by diverse geography that includes the world' s highest mountains and longest rivers. Significant fractions of these habitats are fragile for various reasons, including highly variable rainfall, frequent droughts and floods.     

全球变化科学领域的若干研究进展

介绍了中国科学院大气物理研究所东亚中心在全球变化科学研究方面的一些进展.主要包括:(1)参与了国际和国内全球变化科学的开拓工作;(2)提出了区域水平上的全球变化研究新方向;(3)气候突变和全球增暖的区域响应研究;(4)东亚季风区植被-大气相互作用研究;(5)区域环境系统模式的发展和亚洲区域模式的国际比较研究活动;(6)提出了对全球变化的人类有序适应的概念、试验观测、理论和方法;(7)面向国家需求的全球变化问题北方干旱化研究;(8)陆地生态系统碳循环研究等.     

中国未来地球计划的协同推广机制建设初探

本文在回顾科学成果传播方式与模式的基础上,以科学成果集成、网络传播和公众科学素养提升为出发点分析了当前科学传播面临的挑战与时代需求。基于对未来地球计划科学组织模式的解读,分析了未来地球计划成果传播模式的特点,并从科学研究、社会认知和科学决策层面探讨了科学成果推广和普及机制。有针对性地提出了充分引入利益相关者参与、推进创新科学成果推广机制与平台建设等科学传播相关政策建议。     

A regional climate model simulation of summer monsoon over east asia: a case study of 1991 flood in yangtze-huai river valley

Ｉ．ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＥａｓｔＡｓｉａｉｓｓｉｔｕａｔｅｄｉｎｔｈｅｅａｓｔｅｒｎｐａｒｔｏｆｔｈｅＥｕｒａｓｉａｎｃｏｎｔｉｎｅｎｔｗｈｅｒｅｔｈｅｈｕｇｅＴｉｂｅｔａｎＰｌａｔｅａｕｅｘｉｓｔｓ．Ｆａｃｉｎｇｅａｓｔａｎｄｓｏｕｔｈｅａｓｔ...     

Impact of Change in Monsoonal Circulation Due to SST Warming on the North East Asian Monsoon: A Model Analysis Using Satellite Based Sub-Grid Hydrometeors

Over the North East Asia, extreme anomalous precipitation were observed in 2013 and 2014. During 2013 summer the precipitation was found to be higher (two standard deviation) than the climatological mean of the region; whereas during 2014, which was a borderline El Niño year, precipitation was found to be lower (one standard deviation). To understand the differences of these two anomalous years the Global/Regional Integrated Model system (GRIMs) has been used. The study found that low land-surface temperature and high sea-surface temperature over ocean caused a smaller land-sea contrast of surface temperature between East Asia and North West Pacific Ocean in 2014, which could have caused an eastward shift of mean monsoon circulation in that year compared to the circulation in 2013. Due to a change in the lower level circulation and wind field over East Asia the evaporation and moisture transport patterns became very different in those two years. In 2013, this study found high latent heat flux over Eastern China, which implies an increased surface evaporation over that region, and the moisture transported to the north by the mean monsoon circulation; whereas, there was no correlated transport of moisture to the North East Asia during 2014. The precipitable water over North East Asia has a stronger correlation with the latent heat flux over southern land region than that from Ocean region in the eastern side in both the years. A new approach is proposed to estimate the sub-grid scale hydrometeors from GRIMs, overestimated in the existing model.     

The role of the university in interdisciplinary global change research: Structural constraints and the potential for change. An editorial

Adapted from Global Change: Newsletter of. the Project for the Integrated Study of Global Change, University of Michigan Vol. 1, No. 4, November/December 1991, pp. 6–7.     

Simulation Study of Cloud Properties Affected by Heterogeneous Nucleation Using the GRAPES＿SCM during the TWP-ICE Campaign

This study used the Global/Regional Assimilation and PrEdiction System Single-Column Model(GRAPES_SCM)to simulate monsoon precipitation with deep convective cloud and associated cirrus during the Tropical Warm Pool International Cloud Experiment(TWP-ICE), especially during the active and suppressed monsoon periods. Four cases with different heterogeneous nucleation parameterizations were simulated by using the ensemble method. All simulations clearly separated the active and suppressed monsoon periods, and they reproduced the major characteristics of monsoonal cloud such as the total cloud hydrometeor mixing ratio distribution,and precipitation and radiation properties. The results showed that the number concentration production rate of different heterogeneous nucleation parameterizations varied substantially under the given temperature and water vapor mixing ratio. However, ice formation and precipitation during the monsoon period were affected only slightly by the different heterogeneous nucleation parameterizations. This study also captured clear competition between different ice formation processes.     

Assessment of future climate change over East Asia due to the RCP scenarios downscaled by GRIMs-RMP

This study assesses future climate change over East Asia using the Global/Regional Integrated Model system—Regional Model Program (RMP). The RMP is forced by two types of future climate scenarios produced by the Hadley Center Global Environmental Model version 2 (HG2); the representative concentration pathways (RCP) 4.5 and 8.5 scenarios for the intergovernmental panel on climate change fifth assessment report (AR5). Analyses for the current (1980–2005) climate are performed to evaluate the RMP’s ability to reproduce precipitation and temperature. Two different future (2006–2050) simulations are compared with the current climatology to investigate the climatic change over East Asia centered in Korea. The RMP satisfactorily reproduces the observed seasonal mean and variation of precipitation and temperature. The spatial distribution of the simulated large-scale features and precipitation by the RMP is generally less reflective of current climatic conditions than that is given by the HG2, but their inter-annual variations in East Asia are better captured by the RMP. Furthermore, the RMP shows higher reproducibility of climate extremes including excessive heat wave and precipitation events over South Korea. In the future, strong warming is distinctly coupled with intensified monsoonal precipitation over East Asia. In particular, extreme weather conditions are increased and intensified over South Korea as follows: (1) The frequency of heat wave events with temperature greater than 30 °C is projected to increase by 131 and 111 % in the RCP 8.5 and 4.5 downscaling, relative to the current climate. (2) The RCP 8.5 downscaling shows the frequency and variability of heavy rainfall to increase by 24 and 31.5 %, respectively, while the statistics given by the RCP 4.5 downscaling are similar to those of the current climate.     

极地气象与全球变化

目前，全球变化加快，极地地区变化尤为突出，这对区域或全球的社会、经济和生态系统都将产生显著的影响。最明显的证据是极区的冰川和冰雪范围持续减少，永久冻土在消融和消失，北冰洋海冰范围和厚度减小。极地环境的变化跟地球其它区域的变化息息相关，如臭氧洞的形成与来自低纬度的污染物积聚有关。极地地区的科学研究非常重要，不断地给我们提出新的科学挑战。极地冰盖下和大面积海冰下存在着大量的未知领域，许多极地研究的前沿问题实际上存在于传统学科的交叉领域。因此，世界气象组织（WMO）和国际科联（ICSU）共同发起并于2007年3月1日启动实施2007-2008年国际极地年（IPY），旨在为极地气象学、海洋学、冰川和水文学等领域的科学研究和观测做出贡献，有助于发展更精确的海一冰一大气环流模式，进一步提高对天气预报和气候变化的预测和预估水平。     

Simulation of the summer Indian monsoon beginning during the experiments with the atmosphere general circulation model of Hydrometcenter of Russia

The influence of the Earth’s gravitational field on the simulation of the time of the beginning of monsoon circulation in Asia by the model is analyzed. The results of numerical experiments carried out with the circulation model of the Hydrometcenter of Russia during ten years (1979–1988) following the AMIP protocol are considered. Two standards were used during the analysis of results. The data of NCEP/NCAR (the United States) reanalysis were used for the comparison of circulation characteristics and the data of GPCP (Global Precipitation Climatology Project), for the precipitation analysis. Four different criteria of the monsoon beginning are analyzed: the occurrence of the negative divergence in the area under study, the beginning of heavy precipitation fall, the marked kinetic energy increase in the lower troposphere, and the origination of anticyclonic vorticity. The comparison of the data obtained during the numerical experiments with the chosen standards demonstrated that, in all cases, taking account of gravitation field variations results in the improvement of the simulation of the time of monsoon circulation beginning by the model.