全球碳循环的模式研究与生物的调节

简要叙述了生物对全球环境的调节作用和全球生态状况的特点.对引起全球生态变化的紧迫问题作了讨论.详细分析了碳的全球循环.分析了海洋生物圈释放CO2的速率和遭破坏的陆地生物圈释放CO2的速率.由此提出了确保可持续发展的基本条件.     

植物功能性状对动态全球植被模型改进研究进展

动态全球植被模型(dynamic global vegetation models,DGVMs)在模拟和预测陆地生态系统对气候变化响应中表现出很大的不确定性,重要原因之一在于动态全球植被模型将定义植物功能型的性状值设置为常数,忽略了植物功能性状对环境变化的响应.动态全球植被模型现有的植物功能型框架已经严重地阻碍了其发展,因此迫切需要一种新的方法来克服这种局限性.植物功能性状不仅可以反映植物对环境连续变化的响应,而且与生态系统的结构和功能密切相关,可提升当前动态全球植被模型对生态系统过程的模拟和功能的预测.本文从动态全球植被模型发展和植物功能型局限性入手,详细介绍了植物功能性状发展现状及其对动态全球植被模型改进的重要价值,归纳总结了植物功能性状对动态全球植被模型改进的主要方法,并指明植物功能性状对动态全球植被模型改进的发展方向.以期通过凝练植物功能性状在构建下一代动态全球植被模型中发挥作用,推动动态全球植被模型在我国的发展和应用.     

生态系统对全球变暖的响应

以温暖化为主要特征的全球气候变化对生态系统产生了深刻影响,是21世纪人类社会最为严重的挑战之一.作为地球表层的重要组成部分,生态系统是人类生存和发展的物质基础,其对全球气候变化的响应直接影响着地球和人类社会的未来.因此,生态系统对全球变化的响应成为全球变化科学的研究前沿和热点.全球温暖化会引起植物个体水平上生理生态过程的变化,也会改变种群、群落和生态系统水平上物种组成和结构的变化,最终可能引起一个地区生态系统类型的改变,并导致其生态系统功能发生转变.同时,生态系统的这种改变又会对全球变化产生反馈作用,减缓或者加剧气候变化的发生.由于地球表层系统的复杂性,对生态系统与全球变暖的相互关系进行深入持久的研究显得十分必要.     

区域平均温度计算的最优权重方法——Ⅰ.理论分析

资料空间覆盖不均匀给全球(或半球)及区域平均温度的计算造成了很大困难.在求全球(或半球)平均温度时,Jones,Hansen,Vinnikov等分别用了不同的方法来解决这一问题.Vinnikov等用最优权重方法,即在误差最小的前提下,求出不同纬度带上每一站的权重,而后用加权平均方法来计算全球(或半球)平均温度.Shen等在用最优权重方法求全球平均温度方面又做了一些工作,结果表明,全球只用60多个分布合适的台站便可得到精度甚高的平均温度.     

全球变化和人类可持续发展:挑战与对策

过去20多年来,国际科学界对全球变化研究不断深化,逐步形成了人类活动产生的碳排放是全球变暖的重要驱动力、全球变化影响人类经济社会可持续发展等共识.为应对全球变化挑战,"共同但有区别的责任"等原则要求发达国家实行强制减排和发展中国家采取自主减缓行动,目标是在21世纪末将由人类活动引起的地表增温控制到不超过工业化前2℃.但是,处理全球变化与可持续发展的关系必须坚持哪些原则,重点开展何种研究,采取什么政策保障还没有明晰的思路.本文提出立足国际和区域平衡发展,依靠科技进步制定全球变化应对对策;必须在人与自然和谐,同时人类社会自身和谐前提下妥善处理应对全球变化与可持续发展之间的关系;坚持减排与增汇并举,减缓与适应并重等原则;加强科学研究,减少全球变化认识的不确定性.应对全球变化挑战实质上为人类发展创造了新机遇,为促进人类能源结构转变、改善和恢复地球生态环境、促进人类生产和生活方式改变、国际与区域间人类社会和谐发展提供了条件.     

全球海洋预报与科学大数据

全球海洋预报是当前国内外海洋预报领域的前沿方向之一,与实施海洋强国战略、维护国家海洋权益,以及开发深远海资源等各类海洋活动日益走向深海大洋的迫切需求有着密切的关系.全球海洋预报的突出特点是使用并生成海量的数据,充分体现了大数据的基本特征.本文从论述大数据的起源、概念和本质开始,介绍了全球海洋预报的基本理论,进一步结合数据同化、模式数据和产品分发等3个方面具体阐述了全球海洋预报中使用的观测数据和生成的模式数据等大数据.最后展望了全球海洋预报以及海洋大数据未来发展中面临的挑战和亟需解决的关键科学问题.     

利用ISCCP D2资料分析近20年全球不同云类云量的变化及其对气候可能的影响

利用ISCCP最新的D2云气候资料集, 给出总云量及高、中、低云在全球的分布特征; 用趋势分析方法分析了近20年来全球不同云类云量的变化趋势. 结果表明: 这期间全球平均总云量总的变化趋势为减少, 但在1987年以前总云量稍有增加, 此后转为减少, 减少量约占全球平均云量的4%. 其中, 低云和高云云量呈减少态势, 而中云量稍有增加. 从云量变化趋势在全球的分布看, 存在较大的区域差异, 不同云量变化趋势具有显著的区域性. 初步分析指出, 在全球增温的气候背景下, 云量的变化对当前气候可能是一个正反馈过程, 即近年来云量的减少可能促使全球气候更加趋于变暖.     

产业主导权与企业自主创新

改革开放30年来,中国取得了很大的成绩,体现在三个方面:中同在全球经济的话语权得到了提升;中国制造业在全球产生了影响力;中国在全球出现了有竞争力的企业.     

寻找复杂系统隐藏的规律

解决全球变暖的预测难题 早在20世纪上半叶,人们就意识到全球平均气温在逐步升高,也即全球变暖问题.后来,科学家发现,这主要是人类活动导致二氧化碳排放过多引发的. 影响气候变化的因素很多,如何证明二氧化碳是导致全球变暖的主要因素?真锅淑郎和他的同事理查德·韦瑟尔德利用物理学的方法,证明了这个难题.他们建立了辐射对流平衡模...     

深海细菌可减缓全球变暖

地球越来越热,这是大家都感受到的事情.因此,减缓全球气候变暖成为各国政府关注的重要事件之一,当然也是我们老百姓关注的事情.近年来,科学家也在为减缓全球气候变暖想办法.近来,微生物学家发现了一种以甲烷为食的深海细菌,他们认为这些小小的微生物可以为减缓全球变暖作贡献.     

气候变化国际科学讨论会通知

全球气候变暖是当今国际社会和各国政府所关注的重大问题.国际社会和各国政府为应付全球气候变暖做出了积极的努力,相继实施了世界气候计划（WCP）、国际地圈生物圈计划（IGBP）和全球环境变化的人类活动因素国际计划（IHDP）.     

二氧化碳与全球变暖何关?

多年来,人们所熟知的全球气候变暖理论,都是强调主要是由于人类的二氧化碳排放过多导致的,而最新一项华人科学家领导的研究成果显示,地球从中世纪(约公元476年—1453年)就已经开始了全球气温的普遍升高.这一发现对现有的全球变暖理论提出了质疑.     

如何减缓全球变暖

译者按全球变暖现已成为举世关注的严重问题.联合国环境规划管理署警告说,地球表面温度在不断上升,其上升幅度是近1万年来所未有的.本世纪80年代的平均气温比19世纪80年代高出了0.7摄氏度.去年是100多年来最热的一年,地球平均气温达15.5摄氏.世界气象组织预言,全球变暖趋势将继续下去,下世纪将是5万年来最热的100年.专家们认为,如果人类不积极采取有效的措施来减少温室气体的排放,任凭全球变暖趋势发展下去,势必带来至少以下几种可预见的危害:①海平面上升.许多岛国将因此从地球上消失,而位于大陆上的一些国家的部分沿海地区也将被海水淹没.②粮食减产.全球变暖会导致干旱和土地沙漠化并使农田耕作条件恶化.第三世界国家绝大多数是农业国,因此它们是全球变暖的最大受害者.③疾病蔓延,气候变暖可能会使由昆虫传播的几种主要疾病(包括疟疾)蔓延.造成全球变暖的主要原因是温室效应,而造成温室效应的主要气体走CO_2、甲烷和氯氟碳等,其中尤以CO_2的危害最大.发达国家排放的温室气体量最大,因此反对全球变暖负主要责任,理应率先采取措施降低CO_2等温室气体的排放量.但要想全面解决全球变暖问题需要全球合作,这就是为什么将今年的世界环境日的主题定为"气候变化——需要全球合作"的原因.但是,减缓全球变暖是一个牵涉面很广的极其复杂的问题,它涉及不同国家的、民族的、政治经济利益集团的不同利益,而且与它们的政治、经济、科学技术和社会发展的状况密切相关,不断变化.因此,要想达成一项关于气候变化的全球性的总协定是很难做到的.本文针对这一举世关注的难题,提出了制订气候变化总协定必须符合的两种基本标准,即政治上的可接受性和长期的灵活性;并提出了制订这一协定可以考虑的五种不同的结构类型,从而为制订这一协定提供了理论依据,指明了方向.争论     

TOPEX测高仪数据错误的修正及其应用的初步结果

1992年10月起,由美国宇航局(NASA)和法国国家空间研究中心(CNES)合作的TOPEX/POSEIDON海洋测高卫星,对全球海平面进行高精度的实时监测,极大地推动了全球海洋环流的研究.最近,TOPEX测高仪的漂移改正被发现存在错误,使得由此测定的全球平均海平面上升速率估计过大.本文利用美国空间研究中心(CSR)提供的卫星在1992年12月至1994年12月的海洋测高资料,消除了仪器漂移改正错误效应后.对全球和区域平均海平面进行了初步的规律性分析,并揭示其与地球自转变化及ENSO现象的相关性.1 TOPEX/POSEIDON 海洋卫星测高计划卫星测高最早在1970年由Willams提出,随后发射了SEASAT,GEOSAT,ERS-1等一系列卫星.而TOPEX/POSEIDON(简记为T/P)卫星由于使用了SLR和DORIS等多项新技术,测高和定轨精度都有了很大提高.T/P卫星将对全球海平面进行3～5a精确的测量,从而推动对潮汐、洋流等全球海洋环流的研究.     

如何面对可能来临的粮食危机

席卷全球的危机 粮食问题是关系到全球稳定和发展的重要因素.近来的种种迹象表明,人类或将面临一场前所未有的粮食危机.今年春季,海地和埃及爆发了由于粮食价格问题引起的骚乱,沃尔玛自助商店实行了大米限量供应,等等.     

中亚粉尘东输可能对全球降温起关键性作用

冰期-间冰期旋回发生的原因一般认为可以用米兰科维奇理论来解释, 但是米兰科维奇理论也留下了一系列至今未解的难题. 对中亚粉尘的向东输送进行研究后发现, 在粉尘东输通量和全球气温降低之间可能存在一种正反馈机制, 放大了北半球高纬度太阳辐射改变的效果, 并最终导致了全球冰期的发生. 在这个正反馈机制中, 启动条件是北半球高纬大陆接收的太阳辐射量减弱, 最终结果是全球降温, 全球冰期发生, 关键性因素是中亚粉尘的东输. 使用这个正反馈机制, 可以较好解答“米兰柯维奇理论” 留下的难题.     

全球陆地年降水场的长期变化(1948 ~ 2000年)

研究了1948-2000年全球陆地年降水场的长期变化,结果表明在1978年前后全球年降水量突变减少,平均每年减少0.54 mm.模糊聚类方法将36个纬圈的年平均降水量划分为6个纬带,研究了6个纬带的年降水量的长期变化.指出,除了北半球高纬度(60°-90°N)降水略微增加以外,各纬带的平均降水量都表现为减少,35°S-35°N的降水量减少最为显著.降水量减少最多的地区是热带,平均降水减少为0.98mm/a.划分了1948-2000年的全球旱涝年,指出旱涝年有明显的年代际变化.研究指出,在暖事件全球陆地平均降水量每年减少15.4 mm,而在冷事件年则增加14.4 mm.20世纪70年代末开始频繁发生的ENSO事件可能是全球年降水量减少的一个重要的原因.     

海洋暖化对海洋生物的影响

自18世纪末到19世纪初的工业革命开始以来,排放到大气层中的CO2等温室气体迅速增加,导致地球表面平均温度在过去100年中上升了大约0.6℃.目前温室气体的释放速率仍然在继续增加,导致全球地表温度在过去1000年中以前所未有的速率上升,特别是近30年,每10年大约上升0.2℃.温室气体的排放和全球变暖对生物圈的巨大影响已受到了科学界密切关注,人类已经开始意识到全球变暖的许多严重后果,但是暖化对陆地及海洋生态系统更为深远的影响还有待揭示.本文主要关注全球变暖带来的海洋物理及化学变化,以及对海洋生物的影响,对它们进行概述,为进一步更准确预测全球变暖对未来海洋生态系统的影响提供重要信息.     

人类活动成为全球变暖的主因

2007年2月2日,联合国政府问气候变化专门委员会(IPCC)在经过4天的讨论后,发表了《第四次气候评估报告》梗概.这份长达20页的报告梗概综合了数千份研究成果,是迄今为止对全球变暖问题最权威的科学报告.专家们在报告梗概中指出,经过对全球大气平均温度、海洋平均温度、冰川和积雪融化的观测以及对全球海平面的测量等已证实,全球气候正在变暖.专家们预测说,从现在开始到2100年,全球平均气温的"最可能升高幅度"是1.8℃～40℃,海平面升高幅度是18 cm～59 cm,而造成这一趋势的原因"很可能"即至少有90%的可能是人类活动.     

整合分析(Meta-analysis)方法及其在全球变化中的应用研究

整合分析是一种专门对单个研究进行统计综合、找出普遍结论并发现差异的定量研究方法. 自20世纪90年代初引入生态和进化生物学以来, 得到了迅速的发展. 随着对全球变化问题的日益关注, 近年来该方法在全球气候变化研究中也开始得到广泛的应用. 介绍了整合分析方法的原理、步骤和优缺点, 并综述了其在气候变化研究中的应用, 包括生态系统对CO₂ 浓度升高和全球变暖的响应、生态系统对O₃的响应、土地利用和管理对气候变化的影响及干扰对生态系统生物地球化学循环的影响等方面. 尽管整合分析存在一些不足和风险, 但仍然优于传统的文献综述方法. 整合分析中的一些方法如累计整合分析、敏感性分析等仍未在全球气候变化中得到应用; 需要定期对某一主题的整合分析进行更新; 全球气候变化研究中尤其要重视交互作用的影响和长期实验. 因此, 整合分析在全球气候变化研究中仍有很大潜力, 它能在更大的时空尺度上回答单个研究无法完全回答的问题. 中国科研工作者在气候变化方面进行了大量的实验, 建立了研究和观测网络, 积累了大量的原始数据和实验结果, 迫切需要应用整合分析将这些研究进行集成, 从而为政府部门应对气候变化的决策提供科学依据. 可以预料整合分析将在中国的全球气候变化研究中得到更多的应用和发展.