中国省级土地利用变化和林业温室气体清单编制方法

省级土地利用变化和林业（LUCF）温室气体清单主要评估“森林和其他木质生物质生物量碳储量的变化”和“森林转化温室气体排放”两类主要温室气体的排放源或吸收汇。省级LUCF温室气体清单编制方法以政府间气候变化专门委员会（IPCC）有关国家温室气体清单指南为基础,结合中国LUCF活动的实际情况,特别是在考虑核心关键数据的可获得性与可靠性的基础上制订完成。同时还建立了适用于不同省的关键排放因子和参数数据库,旨在为科学合理地编制中国省级LUCF温室气体清单提供方法学依据。     

地面气旋影响下两次华北暴雪（雨）过程分析

利用GRAPES模式、常规观测和NCEP再分析资料对2010年1月3日和2012年11月3日两次气旋影响华北地区的暴雪（雨）天气过程的形成机理进行对比分析。结果表明：两次暴雪（雨）过程中降水落区与地面气旋的相对位置有较大差别,“0103”过程发生在气旋的东部,“1103”过程发生在气旋的北部。通过检验,GRAPE模式能较好模拟两次降水的落区。通过数值模拟结果分析造成这种落区差异的原因。从热力方面来看,气旋的热力性质不同,“0103”过程一直保持暖心结构,“1103”过程冷空气不断被气旋卷入,使气旋逐渐变为冷心结构,造成冷暖空气相互作用方式不同。另一方面,“0103”过程冷暖空气的交汇发生在气旋与高压系统之间,且在气旋中心附近形成锢囚;而“1103”过程发生在气旋内部,过程的锋面系统由北向南倾斜。另外,“1103”过程水汽是被近地层气旋不断卷入;从风场垂直分布来看,两次过程发生前均有近地面层偏东风的建立,结束时均伴随着中低层系统过境,风向由南风转为北风,但降水过程中风场的演变明显不同。     

《巴黎协定》与国际减缓气候变化合作模式的变迁

由于温室气体排放的全球外部性属性,减缓气候变化必须通过国际合作实现,必须体现一定程度的中央集权,考虑参与主体广泛性、减缓行动的范围和行动力度三大要素。《联合国气候变化框架公约》《京都议定书》及其“多哈修正案”“坎昆协议”等方案,对中央集权程度和三大要素各有取舍,构建了不同的国际减缓气候变化合作模式,但从实践看都未能解决国际减缓合作的问题。《巴黎协定》构建了“承诺+审评”的新模式,有望实现参与主体和行动范围的全覆盖,并通过透明度、遵约和全球盘点机制鼓励各参与方提高行动力度。然而要实现公约目标和科学应对气候变化的要求,《巴黎协定》下的国际减缓合作必须通过强化资金、技术、能力建设机制来保障,并通过进一步明确中长期量化目标来促进各方提高行动力度。     

两种气候变化情景下中国未来的粮食供给

全球温室气体排放导致的全球温度的上升一直是国际社会关注的重点问题之一。利用IPCC（政府间气候变化专门委员会）SRES（排放情景特别报告）的A2（中-高）和B2（中-低）温室气体排放情景，结合区域气候模式PRECIS和CERES作物模型模拟和分析了未来不同的温室气体排放情景下，中国未来2020年、2050年和2080年各个时段粮食的供需情景，并结合未来社会经济的发展分析了气候变化对未来粮食供求的影响，探讨了不同的气候变化程度对未来中国粮食供应的影响。结果表明：如果不考虑CO2的肥效作用，未来我国三种主要粮食作物（小麦、水稻和玉米）均以减产为主，灌溉可以部分地减少减产幅度，如果单考虑CO2的肥效作用，三种作物的产量变化以增产为主。若保持959／6的粮食自给率，人口按照SRESA2和B2情景增长，到2030年的技术进步可使粮食年单产递增0．79／6以上，维持目前的种植比例和种植面积，B2情景下，气候变化对我国的粮食安全问题将不会构成威胁，而A2情景下，气候变化将会对我国可持续发展的粮食安全造成威胁。     

温室气体对亚洲夏季风影响的数值研究

利用NCEP/NCAR再分析资料检验全球气候模式CAM5.1模拟亚洲夏季风的能力,CAM5.1模式能够较好再现亚洲夏季风的基本特征。通过工业革命前（1850年）、工业革命后（2000年）温室气体排放情景的敏感性试验探讨近现代温室气体增加对亚洲夏季风的影响机制。结果显示:温室气体增加导致亚洲大部分区域地面气温增加,印度半岛中部、中南半岛和中国东部地区夏季风增强,印度半岛中部及北部、中南半岛中北部和中国东部地区夏季降水增加。分析大气能量收支和转换发现,温室气体增加通过增强大气对流凝结潜热释放的方式加强大气热源;夏季陆地为暖区,不均匀加热引起全位能增加,从而增强全位能向辐散风动能的转换和辐散风动能向无辐散风动能的转换,最终导致这些区域夏季风增强。其中,对流凝结潜热增加是温室气体增加造成大气稳定度降低、对流活动加强、对流云厚度加大、对流降水增加的结果;同时,对流降水增加是总降水增加的主要原因。     

江汉平原不同稻作模式下温室气体排放特征

采用静态箱-气相色谱法在江汉平原开展早稻、晚稻、中稻、虾稻和再生稻5种稻作类型温室气体排放监测试验,研究不同稻作模式下稻田CH₄和N₂O排放特征、总增温潜势及温室气体排放强度,为准确评估稻田生态系统温室气体排放提供参考依据。结果表明:CH₄排放集中在水稻前期淹水阶段,排放峰值最高为虾稻（85.7 mg·m-2·h-1）,较其他稻作模式高71.7%~191.5%。N₂O排放峰值主要出现于中期晒田和施肥阶段,排放峰值最高为再生稻（1100.7 μg·m-2·h-1）,较其他稻作模式高16.8%~654.9%。CH₄累积排放量从大到小依次为虾稻、再生稻、早稻、晚稻、中稻;N₂O累积排放量从大到小依次为再生稻、早稻、晚稻、中稻、虾稻;总增温潜势从大到小依次为虾稻、再生稻、早稻、晚稻、中稻;温室气体排放强度从大到小依次为虾稻、早稻、再生稻、晚稻、中稻。CH₄排放占比为82.9%~99.0%,稻虾田高排放主要原因为持续淹水时间长、秸秆还田和饲料投入,探究该模式CH₄减排举措最为关键;中稻由于水旱轮作,稻田温室气体排放最低,可作为低碳减排的主要稻作类型。     

一次西南涡特大暴雨的中尺度诊断分析

采用LAPS中尺度分析模式大气资料,对2008年7月一次西南涡暴雨过程进行天气学降水运动的中尺度诊断计算与分析。诊断计算包括：可降水量、层结不稳定能量、对流可降水量、水汽权重平均风速、水汽通量散度、云水、云冰总量及其通量散度和垂直速度与凝结函数降水率等。结果表明：“西南涡-切变线”系统的暴雨发生在暖湿气团与变性冷气团之间的中尺度风场辐合上升运动区,中尺度雨团发生在层结不稳定的暖湿气团一侧。计算的中尺度垂直运动与凝结函数降水率场,降水率为暴雨到特大暴雨。计算的水汽通量辐合降水率与凝结函数降水率不会完全重合,且水汽通量辐合既可致中尺度“雨”,又可成大尺度“云”,并且云水、云冰通量辐合/辐散,可解释为它们的“正”/“负”碰并增长,而碰并增长产生水凝物增量（降水率）也促成大暴雨。因此,在凝结函数降水率场中产生的中、小尺度对流雨团,加上水汽与云水、云冰通量辐合及其碰并增长,并且借助层结不稳定能量释放和可能产生的强迫“次级环流”及水汽与云水、云冰输送,是这次“西南涡-切变线”系统造成襄樊特大暴雨的天气学成因。     

气候变化背景下江苏省水稻气候适宜性区划研究

综合利用前人研究结果与江苏地区水稻生长所需的光、温、水特性,提出了江苏水稻气候适宜性评价指标为适宜生长期、5—10月降水量、t≥10℃活动积温、日照时数;依据现有稻麦（油）两熟的耕作制度,确立了江苏水稻气候适宜性区划因子和分级阈值。基于1961—2019年江苏省及周边共85个站（市、区）的气象数据,采用模糊综合评判法建立水稻气候适宜性评估模型,并确定综合评估指数,利用ArcGIS的自然断点法,将江苏中熟中粳、迟熟中粳、早熟晚粳、中熟晚粳种植适宜区进行区划。通过30a尺度下的年代际分析发现,由于适宜生长期延长和活动积温增加,使得四个品种特性的水稻适宜种植区域均有所调整,其中晚熟粳稻的种植范围北扩到淮河以南地区。     

BCC_CSM1．1全球模式中极端气温变化的归因分析

利用1°×1°的ERA-Interim再分析资料和气候系统模式BCC_CSM1．1历史模拟（Historical）试验及气候归因试验（只考虑温室气体变化Historica1GHG试验和只考虑自然强迫变化的Historica1Nat试验）的结果,考查了BCC_CSM1．1模式对中国和全球陆地地区极端气温指数的模拟能力,并在此基础上分析了温室气体和自然强迫这两种外强迫的变化对极端气温变化的贡献。结果表明：BCC_CSM1．1可以对中国乃至全球陆地区域极端气温指数的气候态及其变化趋势进行合理模拟,主要偏差表现为模式对极端低温指数模拟值偏低,而对极端高温指数模拟值偏高。对于20世纪末极端气温指数的变化,只有考虑了温室气体变化的外强迫时,模式可以再现再分析资料中极端气温的变化趋势。这表明温室气体的变化对极端气温的变化有着关键性的影响。     

附件一国家温室气体排放趋势及其履约进展

 对《联合国气候变化框架公约》秘书处最新公布的温室气体排放数据进行统计分析,结果显示：相对于基准年（1990年）,附件一国家温室气体排放总量整体呈下降趋势。其中,经济转型期国家温室气体排放总量总体上呈逐年下降趋势,非经济转型期国家的温室气体排放总量有逐年增长的趋势。美国和加拿大能源部门的温室气体排放量增长最为显著,相对于1990年,2005年其增幅分别为19.2%和28.6%;英国和德国能源部门温室气体减排量最为显著,其减幅分别为7.8%和17.4%。在2005年,有超过一半的附件一国家的实际排放量低于其目标排放量,履约进展状况良好。     

基于前期降水指数的气象干旱指标及其应用

从气象干旱定义出发,考虑干旱累积效应,借鉴前期降水指数（API）和标准化降水指数（SPI）,建立基于标准化前期降水指数（SAPI）的逐日气象干旱指标,并利用1961-2010年全国632个台站的气象资料分析SAPI的适用性特征。结果表明：逐日SAPI曲线呈典型“锯齿型”特征,在降水持续偏少时段平稳下降,克服了基于“等权累加”建立的综合气象干旱指数由于前期降水移出计算窗口而导致的“不合理旱情加剧”问题,能够精细刻画干旱发生、发展和结束过程。SAPI敏感性分析表明,加剧一个干旱等级需要的无雨日数在降水越少的季节（地区）越多, 减缓一个干旱等级需要的日降水量在降水越少的季节（地区）越少。各等级旱日频率总体上与理论频率一致。降水量较少的季节（地区）,轻旱、中旱及总旱频率略高于降水量较多的季节（地区）,而重旱、特旱频率时空特征相反。1961-2010年全国平均各等级旱日频率均呈下降趋势,其中特旱较为明显,但具有复杂的时空特征：9-11月各等级旱日频率显著增加,其余月份以减少为主;各等级旱日频率总体上呈“西减东增”趋势。     

水稻覆膜节水种植对NO排放的影响

为保障粮食安全和节约水资源,水稻覆膜节水技术正越来越多地被农业生产部门运用到水稻生产中。但是,与传统种植模式(采用淹水与烤田相结合的间歇灌溉)相比,水稻覆膜节水种植模式通过改变土壤条件,引起稻田生物地球化学过程变化,进而使得大气环境污染性气体一氧化氮(NO)的排放发生变化。为了定量研究两种种植模式的NO排放差异及其关键控制因子,采用静态暗箱—化学发光法,对不同种植模式下两种施肥条件(常规施肥与无氮肥对照)的水稻—休耕系统NO排放通量及其环境因子进行了原位周年观测。结果表明,水稻生长季NO排放主要发生在中期烤田阶段,覆膜节水种植模式的NO通量多高于常规淹水种植模式,水稻生长季NO排放系数分别为0.12%和0.016%,主要原因是覆膜节水种植模式提高了土壤温度和氧化还原电位。在休耕季,两种种植模式的NO排放都与土壤湿度呈显著负相关。覆膜节水种植模式全年NO排放有大于传统种植模式的趋势,其排放系数分别为0.15%和0.032%,但需时间更长地点更多的试验研究加以证实。     

新一代温室气体观测卫星（GOSAT、OCO）传感器设置

为了深入了解国际上新一代CO2等温室气体的空间观测计划及进展情况,以日本和美国于2009年最新发射的温室气体测卫星＂呼吸＂号（GOSAT）、＂轨道碳观测者＂（OCO）为例,分析了观测计划的开展情况,对卫星上搭载的传感器设置做了分析,对新一代温室气体专用观测卫星与传统卫星上的传感器做了对比,得出了新一代的传感器在设置上的特点：波段设置在近红外太阳辐射以获得边界层的温室气体含量,具有高的光谱分辨率以保证观测精度,多种观测方式结合以获得最大的信息量。并提出了我国应对温室气体观测资料缺乏的对策,发展专用观测卫星或传感器,以提供我们自己的高精度的全球和区域温室气体观测数据。     

附件一国家温室气体排放趋势及其履约进展

对《联合国气候变化框架公约》秘书处最新公布的温室气体排放数据进行统计分析,结果显示：相对于基准年（1990年）,附件一国家温室气体排放总量整体呈下降趋势。其中,经济转型期国家温室气体排放总量总体上呈逐年下降趋势,非经济转型期国家的温室气体排放总量有逐年增长的趋势。美国和加拿大能源部门的温室气体排放量增长最为显著,相对于1990年,2005年其增幅分别为19.2%和28.6%;英国和德国能源部门温室气体减排量最为显著,其减幅分别为7.8%和17.4%。在2005年,有超过一半的附件一国家的实际排放量低于其目标排放量,履约进展状况良好。     

欧洲地区不同温室气体背景下土地利用/覆盖变化的气候效应

通过温室气体排放和土地利用/覆盖变化,人类活动对气候变化产生显著影响。为了探究在不同温室气体浓度（Greenhouse gas concentration,GHG）背景下,相同的土地利用/覆盖变化（Land Use and Land Cover Change,LULCC）对于欧洲区域气候的影响差异,采用CESM（Community Earth System Model）耦合模式进行了模拟研究。研究发现,在1850年温室气体浓度背景下,土地利用/覆盖变化导致欧洲中东部地区降水显著增加,而在2000年温室气体浓度背景下,土地利用/覆盖变化导致欧洲中东部地区降水减少。温室气体增加后,LULCC导致该地区对流层低层大气环流由辐合变为辐散,气温以及大气水汽含量降低,这些变化能较大程度的改变LULCC对区域降水的净影响力。     

2006-2010年福建沿海城市群低能见度天气特征及影响因素

利用2006年1月至2010年12月各城市能见度、相对湿度、降水、天气形势和PM10的浓度资料分析福建沿海城市群低能见度天气的特征及其影响因素,并将福建沿海主要城市分成北部、中部和南部3个城市群。结果表明：北部城市群每年霾日只有8-26 d,低能见度主要是由（轻）雾引起的,而中、南部城市群低能见度主要是由霾引起的;各城市群（轻）雾和霾天气主要出现在12月至翌年6月,7-11月出现率极低,而平均能见度夏秋季节高于冬春季节;各城市群的低能见度、（轻）雾和霾均以“短暂”为主,其次是“半天”,“全天”最少;低涡切变下（轻）雾的日数最多,其次是高空槽和暖区辐合,再其次是变性冷高压;霾出现频率较高的是暖区辐合、高空槽和变性冷高压3种天气形势;PM₁₀浓度在霾、非低能见度天气下和（轻）雾天气条件下分别为0.068-0.109 mg·m^-3、0.041-0.072 mg·m^-3和0.044-0.064 mg·m^-3。     

广东省温室气体监测平台建设前期工作进展与存在问题

简要概括了近年依托广东省发改委低碳发展专项与中国气象局气候变化基础能力建设等项目取得的重要研究进展。摸清了广东省温室气体观测的现状,对广东省温室气体现有观测数据进行了对比分析和质量评估;对温室气体观测质控方法进行研究,基本掌握了观测标准传递、标校方法流程;基于气候相似性理论初步确定了可代表广东省温室气体监测的4个区域代表站与21个地市级子站的站址;掌握了利用卫星遥感资料反演广东省对流层CO2柱浓度的技术方法;移植并掌握了CarbonTracker-2010模式及其评估方法,建立了可应用于广东的碳源汇模式系统;初步引进了气候经济综合评估模式(RICE);建立了可实时显示的温室气体可视化系统平台。目前,与我国其他"五省八市"低碳试点省市相比,广东省温室气体监测站网建设已存在明显差距,急待理顺现有观测站存在的问题,并按WMO观测规范,建立标校体系,加强数据质控与技术队伍建设。     

减缓气候变化的最新科学认知

 摘 要：2007年5月4日，IPCC第三工作组在泰国曼谷发布了第四次评估报告《气候变化2007：减缓气候变化》的决策者摘要及主报告。报告综合评估了2001年以来有关减缓气候变化的最新研究成果，考察分析了中短期（2030年前）和长期（2030年后）温室气体的排放情景、减排潜力、成本范围，以及稳定大气温室气体（GHG）浓度水平的可能选择。报告总体认为，未来温室气体排放取决于发展路径的选择，现有各种技术手段和许多在2030年以前具有市场可行性的低碳和减排技术，将以较低的成本实现有效减排；在2030年以后将温室气体浓度稳定在较低水平的成本并不高，但需要国际合作，采取一致行动，并认为可持续发展与温室气体减排可以相互促进。     

台风“苏力”灾害风险与防御行为效益评估

利用2013年台风“苏力”的监测资料、台风灾情资料、2000年后福建省台风灾害数据库资料和台风“苏力”灾害防御行为效益评估网络问卷调查资料,采用相似分析法的上下限区间估算法,预评估台风“苏力”造成的受灾人口和直接经济损失,并利用台风灾害风险区划方法,对台风“苏力”进行灾害风险区划。结果表明：台风“苏力”预评估结果与实际灾情相符,台风“苏力”灾害风险分布与实际灾情分布大部分一致,风险等级高的县市,实际灾情重,高风险区的大部县市直接经济损失均为1000万元以上。应用台风灾害防御行为效益评估三级指标体系,通过调查统计分析可知,指标体系中的各级各项指数均能较好地反映和评估政府主导、部门联动和公众参与的防御行为效益,政府主导在各类减灾行为中作用最大。     

参加第15届WMO／IAEA专家会议及第8届国际CO2科学大会总结

应承办方德国马普生物地球化学研究所（MPI—BGC）邀请,周凌唏研究员于2009年9月7～10日出席了世界气象组织／国际原子能机构（WMO／IAEA）第15届CO2等温室气体及相关微量成分测量技术专家会议（每2年召开1次）;11日访问了MPI—BGC的温室气体实验室和同位素实验室;12日访问了Aerolaser实验室;