《气候与环境研究》征稿简则

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三门峡库尾的泥沙淤积及其解决途径的建议

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欧亚雪盖准2年振荡对中国降水的影响

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序言

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中日科学家签署沙尘合作研究实施细则协议

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《大气和海洋科学快报》征稿启事

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《大气和海洋科学快报》征稿启事

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遥感在1998年洪水监测中的作用

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气候变化的历史记录和可能原因—IPCC 1995第一工作组报告评述

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前言

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气候与环境预测和调控中的数学问题

数学无所不在,现代科学与数学的发展是相互促进的,未能用严谨的数学方式表达的科学问题难于说是属于现代科学范畴的,现代的数学方法与现代提出的科学问题密切地结合是解决问题的关键.作者论述了现代的气候与环境预测和调控中的一些重要的数学问题,其中第一个问题即预测问题,也包括数值天气预测等在内.在这方面论述的问题有预测问题提法的适定性;非线性系统的分叉、混沌、突变等和可预测时效的关系;不完整的观测资料四维同化问题;不同分辨率模式的嵌套问题;和数值求解的算法问题.第二个问题是自然环境的调控或即自然控制论,举例分析了人工影响天气、改良局部气候、泥沙冲淤调控和最优航道工程、以及生态建设规划等问题.       

控制论与人工影响天气 I: 人工增雨作业中的正反问题及最优调控

利用自然控制论的观点,重新审视了人工影响天气诸多方面的问题,提出了人工调控有限区域天气的正问题和反问题,并对最优调控问题,根据观测实例进行了分析讨论.结果表明,自然控制论是指导开展人工影响天气的一个好的理论框架,不仅要加强观测以了解自然降水过程,发展数值模式以更好的模拟实际降水过程,更需要开展反问题的研究;对最优调控的讨论表明,不能仅仅局限于有无催化可能,更应全面考虑降水云系的结构.     

气候和环境生态系统的动力学问题

这是作者在“复杂性科学讨论会”(1991年2月,北京)和“大气边界层物理和大气化学讨论会”(1991年11月,北京)上作的报告的提纲,系统地论述建立“气候和环境生态系统动力学”的各方面问题,分为10部分,即(1)为什么要研究气候和环境生态系统的动力学;(2)研究对象、它的复杂性及与其他学科的关系;(3)研究方法和研究课题;(4)建模问题;(5)模式的理性检验;(6)系统的初等性质研究和模式的简化方法;(7)最简化模式的严格分析研究;(8)数值模拟和计算方法研究;(9)资料同化问题;(10)控制和改造自然问题.文中强调必须把描述性的研究上升为具有严格逻辑推理和定量计算的科学,因此特别注意动力学模式的建立、检验、分析和计算问题,并指出控制和改造自然的工程乃是复杂巨系统的控制和规划问题.     

大气环境污染优化控制的实际问题

讨论了大气环境污染优化控制理论和应用中的几个实际问题以及可以采用的一些分析和解决实际问题的方法,包括系统化分析方法、数据库的设计与实现、实用空气质量模式、优化控制问题的数学描述和求解、污染物方程及其伴随方程的线形规划求解等,同时给出了在大气环境容量规划和总量控制研究中的实现步骤。     

天气预报哲学观若干问题思考

运用马克思主义哲学和自然辩证法的基本原理，从人与自然，人与机器互动的科学哲学观点出发，探讨了天气预报哲学观的若干问题。     

全球环境变化与人体健康

以全球增暖为标志的全球环境变化已经出现。这一变化对人体健康和人类社会的生存和未来发展将产生极为重大的影响。人类自身活动是引起全球环境变化的一个最为活跃的因子。但是,对人类活动,包括个人和社会集体行为,对全球环境变化的影响和机制,全球环境变化又是怎样反作用于人类社会,以及人类如何适应未来全球环境变化等问题研究甚少。由于人体健康直接关系到每个人,“环境变化与人体健康问题”应该作为全球环境变化研究中的研究核心之一,应加强社会科学界、环境科学界和医学界之间的合作研究。同时,应积极开展国际合作,加大研究成果的宣传力度,增强全民环保意识。       

控制论与人工影响天气 III: 自然控制论在人工增雨作业中的应用框架

应用自然控制论的理论方法,提出人工增雨作业和效果检验的框架.它将事前和作业进行过程中的观测和预报、调控方案(滚动式的和有反馈回路的)、作业和效果检验紧密联系成一个整体系统,将调控方案提为最优化问题,并把不断的观测资料同化到滚动式预报模式和求优化之中.所提出的一种效果检验方法是比较客观和定量的.     

A first approach to assessing future climate states in the UK over very long timescales: Input to studies of the integrity of radioactive waste repositories

Projected timescales for the transport of radionuclides from an undisturbed undergound nuclear waste repository to the surface are in the range of tens of thousands to millions of years. Over these timescales major natural and potentially major anthropogenic changes in climate can be expected. As part of the UK disposal safety assessment programme, time-dependent models of the repository environment are being developed. The Climatic Research Unit has undertaken a study of relevant climatic change and climatic effects. This has required assessment of the probable range, succession and duration of major climate states likely to be experienced in the UK over very long timescales, up to 10⁶ yr. Two methodologies have been employed. The first uses the Milankovitch theory, which is considered to be the major cause of the Pleistocene glacial/interglacial cycles. The second involves empirical analysis of the long-term reconstructed climate record: no assumptions about the specific causes or mechanisms are made. A period of sub-tropical climate is included in the sequence to represent a period of anthropogenically-induced greenhouse warming. The climate sequence established using these methods will form the basis for studying related processes, such as erosion and groundwater movement and transfer by vegetation, and their implications for radioactive waste disposal. This has involved the construction of instrumental climate analogues.     

The impact of natural and anthropogenic forcings on climate and hydrology since 1550

A climate simulation of an ocean/atmosphere general circulation model driven with natural forcings alone (constant “pre-industrial” land-cover and well-mixed greenhouse gases, changing orbital, solar and volcanic forcing) has been carried out from 1492 to 2000. Another simulation driven with natural and anthropogenic forcings (changes in greenhouse gases, ozone, the direct and first indirect effect of anthropogenic sulphate aerosol and land-cover) from 1750 to 2000 has also been carried out. These simulations suggest that since 1550, in the absence of anthropogenic forcings, climate would have warmed by about 0.1 K. Simulated response is not in equilibrium with the external forcings suggesting that both climate sensitivity and the rate at which the ocean takes up heat determine the magnitude of the response to forcings since 1550. In the simulation with natural forcings climate sensitivity is similar to other simulations of HadCM3 driven with CO₂ alone. Climate sensitivity increases when anthropogenic forcings are included. The natural forcing used in our experiment increases decadal–centennial time-scale and large spatial scale climate variability, relative to internal variability, as diagnosed from a control simulation. Mean conditions in the natural simulation are cooler than in our control simulation reflecting the reduction in forcing. However, over certain regions there is significant warming, relative to control, due to an increase in forest cover. Comparing the simulation driven by anthropogenic and natural forcings with the natural-only simulation suggests that anthropogenic forcings have had a significant impact on, particularly tropical, climate since the early nineteenth century. Thus the entire instrumental temperature record may be “contaminated” by anthropogenic influences. Both the hydrological cycle and cryosphere are also affected by anthropogenic forcings. Changes in tree-cover appear to be responsible for some of the local and hydrological changes as well as an increase in northern hemisphere spring snow cover.

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人工增雨研究和作业的进展以及提高科学化的可行途径——“人工增雨研究专辑”前言

我国人工增雨研究有很好的成果,有大规模作业的丰富经验,近年来又有很大进步。"人工增雨研究专辑"选登其中一些具有普遍意义的成果和经验,以及未来近期内可以再进一步提高的一些思考和建议。作者试图先对这些经验和问题进行归纳概述和分析讨论。大体上说,这些成功的研究成果和作业经验有:选择有利于增雨的历史天气—气候背景条件、临近作业时对作业云的判断、机理的数值模拟、凝结核和雨滴及它们的谱分布规律和新催化剂的研制等。未来近期内应该做、而且可以有结果的使作业进一步科学化的工作,除结合经验介绍而指出的一些外,关键是:1)尽量做到观测—预报—作业—效果检验一体化;直接面对增雨作业效果本身进行检验,这样才能使作业和效果检验科学化。为此应用控制论的观点和方法(尤其是工程控制论和自然控制论)是可行的。2)要开展暖性对流云催化作业的研究。3)一定要对已有的工作经验进行系统总结,并一定要将研究工作和作业实践密切结合起来。4)一定要气象和水利部门协调起来,才能充分有效地解决四度空间的水资源利用问题。此外,还涉及其他一些人工影响天气的问题,如防雹、消雾等。