20世纪两次全球增暖事件的比较

20世纪20年代和70年代全球出现了两次突变增暖,本文分析比较了这两次全球增暖的起源地,空间分布特点,影响范围,以及北半球增温和降温最大地区的气温变化与其相对应的大气环流变化的联系等.发现,第一次全球增暖始于北半球新地岛西北、冰岛及以北的极地地区,主要增暖区在北大西洋、格陵兰岛、冰岛和北半球中、高纬大陆地区,主要增暖季节是夏季.第二次全球增暖最早可能始于南半球南印度洋海盆及南极大陆地区,增暖中心有明显向北半球方向移动的倾向并广泛影响到全球热带、副热带海洋,没有明显的区域和季节增暖差异;北半球第二次增暖比南半球约晚10年,主要增温区在东亚大陆和北美西部,主要增暖季节在冬季.分析还发现,20世纪北半球增暖最强的东亚大陆、北美西北部和降温显著的冰岛、格陵兰岛、北大西洋以及中北太平洋等地的气温变化与其相应的大气环流系统的异常变化关系密切.     

本世纪全球增暖的显著性分析

用Ｊｏｎｅｓ、Ｗａｌａｃｅ等人全球年平均气温距平和全球陆地和海洋月平均气温距平格点资料,通过相关和趋势分析及Ｍａｎｎ－Ｋｅｎｄａｌ趋势检验（以下简称ＭＫＴ检验）发现：本世纪全球绝大部分地区增暖是显著的,而热带、副热带海洋,尤其是印度洋近百年来增暖最稳定．北大西洋近几十年来的显著降温导致了西半球３０°Ｎ以北大部分地区增暖趋势明显下降．与之相反,东半球欧亚大陆近几十年来冬季的强烈增温使地球增暖趋势大大增高,以致形成了东亚大陆和北大西洋－北美大陆东部地区在近５０年来变温反相的不均衡格局     

1.5℃增暖对全球和区域影响的研究进展

《巴黎协定》明确提出将全球平均升温控制在相对于工业化前水平2℃以内,并努力将其控制在1.5℃以内,以降低气候变化的风险与影响。随后,《联合国气候变化框架公约》（UNFCCC）邀请IPCC筹备关于1.5℃增暖影响及温室气体排放途径的特别报告,为UNFCCC谈判提供科学依据。通过回顾近期发表的一些成果发现,在1.5℃到2℃的不同升温条件下,很多极端天气事件发生的概率将增加。2℃条件下一些易受威胁的系统,如生态系统和农业系统,将承受全球变暖带来的严重后果;海平面明显上升,珊瑚礁锐减,季风降水减弱等影响将进一步加强。同时,不同地区对全球不同程度增暖的响应也存在很大差异。总的说来,相较于2℃增暖而言,将增暖控制在1.5℃以内能进一步减小气候变化影响的风险。然而,要把全球增暖控制在1.5℃内具有极大的挑战性,并且目前对1.5℃增暖的影响认识仍然十分不足。定量分析2℃和1.5℃增暖对不同区域自然和人类系统造成的影响差异,需要更高分辨率的模式以及更多针对2℃和1.5℃增暖影响而设计的专门试验支持。     

80年代爆发性增暖事实及分析

利用连续滑动ｔ－检验方法对黑龙江省百年来的气候突变进行检验。最主要的结果是从７０年代开始的增暖现象,在１９８６年产生爆发性突变,出现异常增暖,且以春、冬两季的增暖为主。这个突变与人类活动造成大量石化燃料废气排放和破坏森林造成温室气体增加相对应,有可能持续,对生态环境产生影响     

本世纪海洋云量变化与全球增暖问题

本文分析了1900～1990年间全球海洋总云量。为消除资料序列中非气候因素的影响,序列被分为3个时段进行讨论。发现本世纪内与气候增暖的同时全球海洋云量有明显增加,但云量变化落后于全球平均气温变化1～4年,落后于全球平均海温1～2年,且云与温度变化的关系在不同气候带不同,这可能是不同气候带上主要云型不同,以致产生的辐射强迫效应不同。     

IPCC《全球1.5℃增暖特别报告》冰冻圈变化及其影响解读

在气候系统五大圈层中,冰冻圈对气候变化高度敏感,近几十年来气候变暖已引起全球冰川、冻土、积雪和海冰等冰冻圈要素加速退缩,进而对区域水资源、生态环境、社会经济发展和人类福祉产生了深远影响。2018年10月,IPCC在韩国仁川公布了《全球1.5℃增暖特别报告》（SR1.5）。报告较系统地呈现了关于全球1.5℃温升目标的基本科学认知,并探讨了可持续发展及消除贫困目标下加强全球响应的路径。在冰冻圈相关内容方面,报告呈现了有关全球1.5℃和2℃温升下冰冻圈（主要是海冰和多年冻土）变化及其对大气圈、水圈、生物圈、岩石圈和人类圈影响的一些亮点结论,还关注了全球1.5℃和2℃温升下冰冻圈相关的气候变化热点（区）和地球系统临界因素。报告指出,随着温度不断升高,冰冻圈及其相关要素和热点（区）面临的风险将不断增加,但将全球温升控制在1.5℃而不是2℃或更高时的风险将大大降低。     

气候增暖对广东省植物物候变化的影响

根据广东省气象观测资料和10个农业气象观测站的物候观测资料,分析了1982~2004年温度变化对广东省木本植物物候变化的影响,并建立了物候期差异与温度之间的关系模式,分析了当前气候增暖背景下物候期对温度变化的响应关系。结果表明:平均温度上升,木本植物春季物候期提前;平均温度下降,木本植物春季物候期推迟。物候期的提前与推迟对温度的上升与下降的响应是非线性的。在同等升降温幅度情况下,降温导致的物候期推迟幅度较升温导致的物候期提前幅度大。     

北大西洋高纬度海区湍流热通量对全球增暖的响应

大西洋经向翻转环流(the Atlantic Meridional Overturning Circulation,AMOC)由低纬输送大量热量至高纬度北大西洋海区,并通过热通量由海洋输送给大气,主导了附近区域的气候形态,并对北半球尺度的气候变化产生显著影响。本文根据CMIP5多模式多增暖情景的预估模拟结果,通过与增暖前控制试验的对比发现,全球增暖可导致该海区湍流热通量的减小,且减小的幅度随增暖强度增大,模拟结果与观测一致。进一步研究发现,热通量的减小存在季节差异,冬季的减小幅度远大于夏季。结合淡水扰动试验的分析表明,全球增暖下AMOC强度的减弱导致大西洋经向热输送减少,进而导致高纬度北大西洋海洋向大气的热输送减小。     

江苏冬季霾日数的年代际变化与环流异常和区域增暖的可能联系

近50年江苏冬季霾日数随时间线性增多,其距平变化在1970年代由负位相转变为正位相。这种变化可能与东亚气候突变有关。利用江苏气象站点资料和NCEP/NCAR再分析资料,结合江苏冬季霾日数的年代际变化特征,探讨其与年代际气候变化的联系。结果表明,在江苏冬季霾少发期(1961—1979年),500 hPa高度场在欧亚中高纬地区表现为“正-负-正”的距平分布,即在乌拉尔山附近和阿留申群岛附近表现为正距平,而在贝加尔湖以东地区表现为负距平。这种“两脊一槽型”的分布有利于北方冷空气南下,冬季风较强,使江苏境内地面风速增大,有利于大气污染物扩散,同时大气净化次数有所增多,不利于霾天气发生。而在霾的多发期(1980—2010年),异常的大气环流型则相反。此外,江苏冬季霾日数对气温增暖存在可能的显著正响应。     

Numerical Simulation of Global Temperature Change during the 20th Century with the IAP／LASG GOALS Model

The IAP/LASG GOALS coupled model is used to simulate the climate change during the 20th century using historical greenhouse gases concentrations, the mass mixing ratio of sulfate aerosols simulated by a CTM model, and reconstruction of solar variability spanning the period 1900 to 1997. Four simulations, including a control simulation and three forcing simulations, are conducted. Comparison with the observational record for the period indicates that the three forcing experiments simulate reasonable temporal and spatial distributions of the temperature change. The global warming during the 20th century is caused mainly by increasing greenhouse gas concentration especially since the late 1980s; sulfate aerosols offset a portion of the global warming and the reduction of global temperature is up to about 0.11℃ over the century; additionally, the effect of solar variability is not negligible in the simulation of climate change over the 20th century.     

全球增温潜势和全球温变潜势对主要国家温室气体排放贡献估算的差异

全球增温潜势（GWP）和全球温变潜势（GTP）是目前常用的温室气体增温能力的通用指标。如果用GTP代替GWP,1990-2005年,欧盟、美国、日本、加拿大和南非温室气体排放所占份额增加,而巴西、澳大利亚、中国、印度、墨西哥和俄罗斯所占份额减少;2015-2030年,欧盟、美国、日本、中国所占份额将增加,而俄罗斯、加拿大、澳大利亚、印度、墨西哥和巴西所占份额会减少。用GTP代替GWP后,巴西、澳大利亚等国所占份额减小,而欧盟所占份额增加,这可能是巴西、澳大利亚等国考虑尽早采用GTP代替GWP而欧盟反对的一个重要原因。     

全球气候变暖原因的争议

综合分析了政府间气候变化专门委员会(IPCC)与非政府间国际气候变化专门委员会(NIPCC)针锋相对的观点:是人类活动还是自然因素主导了过去近百年的气候变化.指出20世纪中期以来温度变化的事实支持人类活动影响的观点,但是在近百年中自然因素如太阳活动、火山活动或大洋热盐环流的变化,对温度的年代际变化有重要影响.有充分的古...     

气候变化减缓技术：国际现状与发展趋势

介绍了当前国际主要气候变化减缓技术,并以国际能源署（IEA）、世界自然基金会（WWF）、全球能源技术战略计划（GTSP）、世界资源研究所（WRI）和欧盟（EU）、美国等国际组织、机构与国家发布或拟议中的有关气候变化减缓技术的报告为框架,对全球的气候变化减缓技术部署进行了概述。在此基础上,分析了主要的气候变化减缓技术对减缓气候变化的预期贡献。最后,对减排技术的效果、安全性、对环境的影响以及公众的认可程度等进行了讨论。     

近100年全球温度场中的年代际振荡

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中国21世纪气候变化的情景模拟分析

利用HadCM2和ECHAM4气候模式比较分析了温室气体排放综合效果相当于CO2浓度逐年递增1％情景下中国区域21世纪地面气温和降水量的变化趋势。结果表明：在温室气体渐进递增情景下,至21世纪末期,相对于1961-1990年的气候基准值,全国地面平均气温增幅可达5—6℃。与地面气温的变化相比,降水量的波动幅度较大,但全国范围内降水量变化的总趋势也是增加的。中国区域地面气温和降水量变化的地理分布显示：降水量的增加主要集中在南方区域,HadCM2预测21世纪末期降水增加可达0．9mm／d,ECHAM4预测可达0．6mm／d;ECHAM4模式模拟的气温增幅比HadCM2高,尤其是在冬季及中国北方和青藏高原地区,而HadCM2模式模拟的降水量的增加较大,但两个气候模式模拟的地面气温和降水量变化的总趋势大体一致。     

古气候的启示

回顾了近20～30年古气候的研究进展,包括下列问题:雪球和热力极大期、冰期-间冰期旋回、古季风、D/O循环和H事件、全新世季风、全新世气候突变、气候变化与古文明、近2000年的气候。研究表明,第四纪前的气候变化中CO_2起着重要的作用,但是在冰期-间冰期旋回中CO_2变化落后于温度变化。这说明虽然影响机制不同,但是温室气体和气候间有着密切的相互作用这一点则是可以肯定的。地球目前处于间冰期,面临着冰期来临的威胁。人类活动造成的气候变暖有可能推迟下一次冰期的到来。21世纪全球变暖仍将继续,人们可能做的、也是必须要做的,是尽可能地降低变暖的速率,以及可能达到的变暖峰值。     

北京市两种主要温室气体浓度的日变化

通过对北京地区CH4和CO2浓度日变化将近一年的连续监测和数据分析,发现它们日变化从总体上来看具有较强的规律性,CO2的日变化有明显的双峰结构,而CH4则是单峰的结构。化石燃料的燃烧,对CO2日变化峰值出现的时间有着明显的影响,且CH4和CO2的日变化具有较好的相关性。源汇强度的变化和昼夜气象因素的周期变化,是两种温室气体形成稳定日变化形式的主要因子。     

内蒙古草原温室气体排放日变化规律研究

采用静态值－气相色谱法研究内蒙古草原温室气体N2O、CO2、CH4与大气交换的日变化规律。CO2日排放变化形式基本相同,和大气交换的总结果是向大气排放,影响草原N2O排放日变化形式的关键是土壤含水量和表层土壤理化特性,日温变化主要影响其日变化强度;影响草原CH4日变化形式的关键因子是土壤水分和供氧状况,而温度和植物的生长状况则影响吸收强度,利用内蒙古草原温室气候排放相对固定的日变化形式,可以对相同生产季内每周1次的观测结果进行矫正。