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全球变暖停滞的研究进展回顾

地球科学进展 2019年第2期34卷 175-190页

作者：徐一丹李建平汪秋云林霄沛北京师范大学全球变化与地球系统科学研究院北京100875 中国海洋大学物理海洋教育部重点实验室青岛海洋科学与技术国家实验室山东青岛266100

1998—2012年,全球平均地面增温速率较之前明显趋缓,出现全球变暖停滞现象,该现象的成因与机制是当前气候变化研究的一个热点领域。主要从外部强迫和内部变率2个角度回顾全球变暖停滞产生机制的研究进展。从气候系统外部强迫影响来说,... 详细信息

1998—2012年,全球平均地面增温速率较之前明显趋缓,出现全球变暖停滞现象,该现象的成因与机制是当前气候变化研究的一个热点领域。主要从外部强迫和内部变率2个角度回顾全球变暖停滞产生机制的研究进展。从气候系统外部强迫影响来说,全球变暖停滞主要受到太阳活动、火山爆发、气溶胶以及平流层水汽等的影响。从气候系统内部调控作用来看,全球增温速率减缓主要受到太平洋、大西洋、印度洋和南大洋自然变率以及相应的热量再分配过程的影响。全球变暖停滞期间气候系统内部能量并没有减少,其中一部分能量被转移并储存在了海洋中深层,从而对全球增温减缓产生影响。同时,重点回顾了针对部分耦合强迫作用的"起搏器"试验,该类试验是研究全球变暖停滞的特征、成因及机制的有力手段。此外,也总结了全球变暖停滞现象对气候系统能量收支平衡、资料、模拟以及相关政策制定等方面带来的挑战,展望了未来的研究重点。

关键词：全球变暖停滞外部强迫内部变率能量 “起搏器”试验

2011−2020年间南大洋印度洋扇区冬季水的年际变化特征及其成因

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海洋学报 2023年第8期45卷 11-23页

作者：程灵巧孟俊杰李等北出裕二郎张春玲左军成上海海洋大学海洋科学学院上海201306 自然资源部海洋生态监测与修复技术重点实验室上海201306 上海海洋大学极地研究中心上海201306 日本东京海洋大学海洋科学系东京108-8477

已有多个研究证实南大洋自海表到底层的海水特性存在长期变化特征,并指出其与大尺度外部强迫的改变紧密相关。然而,截至目前海洋学界对各水团的更高频年际变化特征及其影响原因依然了解甚少,其中包括了近海表最易受外部强迫影响的冬季水... 详细信息

已有多个研究证实南大洋自海表到底层的海水特性存在长期变化特征,并指出其与大尺度外部强迫的改变紧密相关。然而,截至目前海洋学界对各水团的更高频年际变化特征及其影响原因依然了解甚少,其中包括了近海表最易受外部强迫影响的冬季水(Winter Water,WW)。本文结合2011−2020年间每年1月沿110°E断面采集的重复观测资料和再分析气象资料,研究季节性冰区内WW层10年间的年际变化。结果发现,该海域WW特性具有显著的时空变化特征。WW核心温度距平与前一年的南极涛动(Antarctic Oscillation,AAO)指数距平具有显著正相关关系(R=0.69),而AAO指数与局地纬向风转向所在纬度呈负相关关系(R=−0.61),说明AAO指数越大(小)时,辐散带会向南(北)移动,季节性冰区的WW核心温度升高(降低)。局地净降水量距平变化与WW核心盐度距平的变化相反,2016年之后负的净降水量距平(大气向海洋输送淡水减少)促使WW核心盐度距平增大。另外,局地涡动能距平与WW厚度距平呈负相关关系(R=−0.70),据此推测该海域持续存在的气旋式涡旋的强度增强(减弱),引发向上抽吸作用增强(减弱),导致绕极深层水的深度变浅(加深),进而引起其上层WW层厚度的变化。通过本研究工作,有助于深入理解南大洋海洋水柱对外部强迫高频变化的具体响应。

关键词：南大洋印度洋扇区冬季水年际变化外部强迫

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全型涡度方程和经典涡度方程比较

气象学报 2001年第4期59卷 385-392页

作者：吴国雄中国科学院大气物理研究所

在简要回顾经典涡度方程和全型涡度方程推导的基础上 ,比较了两种涡度方程的异同。集中讨论全型涡度方程新的物理内涵 ,证明了与稳定度和斜压性变化 (锋生、锋消过程 )相联系的内部强迫以及与摩擦耗散和非绝热加热相联系的外部强迫所诱... 详细信息

在简要回顾经典涡度方程和全型涡度方程推导的基础上 ,比较了两种涡度方程的异同。集中讨论全型涡度方程新的物理内涵 ,证明了与稳定度和斜压性变化 (锋生、锋消过程 )相联系的内部强迫以及与摩擦耗散和非绝热加热相联系的外部强迫所诱发的涡度发展的机制。最后 ,指出了全型涡度方程的天气和气候应用前景。

关键词：斜压性稳定性倾斜涡度发展内部强迫外部强迫全型涡度方程

1950-2005年间北半球中纬度陆地区域温度季节性的变化和归因

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1950-2005年间北半球中纬度陆地区域温度季节性的变化和归因

作者：宋佳瑶国防科技大学

学位级别：硕士

观测的北半球中纬度陆地区域的温度季节性在1950-2005年间发生了明显变化,主要表现为美国和东亚的减小和地中海的增加趋势。先前的地球气候系统模式对这些变化的模拟能力有限,最新的来自第六次耦合模式比较计划（CMIP6）的模式对其模拟... 详细信息

观测的北半球中纬度陆地区域的温度季节性在1950-2005年间发生了明显变化,主要表现为美国和东亚的减小和地中海的增加趋势。先前的地球气候系统模式对这些变化的模拟能力有限,最新的来自第六次耦合模式比较计划（CMIP6）的模式对其模拟能力如何还不清楚。已经有很多变量检测到了人类活动的影响,但人类活动对温度季节性影响还需要进一步研究。外部强迫和内部变率共同导致了温度季节性的变化,但量化这两者的相对贡献仍然是一个挑战。为了解决上述问题,本文在分析了观测的中纬度温度季节性的变化之后,首先对比了来自第五次耦合模式比较计划（CMIP5）和其对应更新的CMIP6的12组模式的模拟能力,然后利用筛选后的CMIP6的模式做了检测归因分析,最后利用多元线性回归模型和重建的CMIP6的模式结果研究外部强迫和内部变率的相对贡献,结果表明:（1）相对于CMIP5,CMIP6的模式对中纬度温度季节性气候平均（1950-2005年的平均值）的模拟更有优势,对线性趋势（1950-2005年的线性趋势）的模拟没有表现出优势。因为气候平均更能反映气候序列本身的变化,因此后文选择了对其模拟能力更好的CMIP6的模式展开归因研究。（2）地中海的温度季节性的变化可以归因于人类活动强迫,陆地使用强迫和烟灰对冰雪反照率的影响强迫是东亚最重要的影响因子,中纬度和美国没有发现人类活动可检测的影响。（3）外部强迫和内部变率对中纬度各个区域温度季节性线性趋势的贡献都很明显,主导内部变率的因子是去掉趋势的海表温度（SST）、Ni?o1+2、北极涛动（AO）、太平洋北美模态（PNA）、东大西洋模态（EA）和东太平洋/北太平洋模态（EP/NP）。

关键词：温度季节性 CMIP5 CMIP6 地球气候系统模式检测和归因外部强迫内部变率

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全球季风区域降水对大火山喷发的响应

全球季风区域降水对大火山喷发的响应

作者：柴静南京信息工程大学

学位级别：硕士

全球季风主要由六个区域组成,就北半球季风区域而言,它包含了 60%的人口。因而对全球季风区域变化的研究与预测对全球的气候变化有非常重要的作用。全球季风降水的气候变化包含内部反馈过程和外部强迫过程。我们主要关注的是强的火山强... 详细信息

全球季风主要由六个区域组成,就北半球季风区域而言,它包含了 60%的人口。因而对全球季风区域变化的研究与预测对全球的气候变化有非常重要的作用。全球季风降水的气候变化包含内部反馈过程和外部强迫过程。我们主要关注的是强的火山强迫,众所周知,大的火山喷发是自然强迫气候变化的主导机制。不同纬度的大火山喷发后对南、北半球季风区域的影响是什么样的呢?为研究此问题,我们使用了公共地球系统模式1.0版本(Community Earth System Model version 1.0, CESM1)的1500年火山敏感性试验结果,探讨了全球季风区域降水对不同纬度大火山喷发的响应。最后简单讨论了在不同外强迫中,全球季风降水的变化。主要结论如下:(1)根据火山气溶胶的经向分布,将火山分为三种类型,南、北半球火山和赤道火山。我们发现南半球火山喷发会使北半球的季风区域降水显著增加,反之亦然。而这种遥相关作用主要是因为火山喷发后气溶胶经向不对称分布造成的。(2)北半球火山和赤道火山都会使南半球季风区域降水减少,但是北半球的火山比赤道火山更有效。对于北半球季风区域而言也是这样。这是因为赤道火山喷发之后,尽管会使赤道外季风区域水汽梯度减小,但是对于环流场的影响比在南、北半球喷发的火山弱。(3)中纬度的火山喷发揭示了一个新的对北半球、南半球季风区域降水的影响机制,当南半球火山喷发之后会使南半球变冷,但是对北半球温度影响小,因此会增加半球的热对比,产生经向的压力梯度,驱使低层的越赤道气流向北半球季风区域辐合。(4)相对于每摄氏度全球季风降水的变化而言,火山强迫是最有效的。这是因为在火山敏感性试验中,不仅会有水汽的正异常,还会叠加环流场的辐合异常,使得全球季风降水在该模式中最有效。追根溯源,这还是源于火山气溶胶经向的不对称分布。

关键词：全球季风外部强迫大火山喷发半球热对比环流场变化

The dry and hot American Southwest under the present and future climates

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Atmospheric and Oceanic Science Letters 2023年第6期16卷 48-51页

作者： Wei Zhang Department of Plants Soils and ClimateUtah State UniversityLoganUTUnite States Ecology Center Utah State UniversityLoganUTUnite States

由于正在持续的特大干旱,更频繁的洪水,热浪以及导致空气污染的山火,美国西南部目前正在经历气候危机.这些气候危机主要与水文气候过程相关,尤其是气候系统各圈层之间的水汽通量.本研究主要讨论目前一些水文系统的科学基站以及物理驱动... 详细信息

由于正在持续的特大干旱,更频繁的洪水,热浪以及导致空气污染的山火,美国西南部目前正在经历气候危机.这些气候危机主要与水文气候过程相关,尤其是气候系统各圈层之间的水汽通量.本研究主要讨论目前一些水文系统的科学基站以及物理驱动因素,比如北美夏季风以及太平洋北美遥相关.本研究指出降水以及气温对于干旱的相对作用的理论和工具.确定内部变率和外部强迫对于美国西南部水文气候系统的相对作用尤为重要.展望未来,需要研究高分辨率模拟系统,加强降水以及温度对于水文气候系统相对作用的理解,外部强迫的作用以及通过科学家以及其他利益相关者之间的合作.

关键词：美国西南部热浪干旱气候变化内部变率外部强迫

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一张新的气候反馈图

气象科技 1986年第4期 58-59页

作者： Alan Robock 曾晓梅

本文给出了一张新的气候反馈图。该图是对 Kellogg 和 Schneider 的气候反馈图的改进,其中包括热惯性、融水及植被反馈,并且更清楚地反映出了外部强迫和热通量的区别。该图将有助于理解气候系统中对地面气温有反馈作用的错综复杂的相互... 详细信息

本文给出了一张新的气候反馈图。该图是对 Kellogg 和 Schneider 的气候反馈图的改进,其中包括热惯性、融水及植被反馈,并且更清楚地反映出了外部强迫和热通量的区别。该图将有助于理解气候系统中对地面气温有反馈作用的错综复杂的相互作用。

关键词：气候要素地面气温热通量反射率热惯性融水海冰反射比率水文要素气候系统气候研究行星环流大气现象大气环流外部强迫植被