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能量收支框架下从辐射强迫-气候反馈到气候敏感度的研究进展
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作者 于晓超 张华 +7 位作者 王秋艳 赵树云 王菲 柳丽婷 刘梦婷 马馨宇 杨冬冬 李帅 《气候变化研究进展》 北大核心 2025年第2期169-185,共17页
从能量框架出发,对地球能量收支、有效辐射强迫、气候反馈和气候敏感度的相关研究做出系统的梳理。自20世纪80年代以来,地球能量收支增加0.28~0.52 W/m^(2),主要来源于大气顶反射太阳辐射持续减少,这是该时期全球升温的重要决定性因素... 从能量框架出发,对地球能量收支、有效辐射强迫、气候反馈和气候敏感度的相关研究做出系统的梳理。自20世纪80年代以来,地球能量收支增加0.28~0.52 W/m^(2),主要来源于大气顶反射太阳辐射持续减少,这是该时期全球升温的重要决定性因素。这些能量收支的改变与人为强迫及其气候影响密切相关。政府间气候变化专门委员会(IPCC)第六次评估报告(AR6)指出,1750—2019年,总的人为有效辐射强迫的最佳估计为(2.72±0.76)W/m^(2),引起的全球地表温度变化预计可达1.29(1.00~1.65)℃。气候反馈总体上能够抵消辐射强迫对地球系统的整体扰动,使气候状态趋于稳定。IPCC AR6给出的净反馈最佳估计结果为-1.16(-1.81~-0.51)W/(m^(2)∙℃)。为了预估未来气候变化,IPCC AR6给出了平衡态气候敏感度和瞬态气候响应的最佳估计值,分别为3.0(2.0~5.0)℃和1.8(1.2~2.4)℃。依据能量收支平衡下强迫-反馈理论框架,科学界通过量化地球能量收支及其长期变化、区分辐射强迫与气候反馈,厘清了人为和自然等外部强迫对气候变化的影响;依据气候反馈参数和气候敏感度的估算结果,可量化气候对强迫的响应幅度,实现对未来气候的合理预估。 展开更多
关键词 地球能量收支 有效辐射强迫 气候反馈 气候敏感度
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IPCC AR6报告解读:地球能量收支、气候反馈和气候敏感度 被引量:12
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作者 张华 王菲 +1 位作者 赵树云 谢冰 《气候变化研究进展》 CSCD 北大核心 2021年第6期691-698,共8页
文中对IPCC第六次评估报告(AR6)第一工作组(WGI)报告的第七章关于地球能量收支、气候反馈和气候敏感度中的重要内容进行了凝练,并简要总结该方面的最新研究成果和结论。评估显示,自工业革命以来,人类活动造成的有效辐射强迫(ERF)为2.72[... 文中对IPCC第六次评估报告(AR6)第一工作组(WGI)报告的第七章关于地球能量收支、气候反馈和气候敏感度中的重要内容进行了凝练,并简要总结该方面的最新研究成果和结论。评估显示,自工业革命以来,人类活动造成的有效辐射强迫(ERF)为2.72[1.96~3.48]W/m^(2),其中,均匀混合温室气体的贡献为3.32[3.03~3.61]W/m^(2),气溶胶的贡献为-1.1[-1.7~-0.4]W/m^(2)。净的气候反馈参数为-1.16[-1.81~-0.51]W/(m^(2)∙℃),云仍然是气候反馈整体不确定性的最大来源。平衡态气候敏感度(ECS)和瞬态气候响应(TCR)可用于评估全球平均地表气温对强迫的响应,是衡量全球气候响应的有效手段。ECS和TCR的最佳估计分别为3.0[2.0~5.0]℃和1.8[1.2~2.4]℃。 展开更多
关键词 有效辐射强迫(ERF) 气候反馈 平衡态气候敏感度(ECS) 瞬态气候响应(TCR)
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气候敏感度、气候反馈过程与2℃升温阈值的不确定性问题 被引量:35
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作者 周天军 陈晓龙 《气象学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第4期624-634,共11页
气候敏感度是度量温室气体浓度升高和全球升温幅度关系的重要指标,当前气候模拟和气候预估中的很多不确定性问题,都直接和气候敏感度有关。气候敏感度的大小也决定着预估的气候变暖幅度的大小,直接影响到温室气体减排政策的制订。在简... 气候敏感度是度量温室气体浓度升高和全球升温幅度关系的重要指标,当前气候模拟和气候预估中的很多不确定性问题,都直接和气候敏感度有关。气候敏感度的大小也决定着预估的气候变暖幅度的大小,直接影响到温室气体减排政策的制订。在简要回顾气候敏感度概念的提出和研究历史基础上,着眼于气候反馈分析,介绍了气候敏感度与辐射强迫和反馈过程的关系,总结了气候系统主要的反馈过程;根据大气层顶的能量平衡关系,利用CMIP5多模式结果介绍了平衡态气候敏感度和瞬态气候响应(包括累积碳排放的瞬态气候响应)的估算原理和方法,总结了气候敏感度不确定性的来源,并以"2℃阈值"问题为例,介绍了气候敏感度对预估结果不确定性的影响。随着观测资料的积累和气候模式的发展,继续减少气候敏感度的不确定性、估算包含碳循环的敏感度、利用地球系统模式规划最优碳排放路径是未来本领域主要的研究方向。 展开更多
关键词 气候敏感度 辐射强迫 反馈过程 温室气体 气候模式
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基于多源证据估算气候敏感度最新研究进展:IPCC AR6解读 被引量:6
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作者 赵树云 袁畅 +5 位作者 张华 周喜讯 刘梦婷 王海波 何静怡 于晓超 《大气科学学报》 CSCD 北大核心 2023年第6期848-863,共16页
本文依据政府间气候变化专门委员会(IPCC)第六次评估报告(AR6)第一工作组(WGI)报告第七章的内容,详细解读了基于多源证据对气候敏感度的估算,这些证据包括:过程理解、仪器记录、古气候数据和萌现约束。得到的结论是,多源证据支持平衡态... 本文依据政府间气候变化专门委员会(IPCC)第六次评估报告(AR6)第一工作组(WGI)报告第七章的内容,详细解读了基于多源证据对气候敏感度的估算,这些证据包括:过程理解、仪器记录、古气候数据和萌现约束。得到的结论是,多源证据支持平衡态气候敏感度(ECS)的中心估计值接近3℃,可能区间为2.5~4.0℃,非常可能区间为2.0~5.0℃;瞬态气候响应(TCR)的最佳估值为1.8℃,可能区间为1.4~2.2℃,非常可能区间为1.2~2.4℃。与之前历次IPCC评估报告相比,AR6关于气候敏感度的估算最为重要的创新之处为,它没有将气候模式结果当作唯一证据,而是仅仅给出第六次国际耦合模式比较计划(CMIP6)结果并与基于多源证据的综合评估结果进行了对比。通过对比发现,CMIP6关于ECS与TCR的平均值均高于第五次国际耦合模式比较计划(CMIP5)和AR6的综合评估结果。相比CMIP6,AR6综合了多个证据线有效地缩小了ECS的不确定范围。 展开更多
关键词 AR6 CMIP6 平衡态气候敏感度 瞬态气候响应 多源证据
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FGOALS耦合模式两个版本的海洋热吸收与气候敏感度的关系研究
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作者 李伊吟 智海 +2 位作者 林鹏飞 刘海龙 于溢 《大气科学》 CSCD 北大核心 2018年第6期1263-1272,共10页
海洋在气候变暖过程中的重要性通常用海洋热吸收来衡量,热吸收的大小影响全球变暖的幅度。本文利用FGOALS-g2、FGOALS-s2(以下分别缩写为g2、s2)两个耦合模式的CO_2浓度以每年1%速率增长(1pctCO_2)试验,评估和分析海洋热吸收与气候敏感... 海洋在气候变暖过程中的重要性通常用海洋热吸收来衡量,热吸收的大小影响全球变暖的幅度。本文利用FGOALS-g2、FGOALS-s2(以下分别缩写为g2、s2)两个耦合模式的CO_2浓度以每年1%速率增长(1pctCO_2)试验,评估和分析海洋热吸收与气候敏感度的关系。结果表明:进入海洋净热通量(s2模式大于g2模式)会使得s2模式的海洋热吸收总体比g2模式大;更为重要的是,由于s2模式中的海洋热吸收主要集中在上层,使得耦合模式s2中的瞬态气候响应(TCR,或称气候敏感度)比g2大。当CO_2浓度加倍时,在两个耦合模式中,海洋热吸收的空间分布呈现显著性的差异,s2模式中上层热吸收明显比深层大,上层热吸收主要位于太平洋和印度洋,而g2模式中上层和深层热吸收差别较小,深层主要位于大西洋和北冰洋。进一步研究表明,海洋热吸收分布特征与两个耦合模式海洋环流变化有关。在g2模式中北大西洋经圈翻转环流(AMOC)强度强且深度大,在CO_2浓度加倍时,AMOC减弱小,这样AMOC可将热量带到海洋的深层,增加海洋深层热吸收。而在s2模式中,平均AMOC弱且浅,在CO_2浓度加倍时,AMOC减弱明显,热量不易到达深层,主要集中在海洋上层,对气候敏感度影响更快且更强。海洋环流导致热吸收及其空间差异同时影响到气候敏感度的差异。因此,探讨海洋热吸收与气候敏感度之间的关系,利于明确气候敏感度不确定性的来源。 展开更多
关键词 海洋热吸收 气候敏感度 经圈翻转环流
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北极和南极表面温度对中低纬度海洋热强迫的响应
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作者 刘明嘉 刘福凯 罗义勇 《中国海洋大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2021年第5期10-17,共8页
利用耦合了平板海洋模型的全球气候模式进行了大量的格林函数实验,以探究两极地区对于施加在中低纬度海域的热强迫的气候响应。结果表明,北极地区的气候不仅受到距离较近的北太平洋与北大西洋的影响,远离北极的热带太平洋以及南太平洋... 利用耦合了平板海洋模型的全球气候模式进行了大量的格林函数实验,以探究两极地区对于施加在中低纬度海域的热强迫的气候响应。结果表明,北极地区的气候不仅受到距离较近的北太平洋与北大西洋的影响,远离北极的热带太平洋以及南太平洋也对其气候有显著的影响,南极地区的气候则主要是受到邻近的南大洋的影响。通过经验正交函数法的进一步分析发现,北极响应最显著的区域包括波弗特海(Beaufort Sea)、拉普捷夫海(Laptev Sea)以及北极中心区附近;南极地区的响应主要集中在别林斯高晋海(Bellinsgauzen Sea)区域。另外,利用温度归因法对辐射反馈过程和大气能量输运分解发现,北极地区表面温度的响应主要是受到了反照率反馈以及垂直递减率反馈的影响,而南极地区的响应则主要是反照率反馈发挥了作用。 展开更多
关键词 极地气候 海洋热强迫 气候敏感度 格林函数实验 辐射反馈
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