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2℃全球变暖背景下中国未来气候变化预估 被引量:111
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作者 姜大膀 富元海 《大气科学》 CSCD 北大核心 2012年第2期234-246,共13页
相对于工业化革命前期,全球年平均地表气温上升2℃的时间和相应的气候变化受到了广泛关注,特别是包括欧盟成员国在内的许多国家和国际组织已经将避免2℃全球变暖作为温室气体减排的首要目标。为此,本文作者基于16个气候模式在20世纪气... 相对于工业化革命前期,全球年平均地表气温上升2℃的时间和相应的气候变化受到了广泛关注,特别是包括欧盟成员国在内的许多国家和国际组织已经将避免2℃全球变暖作为温室气体减排的首要目标。为此,本文作者基于16个气候模式在20世纪气候模拟试验和SRESB1、A1B和A2温室气体和气溶胶排放情景下的数值模拟试验结果,采用多模式集合方法预估研究了2℃全球变暖发生的时间、对应的大气中主要温室气体浓度以及中国气候变化情况。根据模式集合平均结果,三种排放情景下2℃全球变暖分别发生在2064年、2046年和2049年,大气二氧化碳当量浓度分别为625ppm、645ppm和669ppm(1ppm=10-6)。对应着2℃全球变暖,中国气候变暖幅度明显更大。从空间分布形势上看,变暖从南向北加强,在青藏高原地区存在一个升温大值区;就整体而言,中国区域平均的年平均地表气温上升2.7~2.9℃,冬季升温幅度(3.1~3.2℃)要较其他季节更大。年平均降水量在华南大部分地区减少0~5%,而在其余地区增加0~20%,中国区域年平均降水增加3.4%~4.4%,各季节增加量在0.5%~6.6%之间。 展开更多
关键词 2℃全球变暖 时间 二氧化碳当量浓度 中国气候 预估
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北极夏季无海冰状态时的东亚气候变化数值模拟研究 被引量:10
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作者 马洁华 王会军 张颖 《气候变化研究进展》 CSCD 2011年第3期178-183,共6页
利用CMIP3模式在IPCC SRES A1B情景下对未来气候的预测结果,得到北极夏季无海冰的一种情况,即"free Arctic"。利用相应的海温场和CO2含量驱动全球大气环流模式,模拟北极夏季无海冰时的东亚气候。试验结果表明,夏季北极无海冰... 利用CMIP3模式在IPCC SRES A1B情景下对未来气候的预测结果,得到北极夏季无海冰的一种情况,即"free Arctic"。利用相应的海温场和CO2含量驱动全球大气环流模式,模拟北极夏季无海冰时的东亚气候。试验结果表明,夏季北极无海冰时,全球表面气温有不同程度的明显升高,高纬地区升温幅度大于低纬地区,同纬度地区陆地大于海洋。海平面气压场表现为陆地上一致性的降低以及副热带海洋和南极洲边缘部分海域的升高。此外,东亚夏季风环流明显增强,季风区降水明显增多。 展开更多
关键词 北极 海冰 数值模拟 东亚夏季风
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基于MIROC/WRF嵌套模式的中国气候变化预估 被引量:5
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作者 王树舟 于恩涛 《气候与环境研究》 CSCD 北大核心 2014年第1期11-22,共12页
开展了基于全球模式MIROC嵌套区域气候模式WRF的动力降尺度模拟试验,预估了IPCCSRESA1B排放情景下中国21世纪中期(2041~2060年)和末期(2081~2100年)的气候变化。2l世纪中期:全国大部分区域年平均地表气温(下文简称气温)上升2~4... 开展了基于全球模式MIROC嵌套区域气候模式WRF的动力降尺度模拟试验,预估了IPCCSRESA1B排放情景下中国21世纪中期(2041~2060年)和末期(2081~2100年)的气候变化。2l世纪中期:全国大部分区域年平均地表气温(下文简称气温)上升2~4。C,升温幅度较大的是在北方地区和青藏高原。年平均降水在华南和东北大部基本没有增加,甚至有所减少,在西北及长江和黄河的中下游地区有所增加。气温的标准差总体上是北方大于南方,全国的大值区位于青藏高原,表明北方地区和青藏高原的气温年际变率较大。降水年际变率较大的是华北和西北地区。21世纪末期:全国大部分区域升温在4。C以上,升温幅度较大的依然是北方地区和青藏高原。其中,青藏高原大部升温超过7。C。从季节来看,春季和冬季升温要多于夏季和秋季。降水整体上是增加的,在南方部分地区有所减少,特别是在西南地区和青藏高原的南部。气温年际变率依然是北方大于南方,全国的大值区同样位于青藏高原。华北和西北还是降水年际变率较大的地区。 展开更多
关键词 预估 地表气温 降水 年际变率
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中国地球气候系统模式研究进展:CMIP计划实施近20年回顾 被引量:64
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作者 周天军 邹立维 +4 位作者 吴波 金晨曦 宋丰飞 陈晓龙 张丽霞 《气象学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第5期892-907,共16页
在系统总结过去20年从CMIP1到CMIP4世界各国模式的综合情况基础上,回顾了中国气候模式参与CMIP科学试验的概况。在此基础上,慨述了CMIP5的试验设计,总结了参加CMIP5的5个中国气候模式的特点。随后,从高分辨率模式研发、地球系统模式研... 在系统总结过去20年从CMIP1到CMIP4世界各国模式的综合情况基础上,回顾了中国气候模式参与CMIP科学试验的概况。在此基础上,慨述了CMIP5的试验设计,总结了参加CMIP5的5个中国气候模式的特点。随后,从高分辨率模式研发、地球系统模式研发、地球气候系统模式最为关键的分量——大气环流模式和海洋环流模式研发的角度,提出了中国地球气候系统模式发展面临的挑战,指出了中国模式发展面临的机遇。针对如何从国家层次协调以实现地球气候模式的可持续发展问题,给出了美国国家科学院最近发布的《推动气候模拟的国家战略》所提出的九条措施作为参考。 展开更多
关键词 耦合模式比较计划(CMIP) IPCC报告 大气环流模式 海洋环流模式 气候系统模式 地球系统模式 高分辨率模式
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全球变暖情景下西北太平洋地区台风活动背景场气候变化的预估 被引量:13
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作者 张颖 王会军 《气象学报》 CAS CSCD 北大核心 2010年第4期539-549,共11页
为了分析在全球变暖的情景下西北太平洋地区(WNP)可能发生的气候变化,从而为该地区台风活动的未来变化提供必要的背景信息,文中选取了18个参加CMIP3试验的全球海气耦合模式,考查了在SRES A2试验中21世纪末(2080—2099年)相对于20C3M试验... 为了分析在全球变暖的情景下西北太平洋地区(WNP)可能发生的气候变化,从而为该地区台风活动的未来变化提供必要的背景信息,文中选取了18个参加CMIP3试验的全球海气耦合模式,考查了在SRES A2试验中21世纪末(2080—2099年)相对于20C3M试验中20世纪末(1980—1999年)对台风活动有重要影响的环境场包括海表面温度(SST)、纬向风的垂直切变(MWS)、海平面气压(SLP)、大气顶向外的长波辐射(OLR)和降水在WNP的变化情况。主要分析了多模式集合的结果以及环境场的变化在模式间的一致性。结果表明:到21世纪末,所有模式在西北太平洋区域SST都是一致的升高趋势,增幅在2℃以上,SST的变化是所有考虑的变量中在模式间一致性最好的,绝大部分区域信噪比都在4以上;降水在整个WNP区域也是一致增强的趋势,在赤道低纬度地区增幅较强,其变化在模式间的一致性较好,大部分区域18个模式中超过12个表现出降水增加的变化,在这些区域信噪比大都在0.6以上;SLP的变化特征主要表现为高低压系统的强度均为减弱的趋势,其中低压的减弱在模式间有着更好的一致性,大部分区域的信噪比都大于0.6;MWS和OLR在空间上没有一致的变化趋势,而且在不同的模式间变化的差异较大,大部分区域的信噪比都在0.3左右。但是在与台风活动有显著负相关的关键区内,大部分模式区域平均的MWS和OLR在SRES A2试验中都变小,多模式集合也是减弱的趋势。从SST、降水、关键区的MWS和OLR的分析来看,在全球变暖的情景下,环境场的变化可能是有利于台风活动的。但是目前关于环境场对于台风活动的影响和相互关系还缺乏足够的认识,环境场的变化对于台风活动会有怎样的具体影响还有待进一步深入分析。 展开更多
关键词 全球变暖 SRES A2 耦合模式 西北太平洋 台风活动
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FGOALS/RegCM动力降尺度对南亚夏季气候变化的预估 被引量:4
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作者 韩振宇 周天军 邹立维 《气候与环境研究》 CSCD 北大核心 2016年第2期153-166,共14页
基于CORDEX计划的试验设计,利用区域气候模式Reg CM3对全球模式FGOALS-g2在RCP8.5情景下的预估结果进行动力降尺度,预估了南亚地区未来近期(2016~2035年)和远期(2080~2099年)的夏季气候变化特征。结果显示,未来两个时段的气候变... 基于CORDEX计划的试验设计,利用区域气候模式Reg CM3对全球模式FGOALS-g2在RCP8.5情景下的预估结果进行动力降尺度,预估了南亚地区未来近期(2016~2035年)和远期(2080~2099年)的夏季气候变化特征。结果显示,未来两个时段的气候变化空间分布类似,只是远期的变化幅度更大。具体表现为:高低空急流减弱,低空急流中心向北移动。南亚地区整体降水减少,但其北部降水显著增加。降水变化的空间分布主要受降水频率的控制,且降水频率随强度分布的变化表现出明显的地域差异。降水的未来变化特征与水汽输送的变化有密切联系。在区域模式中,受低空急流减弱和北移的影响,水汽输送减弱,对应降水减少。而在全球模式中,虽然季风环流也在减弱,但可降水量增加起主导作用,使得预估的水汽输送增强、降水量增加。 展开更多
关键词 动力降尺度 南亚夏季气候 气候变化预估 水汽输送
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青藏高原未来气候变化预估:CMIP5模式结果 被引量:71
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作者 胡芩 姜大膀 范广洲 《大气科学》 CSCD 北大核心 2015年第2期260-270,共11页
本文使用国际耦合模式比较计划第5阶段(CMIP5)中对青藏高原气候模拟较优的气候模式,在RCP4.5中等偏低辐射强迫情景下对青藏高原未来气候变化进行了预估研究.结果表明,青藏高原年均地表气温在2006~2100年的线性趋势平均为0.26℃/10a,... 本文使用国际耦合模式比较计划第5阶段(CMIP5)中对青藏高原气候模拟较优的气候模式,在RCP4.5中等偏低辐射强迫情景下对青藏高原未来气候变化进行了预估研究.结果表明,青藏高原年均地表气温在2006~2100年的线性趋势平均为0.26℃/10a,增暖幅度与海拔高度大体成正比;相比于1986~2005年参考时段,2090年代平均升温2.7℃,21世纪末期增温幅度明显高于早期和中期;在早、中和末期,年均增温分别为0.8~1.3℃、1.6~2.5℃和2.1~3.1℃;各季节也均为变暖趋势,其中冬季增温最大.对于年均降水来说,未来百年将小幅增加,集合平均趋势为1.15%/10a,2090年代较参考时段增加10.4%;在早、中和末期的变化范围分别为-1.8%至15.2%、-0.9%至17.8%和1.4%至21.3%;季节降水也呈增加趋势,夏季增幅明显高于其余三个季节且在21世纪末期较大,青藏高原未来年均降水增加主要来自于夏季.需要指出的是,上述预估结果在气候模式间存在着一定的差异,未来气候变化的不确定性范围较大,地表气温的可信度相对较高,而降水的则偏低. 展开更多
关键词 CMIP5模式 青藏高原 气候变化 预估
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上新世热带海道变化影响东亚气候的模拟研究 被引量:1
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作者 谭宁 张仲石 +1 位作者 郭正堂 王会军 《地学前缘》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第5期310-321,共12页
上新世早—中期是巴拿马海道关闭及印度尼西亚海道收缩的关键时期。目前,针对这两个海道关闭的气候效应已有不少研究,但多数研究关注巴拿马海道、洋流变化及其与北半球高纬冰盖发育的联系,缺乏两大热带海道关闭/收缩对东亚气候影响及机... 上新世早—中期是巴拿马海道关闭及印度尼西亚海道收缩的关键时期。目前,针对这两个海道关闭的气候效应已有不少研究,但多数研究关注巴拿马海道、洋流变化及其与北半球高纬冰盖发育的联系,缺乏两大热带海道关闭/收缩对东亚气候影响及机理的研究。我们基于挪威地球系统模型(NorESM-L)探讨了印尼海道收缩及巴拿马海道的浅关闭对东亚气候的影响。结果表明,热带海道的关闭/收缩加强了北太平洋的经向梯度,进一步导致夏季近地表气温在东亚北部降低,东亚南部升高;降水在长江流域至中国东海一线显著增加,但在东亚南部至西南部显著减少。冬季,近地表气温在东亚大陆地区升高,降水减少。上述变化主要由印尼海道的收缩导致,除冬季温度外,巴拿马海道浅关闭对东亚气候的影响较弱。此外,结合定性的记录-模拟对比,我们进一步揭示出热带海道的关闭/收缩可在一定程度上影响东亚气候在中上新世的转型,但不是主要驱动力。 展开更多
关键词 上新世 热带海道 东亚气候 太平洋海表温度
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CCSM4.0的长期积分试验及其对东亚和中国气候模拟的评估 被引量:21
9
作者 田芝平 姜大膀 +1 位作者 张冉 隋月 《大气科学》 CSCD 北大核心 2012年第3期619-632,共14页
本文利用通用气候系统模式CCSM4.0的低分辨率(T31,约3.75°×3.75°)版本进行了700年的长期积分试验,将中国地表气温、降水及东亚海平面气压、500hPa和100hPa位势高度、850hPa风场的最后100年模拟结果与观测和再分析资料进... 本文利用通用气候系统模式CCSM4.0的低分辨率(T31,约3.75°×3.75°)版本进行了700年的长期积分试验,将中国地表气温、降水及东亚海平面气压、500hPa和100hPa位势高度、850hPa风场的最后100年模拟结果与观测和再分析资料进行了定性比较,并对前三个要素的不同统计量值进行了定量计算,系统评估了CCSM4.0对东亚及我国气候的模拟能力。结果表明,模式能够合理模拟各变量的基本分布形态,但幅度与观测有所差别,其中地表气温的模拟效果最好,降水的相对最差。具体而言,地表气温空间分布型与观测一致,但全年青藏高原地表气温模拟值偏高,位于塔里木盆地的暖中心未能模拟出来;降水空间分布型模拟较差,除冬季不明显之外,我国中南部全年都存在一个虚假降水中心,并在夏季达到最强;冬季东亚地区海陆热力对比大于观测,夏季海平面气压场整体模拟效果不如冬季;模式对冬、夏季500hPa东亚大槽和西北太平洋副热带高压的主要特征刻画较好,但模拟结果整体比观测偏强;夏季100hPa南亚高压强度与观测接近,但高压范围及中心位置存在偏差;850hPa东亚冬季风和夏季风环流模拟较好,但冬季西北气流偏强,夏季索马里越赤道气流偏弱、我国东部西南气流偏强。总的来说,CCSM4.0对东亚和我国大尺度气候特征具备合理的模拟能力,尽管在定量上还存在着不足。 展开更多
关键词 通用气候系统模式 长期积分 东亚 中国 评估
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基于两种潜在蒸散发算法的SPEI对中国干湿变化的分析 被引量:95
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作者 刘珂 姜大膀 《大气科学》 CSCD 北大核心 2015年第1期23-36,共14页
利用美国普林斯顿大学高分辨率的全球陆面同化数据集和美国国家环境预测中心的辐射再分析数据,根据Thornthwaite和Penman-Monteith公式分别计算了1948~2008年中国区域潜在蒸散发量;而后,使用降水和两套潜在蒸散发数据分别计算得到标准... 利用美国普林斯顿大学高分辨率的全球陆面同化数据集和美国国家环境预测中心的辐射再分析数据,根据Thornthwaite和Penman-Monteith公式分别计算了1948~2008年中国区域潜在蒸散发量;而后,使用降水和两套潜在蒸散发数据分别计算得到标准化降水蒸散发指数SPEI(Standardized Precipitation Evapotranspiration Index),并以此研究了1949~2008年中国区域干湿变化时空特征以及两种SPEI结果之间的差异;最后,给出了两种SPEI在中国的适用区域.结果表明:两种SPEI均显示中国地区整体上存在变干趋势,季节上以春季的变干趋势最为显著;空间上表现为以长江为界的南涝北旱,显著变干的区域有内蒙古中部、华北、东北以及四川东部地区,显著变湿的地区主要位于新疆北部和西部.同时,各种不同等级干旱也呈增加趋势,其中以中等干旱增加最为显著.1990年代中后期以来是中等和极端干旱发生最多的时期,空间上与SPEI显著减小的区域相对应.两种SPEI在冬、春季差异最大,这主要是由于期间两种潜在蒸散发的计算结果之间存在很大差异.在Penman-Monteith公式中,由于空气动力项对冬、春季北方潜在蒸散发的贡献显著增加,基于该公式的SPEI相对而言能更合理地描述干湿变化特征. 展开更多
关键词 潜在蒸散发 SPEI 干湿变化 干旱
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RCP4.5情景下中国未来干湿变化预估 被引量:24
11
作者 刘珂 姜大膀 《大气科学》 CSCD 北大核心 2015年第3期489-502,共14页
本文采用国际耦合模式比较计划第五阶段(CMIP5)中21个气候模式的试验数据,利用土壤湿度以及由其他8个地表气象要素计算所得的干旱指数,预估了RCP4.5 (Representative Concentration Pathway 4.5)情景下21世纪中国干湿变化.结果表明... 本文采用国际耦合模式比较计划第五阶段(CMIP5)中21个气候模式的试验数据,利用土壤湿度以及由其他8个地表气象要素计算所得的干旱指数,预估了RCP4.5 (Representative Concentration Pathway 4.5)情景下21世纪中国干湿变化.结果表明:全球气候模式对1986~2005年中国现代干湿分布具备模拟能力,尽管在西部地区模式与观测间存在一定的差异.在RCP4.5情景下,21世纪中国区域平均的标准化降水蒸散发指数和土壤湿度均有减小趋势,与之对应的是短期和长期干旱发生次数增加以及湿润区面积减小.从2016到2100年,约1.5%~3.5%的陆地面积将从湿润区变成半干旱或半湿润区.空间分布上,干旱化趋势明显的区域主要位于西北和东南地区,同时短期和长期干旱发生次数在这两个地区的增加幅度也最大,未来干旱化的发生时间也较其他地区要早;只在东北和西南地区未来或有变湿倾向,但幅度较小.在季节尺度上,北方地区变干主要发生在暖季,南方则主要以冷季变干为主.造成中国干旱化的原因主要是由降水与蒸散发所表征的地表可用水量减少. 展开更多
关键词 RCP4.5 干湿气候 土壤湿度 标准化降水蒸散发指数 预估
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不同分辨率CCSM4对东亚和中国气候模拟能力分析 被引量:39
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作者 田芝平 姜大膀 《大气科学》 CSCD 北大核心 2013年第1期171-186,共16页
本文利用通用气候系统模式CCSM4在三种水平分辨率下的工业化革命前期气候模拟试验,结合观测和再分析资料,比较了各分辨率下模式对中国温度和降水、东亚海平面气压和850hPa风场的模拟能力,综合评价了模式分辨率对东亚和中国气候模拟的影... 本文利用通用气候系统模式CCSM4在三种水平分辨率下的工业化革命前期气候模拟试验,结合观测和再分析资料,比较了各分辨率下模式对中国温度和降水、东亚海平面气压和850hPa风场的模拟能力,综合评价了模式分辨率对东亚和中国气候模拟的影响。结果表明,三种分辨率对中国温度均具有很好的模拟能力,除春季外,低分辨率(T31,约3.75°×3.75°)对全年温度的模拟能力均要稍好于中(f19,约1.9°×2.5°)、高(f09,约0.9°×1.25°)分辨率;各分辨率对中国降水的模拟能力远不如温度,除冬季外全年都出现的中部地区虚假降水并未因为模式分辨率提高而得到本质改善;对于东亚海平面气压场,低分辨率在冬季模拟能力相对最好,中等分辨率在夏季相对较好,而高分辨率的模拟能力均表现最差;低分辨率对850hPa东亚冬季风和夏季风的模拟能力均要好于中、高分辨率,而两种较高分辨率的模拟能力则比较接近。总的来说,低分辨率CCSM4在东亚和中国气候模拟中表现出了较大优势,加之其计算代价小,适合进行需要较长时间积分的气候模拟研究。 展开更多
关键词 通用气候系统模式CCSM4 水平分辨率 东亚 中国 气候模拟
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中国干湿区变化与预估 被引量:33
13
作者 姜江 姜大膀 林一骅 《大气科学》 CSCD 北大核心 2017年第1期43-56,共14页
本文采用干湿指数对1962~2011年中国干湿区范围变化进行了集中分析,并利用CMIP5(Coupled Model Intercomparison Project Phase 5)模式对其变化趋势开展了预估研究。结果表明,1962~2011年平均极端干旱区、干旱区、半干旱区、半湿润区和... 本文采用干湿指数对1962~2011年中国干湿区范围变化进行了集中分析,并利用CMIP5(Coupled Model Intercomparison Project Phase 5)模式对其变化趋势开展了预估研究。结果表明,1962~2011年平均极端干旱区、干旱区、半干旱区、半湿润区和湿润区分别占中国陆地总面积的2.8%、11.7%、22.4%、32.6%和30.5%。期间,中国区域年干湿指数总体上呈现下降趋势,空间上表现为西部湿润化和东部干旱化的特征。显著缩小的是湿润区和极端干旱区,半湿润区、半干旱区和干旱区则显著扩大,这表明中国气候敏感区域在扩张。春季和秋季干湿指数变化趋势的空间分布与年平均的较为一致,冬季西北呈干旱化,夏季东南部地区为湿润化。相对于参考时段1986~2005年,在RCP4.5(Representative Concentration Pathway 4.5)情景下18个气候模式中位数的预估结果中,降水仅在东南南部减少,而潜在蒸散发在全区域增加,由于潜在蒸散发的增量超过了降水的增幅,中国区域将整体趋于干旱化,仅在西北地区呈湿润化特征;未来湿润区、干旱区和极端干旱区缩小,气候敏感性高的半湿润区和半干旱区仍将扩大。 展开更多
关键词 干湿指数 CMIP5模式 RCP4.5情景 预估
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中国夏季和冬季极端干旱年代际变化及成因分析 被引量:28
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作者 刘珂 姜大膀 《大气科学》 CSCD 北大核心 2014年第2期309-321,共13页
依据1961-2009年中国区域540个气象站的夏、冬季气温和降水数据,首先采用气候变化趋势转折判别模型(简称PLFIM)分析了中国区域8个分区夏、冬季气温和降水的年代际变化,而后利用PDSI干旱指数研究了夏、冬季极端干旱在年代际尺度上的... 依据1961-2009年中国区域540个气象站的夏、冬季气温和降水数据,首先采用气候变化趋势转折判别模型(简称PLFIM)分析了中国区域8个分区夏、冬季气温和降水的年代际变化,而后利用PDSI干旱指数研究了夏、冬季极端干旱在年代际尺度上的时空变化特征及其成因。结果表明:1961-2009年中国夏季极端干旱发生率北方大于南方,冬季则为在东部多而在西部少。夏季和冬季极端干旱发生概率在最后一次年代际转折后都呈增加趋势。在区域尺度上,夏季东北、华北和西北地区增加明显,冬季东北、华北、华南、西南地区增加显著。其中,降水在20世纪90年代以前的极端干旱变化中起主导作用,而后由于气候变暖所引起的极端干旱增加趋势逐渐增大,与降水变化的作用相互叠加。 展开更多
关键词 PDSI干旱指数 极端干旱 年代际变化
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参加CMIP5计划的四个中国模式模拟的东亚地区降水结构特征及未来变化 被引量:12
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作者 林壬萍 周天军 《大气科学》 CSCD 北大核心 2015年第2期338-356,共19页
在全球变暖的背景下,降水特征的改变体现为降水总量和降水结构的变化。由于缺乏较为长期、覆盖范围广的较高分辨率逐日降水资料,过去对东亚降水的研究多关注其降水量的长期趋势和时空变率,较少涉及降水结构的变化。本文利用当前最新且... 在全球变暖的背景下,降水特征的改变体现为降水总量和降水结构的变化。由于缺乏较为长期、覆盖范围广的较高分辨率逐日降水资料,过去对东亚降水的研究多关注其降水量的长期趋势和时空变率,较少涉及降水结构的变化。本文利用当前最新且分辨率最高、覆盖范围最广的逐日亚洲陆地降水数据集(简称APHRODITE)以及四个中国参加第五次国际耦合模式比较计划(简称CMIP5)的模式(BCC-CSM1-1,BNU-ESM,FGOALS-g2和FGOALS-s2),研究了东亚地区降水结构的观测特征及四个模式的模拟能力。基于此,通过分析四个模式的未来预估试验,探讨东亚地区降水结构在全球变暖背景下的变化。结果表明:整个东亚地区的累积降水量呈现出随着降水强度的增加先增加后减小的分布形态;降水频率则是随着强度的增加显著减小。小雨(中雨)呈现出南少北多(南多北少)的形态;强降水则较多分布在华南沿海以及日本南部地区。长期趋势上,整个东亚地区大体上呈现小雨和30 mm/d以上的大雨增加,而中等强度降水减少的变化趋势。四个模式对东亚降水结构的气候态模拟能力较好。BCC-CSM1-1和FGOALS-g2能够合理再现观测中各个强度降水的变化趋势,而其他模式模拟不出中雨的减小趋势。四个模式的未来预估表明,在全球变暖的背景下,东亚地区30 mm/d以上的强降水会增加。且降水强度越大,增加越明显。以30°N为界,小雨(中雨)在变暖背景下呈现南部增加北部减少(南部减少北部增加)的变化趋势。 展开更多
关键词 东亚降水 降水结构 降水量 降水频率 CMIP5模式 历史气候模拟试验 未来预估试验
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RCP4.5情景下中国季风区及降水变化预估 被引量:18
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作者 姜江 姜大膀 林一骅 《大气科学》 CSCD 北大核心 2015年第5期901-910,共10页
本文使用国际耦合模式比较计划第五阶段(CMIP5)中共46个全球气候模式的数值试验结果,通过对中国区域的年、夏季和冬季降水气候态的模拟能力评估,择优选取了18个气候模式用来预估RCP4.5情景下21世纪中国季风区范围、季风降水及其强... 本文使用国际耦合模式比较计划第五阶段(CMIP5)中共46个全球气候模式的数值试验结果,通过对中国区域的年、夏季和冬季降水气候态的模拟能力评估,择优选取了18个气候模式用来预估RCP4.5情景下21世纪中国季风区范围、季风降水及其强度变化。结果表明,相对于1986~2004年参考时段,RCP4.5情景下多数模式和所有模式集合平均在不同时段内均模拟出中国季风区面积、季风降水及其强度的增加趋势,最明显的时段出现在2081~2099年。其中,季风区面积扩张是导致季风降水增加的主要因素。在机制上,热力与动力条件变化均有利于季风降水强度的增加以及更多的水汽进入中国东部,从而引起季风区范围的扩大。 展开更多
关键词 CMIP5气候模式 季风区 季风降水 RCP4.5情景 预估
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1961~2009年中国季风区范围和季风降水变化 被引量:30
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作者 姜江 姜大膀 林一骅 《大气科学》 CSCD 北大核心 2015年第4期722-730,共9页
东亚季风对中国气候和环境有重要影响,以往研究多关注于季风环流和人为给定区域内夏季降水的变化,对于季风区域变化本身及其相伴的季风降水鲜有涉及.本文使用四套降水观测资料,其中包括基于2416个台站最新资料所得到的中国区域高分辨率... 东亚季风对中国气候和环境有重要影响,以往研究多关注于季风环流和人为给定区域内夏季降水的变化,对于季风区域变化本身及其相伴的季风降水鲜有涉及.本文使用四套降水观测资料,其中包括基于2416个台站最新资料所得到的中国区域高分辨率降水格点数据,集中分析了1961~2009年中国季风区范围、季风区西北边界、季风降水及其强度变化.结果表明,季风区约占中国陆地面积的60%,研究时段内总体上在缩少;季风降水无趋势性变化而是表现为一定的年际和年代际变率;中国季风降水强度平均为4.46 mm d-1.季风区西北部的东、西边界间区域属于典型的干湿交错带,季风区西北边界在40°N以南整体上表现为-0.026°/a的西进趋势,而在其北部则表现为0.041°/a的东退,这主要是源于区域尺度热力对比、大气环流和水汽通量的变化所致. 展开更多
关键词 季风区域 季风降水 中国
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参加CMIP5的四个中国气候模式模拟的东亚冬季风年际变率 被引量:10
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作者 金晨曦 周天军 《大气科学》 CSCD 北大核心 2014年第3期453-468,共16页
本文比较了中国参加"国际耦合模式比较计划"(CMIP5)的四个大气环流模式(即FGOALS-g2、FGOALS-s2、BCC-CSMl-1、BNU-ESM大气模式)在观测海温驱动下,对东亚冬季风(EAWM)气候态和年际变率的模拟能力。结果表明,在气候态上,四个... 本文比较了中国参加"国际耦合模式比较计划"(CMIP5)的四个大气环流模式(即FGOALS-g2、FGOALS-s2、BCC-CSMl-1、BNU-ESM大气模式)在观测海温驱动下,对东亚冬季风(EAWM)气候态和年际变率的模拟能力。结果表明,在气候态上,四个模式均合理再现了EAWM高低层环流系统(包括低层西伯利亚高压(SH)、阿留申低压、异常偏北风、和中高层东亚大槽、西风急流),其中对2 m气温和500 hPa高度场的模拟技巧最高,四个模式模拟的结果与再分析资料的空间相关系数都达到0.99。在年际变率上,分别对东亚北部地区(30°N^60°N,100°E^140°E)和东亚南部地区(0°~30°N,100°E^140°E)的2 m气温进行经验正交函数分解(EOF),提取变率主导模态。结果表明,在东亚北部地区,四个模式对2m气温第一模态(简称"北部型")的空间分布均有很高的模拟技巧,但只有BNU-ESM能够较好再现其对应的年际变率,其模拟的时间序列与观测的相关系数为0.69。四个模式均能模拟出观测中的3.1 a主导周期,但只有FGOALS-s2和BNU-ESM能模拟出观测中的2.5 a主导周期。在东亚南部地区,模式模拟的前两个主模态共同解释观测中第一模态(简称"南部型")的特征,其中FGOALS-g2、FGOALS-s2和BNU-ESM的综合模拟技巧较高,但只有BNU-ESM成功再现了观测中2.5 a和3.1 a的主导周期。机理分析表明,FGOALS-g2、FGOALS-s2、BNU-ESM三个模式能合理再现菲律宾海反气旋,同时对南部型有较高的模拟能力,而BCC-CSM1-l则未能有效再现菲律宾海反气旋,使得BCC-CSMl-l对南部型模拟技巧较低。观测和四个模式模拟的结果一致表现出北极涛动(AO)与北部型PC1呈显著相关,影响大于SH。 展开更多
关键词 东亚冬季风 ENSO 北极涛动 年际变率
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耦合模式对冬春季节南、北极涛动的季节气候预测能力研究 被引量:4
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作者 钱卓蕾 王会军 孙建奇 《气象学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第2期222-235,共14页
研究评估了耦合气候模式对冬、春季北极涛动(AO)和南极涛动(AAO)的预测效能。结果表明,模式对于北极涛动和南极涛动的模拟能力都是比较强的,其中,对冬季的模拟能力要强于春季。冬季,几乎所有的模式都能很好地模拟出对流层内北极涛动的... 研究评估了耦合气候模式对冬、春季北极涛动(AO)和南极涛动(AAO)的预测效能。结果表明,模式对于北极涛动和南极涛动的模拟能力都是比较强的,其中,对冬季的模拟能力要强于春季。冬季,几乎所有的模式都能很好地模拟出对流层内北极涛动的空间分布形态特点,空间相关系数很高。春季,大部分模式的模拟结果仍然是比较好,与再分析资料结果的空间相关性比较高。对于南极涛动,模式在全年对流层各个层次上都能比较好地刻画其空间分布,且模式在850hPa等压面上的空间模拟效能要稍强于海平面。相对来说,冬季的模拟效果也稍强于其他季节,但是,差异不显著,模式与模式的差别也比较小。另外,模式对于北极涛动和南极涛动的时间序列模拟能力有限,时间序列相关系数只有少数几个模式达到显著性水平。 展开更多
关键词 北极涛动(AO) 南极涛动(AAO) 经验正交函数(EOF) 空间模态 时间序列
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中国西部冬季降水年际与年代际变化的水汽输送差异 被引量:7
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作者 敖娟 孙建奇 《气候与环境研究》 CSCD 北大核心 2014年第4期497-506,共10页
中国西部地区是著名的气候脆弱区,降水的多寡对其影响十分巨大。尤其是在全球变暖的背景下,西部地区的增暖、增湿异常显著,随之而来的西部地区气候变化也越来越受到关注。本研究主要分析了中国西部地区冬季降水的时空变化特征,结果表明... 中国西部地区是著名的气候脆弱区,降水的多寡对其影响十分巨大。尤其是在全球变暖的背景下,西部地区的增暖、增湿异常显著,随之而来的西部地区气候变化也越来越受到关注。本研究主要分析了中国西部地区冬季降水的时空变化特征,结果表明:该地区冬季降水的最主要模态具有全区一致变化的特点,并且在20世纪80年代中期出现了一次显著的年代际突变,突变之后中国西部地区冬季降水明显增多。大气环流和水汽输送的分析结果显示,引起西部地区冬季降水年际和年代际变化的因子有着明显的差异。其中西风带水汽输送是影响西部地区冬季降水年代际变化的主要原因;而影响西部地区冬季降水年际变化的水汽则主要来自于阿拉伯海西南向的水汽输送;而且在不同年代际背景下,影响中国西部地区冬季降水的主要水汽输送通道是一致的。这些说明西部降水的预测必须要分不同时间尺度进行研究,短期气候预测需要综合考虑年际变化、年代际变化以及气候长期变化背景才会更为合理和可行。另外,西部降水年际变化因子在不同年代际背景下的稳定性,为建立该地区持续稳定的年际预测模型奠定了科学基础。 展开更多
关键词 冬季降水 年代际变化 年际变化 水汽输送 环流场
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