IPCC AR6报告解读：未来的全球气候——基于情景的预估和近期信息     

周天军  陈梓明  陈晓龙  左萌  江洁  胡帅 《气候变化研究进展》2021,17(6):652-663

依据IPCC第六次评估报告（AR6）第一工作组报告第四章的内容,对未来全球气候的预估结果进行解读。报告对21世纪全球表面气温、降水、大尺度环流和变率模态、冰冻圈和海洋圈的可能变化进行了系统评估,并对2100年以后的气候变化做了合理估计。评估指出全球平均表面气温将在未来20年内达到或超过1.5℃,平均降水也将增加,但随季节和区域而异,同时变率将增大。大尺度环流和变率模态受内部变率影响较大。到21世纪末,北冰洋可能出现无冰期;全球海洋会继续酸化,平均海平面将持续上升,百年内上升幅度依赖不同排放情景,都在2100年后继续升高。在最新的评估中采用多种约束方法,减小了预估不确定性的范围。AR6对于低排放情景以及“小概率高增暖情节”的关注为应对气候变化提供了更多、更完整的信息。综合报告的评估结果指出,未来需要进一步减小区域,特别是季风区气候预估的不确定性,并从科学研究和模式发展两方面加强我国气候预估能力的建设。  相似文献   

近60年来中国主要流域极端降水演变特征   总被引：1，自引：0，他引：1       下载免费PDF全文

江洁  周天军  张文霞 《大气科学》2022,46(3):707-724

在全球增暖背景下,中国极端降水事件及洪涝、干旱等次生灾害近年来频发,严重影响生态系统、人民的生产生活和社会经济发展。本文基于气候变化检测和指数专家组（ETCCDI）定义的10个降水指数,利用中国台站日降水资料,系统分析了1961～2017年中国及九大流域片降水变化情况,并利用空间场显著性检验考察不同降水指数的显著变化是否与外强迫作用有关。结果表明,各降水指数的变化具有区域性特征。整体而言,全国范围内平均降水、降水强度、极端强降水和连续性强降水呈增强趋势的台站数多于呈减弱趋势的台站数,呈显著增强趋势的台站占比不可能仅由气候系统内部变率引起,还受到外强迫的影响。此外,中国大部分站点连续干旱日数（CDD）减少,观测中CDD呈显著减弱趋势的台站占比也与外强迫作用有关。九大流域片中,内陆河片能够观测到平均降水、降水强度、极端强降水和连续性强降水的增多以及连续干旱日数的减少,有洪涝灾害增多的风险,且上述变化可归因为外强迫的作用。长江流域片、东南诸河片和珠海流域片平均降水、极端强降水和连续性强降水均增强,其中强降水的变化与外强迫作用有关。西南诸河片极端强降水增强,但大部分站点CDD呈增加趋势,有干旱增加的风险。黄河流域片、海河流域片、淮河流域片及松辽河流域片的大部分站点及区域平均结果中,降水指数多无显著变化趋势。增暖背景下,不同流域片呈现出不同的降水变化特征,将面临不同的气候灾害风险。  相似文献   

气候系统模式FGOALS模拟的南亚夏季风：偏差和原因分析     

黄昕  周天军  吴波  陈晓龙 《大气科学》2019,43(2):437-455

本文通过与观测和再分析资料的对比,评估了LASG/IAP发展的气候系统模式FGOALS的两个版本FGOALS-g2和FGOALS-s2对南亚夏季风的气候态和年际变率的模拟能力,并使用水汽收支方程诊断,研究了造成降水模拟偏差的原因。结果表明,两个模式夏季气候态降水均在陆地季风槽内偏少,印度半岛附近海域偏多,在降水年循环中表现为夏季北侧辐合带北推范围不足。FGOALS-g2中赤道印度洋"东西型"海温偏差导致模拟的东赤道印度洋海上辐合带偏弱,而FGOALS-s2中印度洋"南北型"海温偏差导致模拟的海上辐合带偏向西南。水汽收支分析表明,两个模式中气候态夏季风降水的模拟偏差主要来自于整层积分的水汽通量,尤其是垂直动力平流项的模拟偏差。一方面,夏季阿拉伯海和孟加拉湾的海温偏冷而赤道西印度洋海温偏暖,造成向印度半岛的水汽输送偏少;另一方面,对流层温度偏冷,冷中心位于印度半岛北部对流层上层,同时季风槽内总云量偏少,云长波辐射效应偏弱,对流层经向温度梯度偏弱以及大气湿静力稳定度偏强引起的下沉异常造成陆地季风槽内降水偏少。在年际变率上,观测中南亚夏季风环流和降水指数与Ni?o3.4指数存在负相关关系,但FGOALS两个版本模式均存在较大偏差。两个模式中与ENSO暖事件相关的沃克环流异常下沉支和对应的负降水异常西移至赤道以南的热带中西印度洋,沿赤道非对称的加热异常令两个模式中越赤道环流季风增强,导致印度半岛南部产生正降水异常。ENSO相关的沃克环流异常下沉支及其对应的负降水异常偏西与两个模式对热带南印度洋气候态降水的模拟偏差有关。研究结果表明,若要提高FGOALS两个版本模式对南亚夏季风气候态模拟技巧,需减小耦合模式对印度洋海温、对流层温度及云的模拟偏差;若要提高南亚夏季风和ENSO相关性模拟技巧需要提高模式对热带印度洋气候态降水以及与ENSO相关的环流异常的模拟能力。  相似文献   

影响夏季西北太平洋副热带高压年际变率的关键海区及影响机制   总被引：3，自引：0，他引：3       下载免费PDF全文

何超  周天军  吴波 《Acta Meteorologica Sinica》2015,73(5):940-951

西北太平洋副热带高压(西太副高)是影响东亚夏季气候的主要环流系统,其年际变率受热带多个海区的海-气相互作用过程的调控。为明确影响夏季西太副高的关键海区及其影响机制,在总结最近十余年来相关研究进展的基础上,归纳出影响夏季西太副高年际变率的5个关键海区,包括赤道中东太平洋、热带印度洋、副热带西北太平洋、海洋大陆附近海区以及热带大西洋。阐述了这5个关键海区的海温异常影响西太副高年际变率的机制,并探讨了5个关键海区海温异常的形成机制。围绕夏季西太副高的年际变率,回顾了当前气候模式的模拟和预测研究的现状。最后,提出了本领域亟待解决的关键科学问题,展望未来可能的研究热点。  相似文献   

区域海气耦合模式FROALS模拟的西北太平洋环流及其年际变率   总被引：1，自引：0，他引：1  

刘博  周天军  邹立维  董璐 《海洋学报》2015,37(9):17-28

本文利用区域海气耦合模式FROALS(Flexible Regional Ocean-Atmosphere-Land System)对西北太平洋地区1984-2007年连续积分结果,对比SODA(Simple Ocean Data Assimilation)同化资料讨论了西北太平洋海表温度和表层洋流的气候态及年际变率。结果表明,FROALS基本能够再现冬、夏季季节平均的海温型,但均存在一个明显的冷偏差;FROALS对气候平均态的表层洋流有较高的模拟技巧,对于冬、夏季的表层洋流型都能够再现。另外,表层洋流的模拟偏差与海表高度的模拟偏差直接相关。由于模式模拟的黑潮热输送较观测偏强,使得模式模拟的海洋热输送倾向于使黑潮路径上的海温呈现正偏差。从表层洋流的年际变率来看,模式模拟的与ENSO(El Nio-South Oscillation)相联系的年际变率信号与观测相似:在El Nio年,北赤道流和棉兰老流增强,低纬度西太平洋海表高度降低,而在La Nia年则呈现出相反的形态,但是在模式中这种信号稍强于观测。  相似文献   

Two modes of the silk road pattern and their interannual variability simulated by LASG/IAP AGCM SAMIL2.0     

宋丰飞  周天军  王璐 《大气科学进展》2013,30(3):908-921

In this study, two modes of the Silk Road pattern were investigated using NCEP2 reanalysis data and the simulation produced by Spectral Atmospheric Circulation Model of IAP LASG, Version 2 (SAMIL2.0) that was forced by SST observation data. The horizontal distribution of both modes were reasonably reproduced by the simulation, with a pattern correlation coefficient of 0.63 for the first mode and 0.62 for the second mode. The wave train was maintained by barotropic energy conversion (denoted as CK) and baroclinic energy conversion (denoted as CP) from the mean flow. The distribution of CK was dominated by its meridional component (CK _y ) in both modes. When integrated spatially, CK _y was more efficient than its zonal component (CK _x ) in the first mode but less in the second mode. The distribution and efficiency of CK were not captured well by SAMIL2.0. However, the model performed reasonably well at reproducing the distribution and efficiency of CP in both modes. Because CP is more efficient than CK, the spatial patterns of the Silk Road pattern were well reproduced. Interestingly, the temporal phase of the second mode was well captured by a single-member simulation. However, further analysis of other ensemble runs demonstrated that the successful reproduction of the temporal phase was a result of internal variability rather than a signal of SST forcing. The analysis shows that the observed temporal variations of both CP and CK were poorly reproduced, leading to the low accuracy of the temporal phase of the Silk Road pattern in the simulation.  相似文献   

Steric sea level change in twentieth century historical climate simulation and IPCC-RCP8.5 scenario projection: A comparison of two versions of FGOALS model   总被引：1，自引：0，他引：1  

董璐  周天军 《大气科学进展》2013,30(3):841-854

To reveal the steric sea level change in 20th century historical climate simulations and future climate change projections under the IPCC’s Representative Concentration Pathway 8.5 (RCP8.5) scenario, the results of two versions of LASG/IAP’s Flexible Global Ocean-Atmosphere-Land System model (FGOALS) are analyzed. Both models reasonably reproduce the mean dynamic sea level features, with a spatial pattern correlation coefficient of 0.97 with the observation. Characteristics of steric sea level changes in the 20th century historical climate simulations and RCP8.5 scenario projections are investigated. The results show that, in the 20th century, negative trends covered most parts of the global ocean. Under the RCP8.5 scenario, global-averaged steric sea level exhibits a pronounced rising trend throughout the 21st century and the general rising trend appears in most parts of the global ocean. The magnitude of the changes in the 21st century is much larger than that in the 20th century. By the year 2100, the global-averaged steric sea level anomaly is 18 cm and 10 cm relative to the year 1850 in the second spectral version of FGOALS (FGOALS-s2) and the second grid-point version of FGOALS (FGOALS-g2), respectively. The separate contribution of the thermosteric and halosteric components from various ocean layers is further evaluated. In the 20th century, the steric sea level changes in FGOALS-s2 (FGOALS-g2) are largely attributed to the thermosteric (halosteric) component relative to the pre-industrial control run. In contrast, in the 21st century, the thermosteric component, mainly from the upper 1000 m, dominates the steric sea level change in both models under the RCP8.5 scenario. In addition, the steric sea level change in the marginal sea of China is attributed to the thermosteric component.  相似文献   

The tropical intraseasonal oscillation in SAMIL coupled and uncoupled general circulation models   总被引：4，自引：1，他引：3  

杨静  包庆  王晓聪  周天军 《大气科学进展》2012,29(3):529-543

Simulations of tropical intraseasonal oscillation(TISO) in SAMIL,the Spectral Atmospheric Model from the Institute of Atmospheric Physics(IAP) State Key Laboratory of Numerical Modeling for Atmospheric Sciences and Geophysical Fluid Dynamics(LASG) coupled and uncoupled general circulation models were comprehensively evaluated in this study.Compared to the uncoupled model,the atmosphere-ocean coupled model improved the TISO simulation in the following aspects:(1) the spectral intensity for the 30-80-day peak eastward periods was more realistic;(2) the eastward propagation signals over western Pacific were stronger;and(3) the variance distribution and stronger signals of Kelvin waves and mixed Rossby gravity waves were more realistic.Better performance in the coupled run was assumed to be associated with a better mean state and a more realistic relationship between precipitation and SST.In both the coupled and uncoupled runs,the unrealistic simulation of the eastward propagation over the equatorial Indian Ocean might have been associated with the biases of the precipitation mean state over the Indian Ocean,and the unrealistic split of maximum TISO precipitation variance over the Pacific might have corresponded to the exaggeration of the double Intertropical Convergence Zone(ITCZ) structure in precipitation mean state.However,whether a better mean state leads to better TISO activity remains questionable.Notably,the northward propagation over the Indian Ocean during summer was not improved in the mean lead-lag correlation analysis,but case studies have shown some strong cases to yield remarkably realistic northward propagation in coupled runs.  相似文献   

1—3月北极涛动对北半球热带太平洋和大西洋对流活动的可能影响   总被引：1，自引：0，他引：1  

胡淼  龚道溢  王璐  周天军  张自银 《气象学报》2012,70(3):479-491

利用1979—2008年日分辨率的向外长波辐射资料以及NCEP再分析资料,去除ENSO影响后,分析了1—3月北极涛动对热带太平洋和热带大西洋对流活动及降水的可能影响。结果表明北极涛动偏强(弱)时,热带太平洋和大西洋对流活动显著偏强(弱)。北半球热带大洋冬季平均向外长波辐射与北极涛动指数的相关系数存在两个显著负相关区:一个位于中太平洋区,大致包括13°—20°N、160°E—170°W;另外一个位于热带大西洋,显著区覆盖的范围大体包括5°—20°N、15°—70°W。这些区域的降水量也表现出显著的正相关。向外长波辐射、强对流面积指数、强对流强度指数、平均降水量等指标与北极涛动指数的相关均以冬季同期最高,随时间滞后相关迅速减弱。与此对应的对流层低层大气环流也有显著变化,850hPa风场的变化表现为热带太平洋有异常的气旋性环流,气旋中心区与显著强对流和降水异常区一致。而热带大西洋有显著的经向环流辐合和风切变,与异常对流和降水区吻合。海洋模式的模拟结果表明,与北极涛动有关联的海温分布,很大程度上与大气强迫有关,说明热带1—3月降水和对流活动与海温的关联较弱。北极涛动与热带太平洋、大西洋对流和降水活动之间主要是通过大气环流的变动产生联系的。  相似文献   

20CR再分析资料在东亚夏季风区的质量评估   总被引：2，自引：1，他引：1  

宋丰飞  周天军 《大气科学》2012,36(6):1207-1222

本文利用NCEP1和ERA40再分析资料, 并结合观测资料, 对最新公布的一套再分析资料——20CR再分析资料在东亚夏季风区的质量进行了综合评估。本文主要是从气候态、年际变率、年代际变化三个方面, 来评估20CR再分析资料在东亚夏季风区的质量。结果表明, 在气候平均态上, 20CR再分析资料基本合理再现了东亚夏季风区的高低层环流场(包括南亚高压、副热带西风急流、近地层风场)以及经向环流圈特征。但相较于NCEP1和ERA40, 20CR所刻画的南亚高压偏强, 西风急流偏北, 对流层中上层温度系统性偏高。在年际变率方面, 除了NCEP1在1967年之前存在偏差, 使其结果和ERA40、20CR不同之外, 三套再分析资料刻画的东亚夏季风变率在其它时段高度一致。三套资料在以纬向风为基础的东亚夏季风指数上的一致性, 高于以经向风为基础的东亚夏季风指数, 其中以低层纬向风为基础的东亚夏季风指数的一致性最高。20CR再分析资料可以较好地再现与东亚夏季风相联系的地表气温和降水年际变化特征, 其刻画的地表气温正相关中心位置偏西、强度最强, 且在河套平原地区有一个弱的负相关中心, 而其描述的降水在孟加拉湾和长江流域较之另外两套再分析资料更接近观测结果, 在热带地区和海上却反之。在年代际变化方面, 20CR再分析资料未能合理再现东亚夏季风年代际减弱的现象, 这也体现在不能合理再现青藏高原下游年代际变冷和“南涝北旱”降水型上, 这主要是因为20CR再分析资料所刻画的东亚地区对流层中上层年代际变冷信号偏弱所致。而在百年时间尺度上, 20CR再分析资料所刻画的东亚夏季风变化与观测较为一致;20CR再分析资料可以合理再现出东亚夏季风区1920年代前的显著冷期和1990年代之后的迅速增暖期, 但对1920～1950年代相对暖期和1950～1980年代相对冷期的再现能力较差。  相似文献