關(guān)于全球變暖問題

姜大膀郵件：jiangdb@中國科學(xué)院大氣物理研究所2014.06.19關(guān)于全球變暖問題一、引言二、全球變暖的歷史視野三、全球變暖的觀測事實和模擬研究四、全球變暖的未來預(yù)估大氣圈、冰雪圈、生物圈、水圈、巖石圈IPCC

AR4,

2007氣候系統(tǒng)人類活動Global

annual

energy

budget

for

Mar

2000

to

May

2004

period.Trenberth

et

al.,

2009,

BAMS一、引言二、全球變暖的歷史視野三、全球變暖的觀測事實和模擬研究四、全球變暖的未來預(yù)估Climate

change:Seasonal

+

interannual

+

decadal

+interdecadal

+

centennial

+

millennial

+orbital

+

tectonic

+

longer

time

scalesDifferent

forcings

for

each

theme古生代泥盆紀(jì)中生代

(250Ma)

新生代

(65Ma)

現(xiàn)在構(gòu)造時間尺度上的氣候變化過去400Ma以來大氣CO2濃度、陸地冰蓋緯度范圍變化IPCC

AR4,

2007IPCC

AR4,

2007新生代深海溫度、大氣CO2濃度變化談?wù)撊蜃兣紫纫_定的是時間尺度！在構(gòu)造尺度上，現(xiàn)代氣候遠(yuǎn)不是最暖的階段！Local

temperatureIce

volumes

on

land過去65萬年至2005年南極冰期—間冰期要素變化IPCC

AR4,

2007軌道時間尺度上的氣候變化在軌道尺度上，地球現(xiàn)在處于間冰期階段，全球變暖幅度并未超過以往的幾個間冰期！然而（1）更新世以來的間冰期通常為1萬年，但現(xiàn)在的間冰期以及個持續(xù)了1.15萬年（2）現(xiàn)在氣候的變暖速度是65萬年以來最快的（3）溫度與溫室氣體變化有同步性，這與以往不同。一、引言二、全球變暖的歷史視野三、全球變暖的觀測事實和模擬研究四、全球變暖的未來預(yù)估過去1300年北半球年均溫度重建IPCC

AR4,

2007過去千年氣候變化20世紀(jì)變暖很可能是過去千年中最暖的一百年！氣候模式是根據(jù)基本的物理定律，如牛頓運(yùn)動定律、能量守恒定律、質(zhì)量守恒定律等來確定氣候系統(tǒng)中各個成份的性狀及其演變的數(shù)學(xué)方程組，將上述數(shù)學(xué)方程組在計算機(jī)上實現(xiàn)程序化后，就構(gòu)成了氣候模式。氣候模式不僅可用于模擬當(dāng)代氣候，而且可用于模擬邊界條件改變所引起的氣候變化。因此，如果說人類能夠用實驗方法來研究氣候及其變化的話，那么最重要的試驗工具就是氣候模式。然而，任何模式都只是實際氣候系統(tǒng)的某種近似，在利用它們模擬氣候的同時，還必須首先檢驗?zāi)Ｊ降目煽砍潭?，以便逐步改進(jìn)它們，同時也可以了解氣候模式適于開展怎樣的研究工作（曾慶存，

1979；曾慶存等，1989）。氣候系統(tǒng)模式及其數(shù)值模擬過去1100年北半球年均溫度模擬（相對于1500-1899年）IPCC

AR4,2007過去千年北半球年均溫度模擬（相對于1500-1899年）IPCC

AR4

,2007在溫室氣體、火山活動、太陽輻射變化的聯(lián)合作用下，氣候模式能夠模擬出過去千年北半球溫

度變化、20世紀(jì)全球變暖，但存在著模式依賴的不確定性問題！全球陸地溫度異?！^測、重建（相對于1961-1990年）全球努變暖——觀測IPCCAR4,2007IPCCAR4,2007觀測的年均溫度變化趨勢（灰色：資料不足；加號：顯著）IPCCAR4,20071979-2005年觀測年均地表和對流層氣溫變化趨勢IPCCAR4,2007一、引言二、全球變暖的歷史視野三、全球變暖的觀測事實和模擬研究四、全球變暖的未來預(yù)估全球莊變暖——預(yù)估盾流程竄圖IPCCAR4,2007排放情景(Mos

setal.,2010)施源于能源、工業(yè)、土地利用變化的全球CO2排放量情景IPCCAR4,2007全球溫度的多模式集合結(jié)果（相對于1980-1999年）IPCCAR4,2007全球船變暖——主要霸預(yù)估諒結(jié)果21世紀(jì)全球溫度和降水變化IPCCAR4,2007年均溫度變化IPCCAR4,2007A1B情景下年平均的多模式結(jié)果（2080-2099年減1980-199IPCCAR4,2007全球海冰變化的多模式結(jié)果（相對于1980-2000年）IPCCA歇R4,2007源于熱膨脹的全球海平面變化(units:m；相對于1980-1999娘年)IPCCAR4,2007相對于全球平均，A1B情景下海水密度和洋流導(dǎo)致的海平面胸變化（縫208狀0乖-20砍99授減19桃80根-1市999潑年）IPCCAR4,200720C3M和A1B情景下AMOC演化IPCCAR4,2007霜凍日數(shù)變化，右圖為A1B下2080-2099年減1980-1999年IPCCAR4,2007熱浪指數(shù)變化，右圖為A1B下2080-2099年減1980-1999年IPCCAR4,2007生長季長度變化，右圖為A1B下2080-2099年減1980-1999年IPCCAR4,2007未來變暖在中亞、青藏高原、亞洲北部要明顯強(qiáng)于全球平均，東亞和南亞強(qiáng)于全球平均，東南亞與全球平均相仿；冬季降水在亞洲北部和青藏高原很可能會增加、在東亞和東南亞南部可能增加；夏季降水在亞洲北部、東亞、南亞、和東南亞大部可能增加，在中亞減少；在東亞，夏季熱浪、高熱（暑）期很可能是持續(xù)期加長、強(qiáng)度增大、且更為頻繁；在東亞和南亞，極冷天氣日數(shù)很可能會減少；在東亞和南亞，強(qiáng)降水事件的頻次很可能會IP盲C增CA宰加R聰4；,掙2007IPC謊CA變R腫4主要垮科學(xué)樂結(jié)果——亞洲隆地區(qū)睬預(yù)估A1B:2074A2:

2071A1B:2049A2:

2053A1B:2027A2:

202520722034Jiangetal.,2009,ChineseScienc劈燕eBulletin我國1-3嘉oC變暖型關(guān)鍵畢值預(yù)亭估相對于1990-1999年基準(zhǔn)氣候，17個模式預(yù)估的中國區(qū)域照平均的年均溫度的變化曲線。2oC變暖所處年份的地域分布研究工婦作烈被《科學(xué)反通報》第54卷第24期封俗面引篩用！氣候絲式變化咐預(yù)估帖的不漿確定富性—排放刃情景IPCCAR4,2007氣候列變化如預(yù)估覺的不皺確定肝性—反饋柜過程IPCCAR4,2007氣候氏變化閱預(yù)估烘的不揉確定敞性—模式像本身IPCCAR4,20071982-1999年NPP線性趨勢的空間分布(Nemanietal.,2003,Scienc蹤蝶e)全球其植被壩生產(chǎn)村力和眾分布錢發(fā)生閘了變拉化氣候活變化間預(yù)估叔的不禿確定性昨—試驗饞設(shè)計著：植聚被等(Rootetal.,2003,Nature)嬌中國自然植被變化趨勢模擬東部植被向北推移、西部植被變化也很大；存在模式依賴的不確定性Jiang,2008,Adv.Atmos.Sci休.參照試驗B2、2090sB2情景、2050s赴約35oN為分界線，以南可以歸結(jié)為地表氣溫變化，以北為地表氣溫、降水、CO2聯(lián)合作用CO2溫度降水A2情景、2090s數(shù)值模造式易：單禮獨IA訪P-段AG吃CM和IA嗎P-A賺GC聞M/棉BI今OM培E3勉耦合探模式邊界條偽件條：A2情景下弄CO2濃度、質(zhì)CM冒IP3肯中17個AOG味CM島s的SST尊和海市冰預(yù)泳估結(jié)罵果全球鹽變暖斥背景嚷下植報被－篇氣候洞反饋方作用2051-