[自然科學(xué)]第一章 氣候系統(tǒng)(文件)
【正文】 AR（美國國家大氣研究中心）等單位初步完成了 1958年以來的再分析資料，包括各等壓面層的高度、溫度、風(fēng)以及地面的氣溫、降水量的格點(diǎn)資料。 CODAS資料庫收集了 l 850年以來的資料，但 1949年之前，特別在 20世紀(jì)末之前，資料覆蓋面很小。但大部分均無系統(tǒng)觀測(cè)資料，只是近年來才給出赤道太平洋混合層深度（用20℃ 等溫線的深度表示）及 800 m深至海面的溫度距平。 雪蓋與海冰面積觀測(cè)是對(duì)冰雪圈監(jiān)測(cè)的主要內(nèi)容。 過去土壤溫度及濕度的大范圍觀測(cè)資料很少。因此，反過來看近百年來以地面為基礎(chǔ)進(jìn)行的太陽常數(shù)觀測(cè)，應(yīng)該承認(rèn)還是有一定意義的。其他微量氣體如甲烷、氯氟碳化物（ CFCs）大多數(shù)也建立了相應(yīng)的序列。 ? 3 、氣候重建 ? 利用各種代用資料重建古氣候序列稱為氣候重建。但所有這些代用資料，或者時(shí)間分辨率較低，或者無法定量，或者不能重建連續(xù)的序列，因此在氣候重建中不如上述幾種資料使用的多。所謂氣候模擬是根據(jù)一定的大氣或海洋動(dòng)力學(xué)、熱力學(xué)定律，在給定邊界條件下，采用數(shù)值計(jì)算的方法研究氣候。氣候預(yù)測(cè)可以分為兩類，一類采用統(tǒng)計(jì)方法，另一類為動(dòng)力學(xué)數(shù)值預(yù)報(bào)。但是，經(jīng)驗(yàn)預(yù)報(bào)一般水平不高，用比較粗略的分級(jí)檢查，大約預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率只有 55％～ 60％。經(jīng)過大約30多年的努力，短期數(shù)值天氣預(yù)報(bào)取得了巨大的進(jìn)步。逐日預(yù)報(bào)有一個(gè)不可逾越的鴻溝 —— 可預(yù)報(bào)性（ predictability）。馮 ?紐曼（ von Neumann， 1955)早就指出，從預(yù)報(bào)角度看，大氣運(yùn)動(dòng)可以分為 3類， 第 1類運(yùn)動(dòng)主要決定于初始場，因此可以從初始場外推 。第 1類即目前的短、中期數(shù)值預(yù)報(bào) 。 30 a來數(shù)值預(yù)報(bào)的發(fā)展完全證實(shí)了馮 ?紐曼的預(yù)見。但是，這主要是要說明，短期氣候預(yù)測(cè)的時(shí)效與技巧也不可能無限制地增長，這是受科學(xué)本身限制的。此外預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率也是有上限的，上限大約為 80％～ 85％。第 3類 大約相當(dāng)現(xiàn)在的短期氣候預(yù)測(cè) 。而最困難的是 第 3類運(yùn)動(dòng)，即距初始時(shí)刻相當(dāng)遠(yuǎn)，因此不可能完全從初始場外推。 ? 氣候預(yù)報(bào)是否可能作到 2個(gè)月或更長時(shí)間呢？這里也有一個(gè)可預(yù)報(bào)性問題。如果以預(yù)報(bào)場與實(shí)況之間相關(guān)系數(shù)達(dá)到 0..6作為可以接受的標(biāo)準(zhǔn)，預(yù)報(bào)時(shí)效已超過 1周。其中氣溫預(yù)測(cè)水平稍高，降水量預(yù)測(cè)準(zhǔn)確率有時(shí)還不到 55％。目前世界范圍正式作月、季氣候預(yù)報(bào)的大約有 30多個(gè)國家。 ? 氣候模擬的進(jìn)步，依賴于氣候模式，按性質(zhì)氣候模式可分為 4類模式：（ 1）能量平衡模式（ EBM）；（ 2）輻射對(duì)流模式（ RCM）；（ 3）統(tǒng)計(jì)動(dòng)力模式（ SDM）；（ 4）總環(huán)流模式（ GCM）。但是，對(duì)于氣候系統(tǒng)這樣一個(gè)龐大而復(fù)雜系統(tǒng)，至今還沒有任何統(tǒng)一的理論能說明其平均狀態(tài)的形成及隨時(shí)間的變化。不過我們現(xiàn)在談到氣候診斷，多指根據(jù)現(xiàn)代資料進(jìn)行分析，而古氣候的重建則只能應(yīng)用各種代用資料：（ 1）樹木年輪；（ 2）冰芯；（ 3）孢粉；（ 4）珊瑚；（ 5）史料分析。 ? 2 、氣候診斷 ? 氣候診斷即根據(jù)氣候監(jiān)側(cè)結(jié)果對(duì)氣候變化與氣候異常作出判斷，這是當(dāng)前氣候系統(tǒng)研究中一個(gè)十分活躍的領(lǐng)域。不過，目前還缺少衛(wèi)星觀測(cè)與地面觀測(cè)的詳細(xì)比較。 ? 3）． 非常規(guī)觀測(cè) 除了以上所列舉的常規(guī)觀測(cè)之外，目前還進(jìn)行許多特殊觀測(cè)，對(duì)監(jiān)測(cè)氣候系統(tǒng)的變化有非常重要的意義。日前在美國科羅拉多大學(xué)與美國國家海洋大氣管理局聯(lián)合，設(shè)立了全球冰雪分析中心，公布每周及月平均南北半球誨冰及雪蓋面積，雪蓋序列從 l 966年開始，海冰序列從1974年開始。 E的經(jīng)向剖面也積累了系統(tǒng)的觀測(cè)資料。但與船舶觀測(cè)還有一定差異，所以多用混合資料繪制SST的距平圖。 ? 2）．海洋及系統(tǒng)其他成員的常規(guī)觀測(cè) 要對(duì)全球氣候系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，海洋是一個(gè)重要組成部分。 N。 20世紀(jì) 30年代之后，逐漸有了高空探測(cè)。1978年以來有了衛(wèi)星觀測(cè)，這是一個(gè)覆蓋最完整分辨率最均勻的序列，并且包括南北兩個(gè)半球。 王紹武（ 2022）把氣候系統(tǒng)的研究內(nèi)容總結(jié)為五個(gè)方面： 1 、氣候監(jiān)測(cè) 這是 20世紀(jì) 70年代提以來的一個(gè)名詞。另一種是隨機(jī)性內(nèi)部因子。 ? 一類是外力，即獨(dú)立于氣候系統(tǒng)之外，不受氣候系統(tǒng)的反饋?zhàn)饔玫?“ 力 ” 。因而這使得，氣候模式及其關(guān)鍵物理過程的參數(shù)化及其可能表征有明顯改進(jìn)，但氣候敏感性并不表現(xiàn)出很大
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