[自然科學]第一章 氣候系統(tǒng)-全文預覽
【正文】 的變化。有些模式顯示，由于云參數(shù)化或云 — 輻射特性表征的改進，使氣候敏感性有改變。由于反饋過程與平均氣候態(tài)有關，因而也取決于平均氣候態(tài)。弄清反饋過程的物理機制，在氣候變化研究中是一個極為重要的問題， ? 正反饋過程有 (1)冰雪面－反射率－溫度； (2)水汽含量 — 紅外逸出輻射－溫度； (3)CO2－海溫； (4)高云 (或云頂高度 ) －逸出輻射－溫度； (5)植物－反射率－穩(wěn)定度等等。反之，若 A的輸出增量抑制了 B的輸出增量，減弱了的 B輸出增量使 A的輸出增量又進一步降低，這種 A與 B的相互作用稱為負反饋機制。 ? 熱擴散率和熱傳導能力是對于靜態(tài)的空氣和水而言的，對于運動著的空氣和水來說，其熱擴散率和熱傳導能力分別要比表中數(shù)字大 4個和 2個量級以上； ? 冰雪圈的密度和熱容量比水要小，遠遠比空氣大，具有最大的反射率； ? 土壤（粘土為例）具有最大的密度、最小的比熱容和較小的穿透深度，其熱傳導率和熱傳導能力不到水的一半 。這些過程的復雜性意味著用單純的統(tǒng)計方法進行氣候形成與變化的研究是有很大的局限性的。 氣候系統(tǒng)隨時間演變 看，復雜性表現(xiàn)得更為突出：既有規(guī)則的周期性變化，如日變化和年變化等，還有比較規(guī)則的準周期性變化，如準兩年振蕩等，也有看似隨機的不規(guī)則變化；既有緩慢的趨勢變化，如近百年增暖，又有急劇的突變，如大氣環(huán)流的突變、近千年來和近百年來的氣候突變； 從氣候系統(tǒng)中發(fā)生的重要過程的類型來看，氣候系統(tǒng)表現(xiàn)得如此復雜是必然的。在開放的氣候系統(tǒng)中，既有能量的不斷耗散，又有一些穩(wěn)定的周期性的變化，還具有某些隨機擾動系統(tǒng)的性質。而且這些子系統(tǒng)又可被分解成許多個更小的二級子系統(tǒng)，它們都是復雜的多級結構。 大尺度天氣系統(tǒng)的第一近似可視為絕熱系統(tǒng)，而氣候系統(tǒng)則必須考慮非絕熱加熱。植被根部的狀況與活動也對碳與水儲存以及陸氣通量有重要作用。 第一章 氣候系統(tǒng) 生物圈 ，也稱為生物系統(tǒng) 是大氣中、陸地上、海洋中的植物和動物，也包括人類本身 生物圈與氣候是休戚相關的，影響較大的是世界范圍的植被，植被既是氣候的產(chǎn)物，反過來又對氣候產(chǎn)生影響。 陸面的結構或其粗糙度在風吹過陸面的時候也可從動力學上影響大氣。 巖石圈與氣候變化最密切相關的部分是地殼、地幔和陸面的結構。 ? 無論海冰還是陸冰對氣候也產(chǎn)生很大影響； ? 影響地表輻射平衡和熱量平衡 。 ? 海洋有很大的熱慣性，這主要是由于海水的熱容量很大， 它一方面可以阻尼或減緩巨大的強溫度變化，起到了地球氣候調節(jié)器的作用，另一方面，由于它有較長的記憶力（尤其是在熱帶海洋），可以長時期內通過海氣相互作用影響大氣的變化，成為自然氣候變率的源。氣候的突變與這種環(huán)流的突然減弱或關閉有關）。 海洋占地球面積的 70%左右，它一方面可以儲存與輸送大量的能量，同時還可以溶解與儲存大量的 CO2，是全球碳循環(huán)中非常重要的部分。 第一章 氣候系統(tǒng) 水圈 包括海洋、河流、湖泊和地下水，也應包括大氣中的液態(tài)水，在有些工作中將冰雪圈也劃入水圈。 氣候系統(tǒng)不斷地隨時間演變（漸變與突變），而且 具有不同時空尺度的氣候變化與變率 （ 月、季節(jié)、年際、年代際、百年尺度等氣候變率與振蕩）。 第一章 氣候系統(tǒng) 氣候系統(tǒng)的組成 大氣圈、水圈、陸地表面、冰雪圈和生物圈內部及其之間普遍存在著能量、動量和物質的輸送與交換過程 。 因為氣 候系統(tǒng)有連續(xù)的外界能量輸入，且其各個組成部份之間通過物質和能量交換緊密地相互聯(lián)系和影響著，所以系統(tǒng)是一個非線性的開放系統(tǒng) 。 ? 地球氣候系統(tǒng)的 熱力學和動力學狀態(tài)均與這兩個因子有關 。 大氣圈主要通過其中大氣成分及輻射收支的變化來影響地球的氣候。 在水圈中對氣候影響最大的是海洋 。 北大西洋溫鹽環(huán)流是對氣候影響最顯著的一種溫鹽環(huán)流。因為冰原儲存了大量的水，其體積變化可引起海平面上升 。 第一章 氣候系統(tǒng) 冰雪圈 指全球的冰體和積雪，是氣候寒冷的產(chǎn)物 ；由極地冰原、季節(jié)性雪蓋、海冰、高山冰川和永凍層組成。 第一章 氣候系統(tǒng) 巖石圈 ， 即地球表層固體的殼體，包括
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