[自然科學(xué)]第一章 氣候系統(tǒng)-預(yù)覽頁(yè)
【正文】 大陸的陸塊，即山體、地表巖石、沉積和土壤，也包括海洋底部形態(tài) 。 ? 時(shí)間尺度是氣候系統(tǒng)的所有組成中最長(zhǎng)的，約為 105~106年以上； ? 影響主要表現(xiàn)在 地形的動(dòng)力作用、地表熱力特性的差異及陸面水分循環(huán) 。沙塵暴的發(fā)生就是一個(gè)最明顯的例子 。例如陸地植被類型影響蒸發(fā)到大氣的水分以及太陽(yáng)輻射的吸收或反射。 排放 徑流 氣溶膠 降雨 感熱潛熱交換 干濕沉降 pH調(diào)節(jié) 氧化化學(xué) 冰 輻射 海鹽質(zhì)點(diǎn) 氣體交換 營(yíng)養(yǎng)物 浮游植物 細(xì)菌 浮游動(dòng)物 病菌 光化學(xué) 溶解有機(jī)物 第一章 氣候系統(tǒng) 氣候系統(tǒng)的物理、化學(xué)過(guò)程 四、 氣候系統(tǒng)的物理、化學(xué)過(guò)程 大氣熱機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn) 氣候系統(tǒng)中存在著各種時(shí)、空尺度的物理、化學(xué)過(guò)程 。 五、 氣候系統(tǒng)的基本特性 1 、 氣候系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜的、高度非線性的、開放的巨系統(tǒng) ? 地球氣候系統(tǒng)是一個(gè)非常龐大的系統(tǒng)，它包括了若干個(gè)子系統(tǒng)。 ? 對(duì)于其子系統(tǒng)，如大氣、海洋和生物圈等等也都是開放系統(tǒng)。 氣候要素的空間分布 ，從氣候系統(tǒng)的低層到高層，從極地到赤道，從海洋到陸地， …… 氣候要素呈現(xiàn)出各種各樣的復(fù)雜變化。 輻射傳輸和熱量輸送，云輻射過(guò)程，陸面、海洋和冰雪圈過(guò)程，水分、碳、硫等重要物理過(guò)程，臭氧及其光化學(xué)過(guò)程，氣溶膠過(guò)程以及重要的生物過(guò)程； 即使對(duì)于這些過(guò)程中的某一個(gè)，甚至某個(gè)過(guò)程中的某些環(huán)節(jié)都是極其復(fù)雜的。 ? 水具有較大的密度、最大的比熱容、熱容量和較大的熱傳導(dǎo)能力，最小的穿透深度。 氣候系統(tǒng)的反饋過(guò)程 設(shè)兩個(gè)子系統(tǒng) A、 B組成的系統(tǒng)， A的輸出增量加強(qiáng)了 B的輸出增量，B的輸出增量進(jìn)一步又引發(fā) A的輸出增量增加，這樣循環(huán)往復(fù)，使整個(gè)系統(tǒng)不斷偏離穩(wěn)定態(tài)，這種 A與 B的相互作用稱為正反饋機(jī)制。 氣候系統(tǒng)的反饋過(guò)程 ? 氣候系統(tǒng)中的反饋機(jī)制對(duì)氣候變化具有很重要的意義。 eidTdx ix 氣候敏感性既依賴于施加于氣候系統(tǒng)的強(qiáng)迫作用類型及其地理和垂直分布，又取決于反饋過(guò)程的強(qiáng)度。在此基礎(chǔ)上對(duì)平衡氣候敏感性也進(jìn)行了許多試驗(yàn)。另外，個(gè)別變化的全球效應(yīng)大致相互抵消。因此第二類預(yù)報(bào)問(wèn)題實(shí)質(zhì)上是氣候系統(tǒng)的適應(yīng)問(wèn)題。 ? 第二類是內(nèi)力，一種是系統(tǒng)內(nèi)部各因子之間相互耦合而成的自持振蕩 (如地－氣耦合、南方濤動(dòng)等 )。即以氣候系統(tǒng)理論為基礎(chǔ)來(lái)研究氣候的形成、變化及預(yù)測(cè)問(wèn)題。 1）．大氣常規(guī)觀測(cè) 從 19世紀(jì)后期直到 20世紀(jì) 30年代，世界范圍的氣候觀測(cè)僅限于地面氣溫、降水量及氣壓。所以，至今仍是氣候監(jiān)測(cè)的最主要內(nèi)容。中國(guó)的北半球500 hPa高度月平均圖序列開始于 1951年，比較完整，南部達(dá) 10176。由于是逐日資料，不僅對(duì)氣候?qū)W，對(duì)天氣學(xué)與數(shù)值天氣預(yù)報(bào)等均有重要意義。目前，由于衛(wèi)星觀測(cè)精度的提高，已經(jīng)可以提供 SST的格點(diǎn)資料。日本在西太平沿 137176。在衛(wèi)星觀測(cè)系統(tǒng)建立之前，除了個(gè)別站有局地雪蓋觀測(cè)之外，只有前蘇聯(lián)有目測(cè)海冰序列，它開始于 1924年。近來(lái)巳經(jīng)開始有了比較系統(tǒng)的資料，全球植被也由于有衛(wèi)星觀測(cè)，而有了高分辨率資料，這些為氣候系統(tǒng)模式提供了重要的基礎(chǔ)。特別對(duì)世界不同地區(qū)幾十個(gè)站的平均，可能減少誤差，并在一定程度上反映太陽(yáng)常數(shù)真正的變化。此外，如平流層氣溶膠觀測(cè)對(duì)研究火山爆發(fā)的氣候影響很重要，也有了相應(yīng)的衛(wèi)星觀測(cè)資料。從原則上講這應(yīng)該屬于氣候診斷的范 ? 疇。 ? 4 、氣候模擬 ? 任何科學(xué)的發(fā)展均離不開理論的指導(dǎo)。早在 1950年菲利普斯（ PhillIps）采用低緯加熱，高緯冷卻的熱源熱匯．同時(shí)考慮地面摩擦．成功地模擬出中緯度的西風(fēng)急流和費(fèi)雷爾環(huán)流，這是用數(shù)值實(shí)驗(yàn)的方法進(jìn)行氣候模擬的開始。 ? 大約 100年前，有的國(guó)家已經(jīng)開始用相關(guān)回歸方法作長(zhǎng)期預(yù)報(bào)。如果嚴(yán)格地逐月進(jìn)行檢查，甚至于還達(dá)不到這個(gè)水平。歐洲中期數(shù)值預(yù)報(bào)中心（ ECMWF）按時(shí)發(fā)布 10 d逐日預(yù)報(bào)。理論分析及數(shù)值實(shí)驗(yàn)均證明，逐日預(yù)報(bào)可預(yù)報(bào)性大約是 2～ 3周，這就是說(shuō)要做 2～ 3周以上的逐日預(yù)報(bào)是不可能的。 第 2類運(yùn)動(dòng)幾乎完全與初始場(chǎng)無(wú)關(guān)，因此可以不考慮初妨場(chǎng)做預(yù)報(bào) 。第 2類即目前的敏感性試驗(yàn)。但是第 3類預(yù)報(bào)的上限究竟是多大呢？據(jù)分析，預(yù)報(bào)時(shí)效大約是 6～ 12個(gè)月。
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