[自然科學(xué)]第一章氣候系統(tǒng)(存儲(chǔ)版)
【正文】 不過(guò)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(shù)木年輪；（ 2）冰芯；（ 3）孢粉；（ 4）珊瑚；（ 5）史料分析。 ? 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）。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％。 ? 氣候預(yù)報(bào)是否可能作到 2個(gè)月或更長(zhǎng)時(shí)間呢？這里也有一個(gè)可預(yù)報(bào)性問(wèn)題。第 3類 大約相當(dāng)現(xiàn)在的短期氣候預(yù)測(cè) 。但是，這主要是要說(shuō)明，短期氣候預(yù)測(cè)的時(shí)效與技巧也不可能無(wú)限制地增長(zhǎng)，這是受科學(xué)本身限制的。第 1類即目前的短、中期數(shù)值預(yù)報(bào) 。逐日預(yù)報(bào)有一個(gè)不可逾越的鴻溝 —— 可預(yù)報(bào)性（ predictability）。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％。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。 ? 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。因此，反過(guò)來(lái)看近百年來(lái)以地面為基礎(chǔ)進(jìn)行的太陽(yáng)常數(shù)觀測(cè)，應(yīng)該承認(rèn)還是有一定意義的。 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。 CODAS資料庫(kù)收集了 l 850年以來(lái)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。隨后一些其他國(guó)家也先后繪制一些局部區(qū)域的高空?qǐng)D。所以，氣候監(jiān)測(cè)是氣候系統(tǒng)研究的基礎(chǔ)。對(duì)短期氣候變化來(lái)說(shuō)，深層海溫和深層地溫也是一種非周期的外力。這是因?yàn)槟Ｊ街形锢硪蜃訁?shù)化的變化是非線性相互作用的， A與 B因子之和并不等于 A+B的變化 。 敏感性 敏感因子的定義為：控制氣候系統(tǒng)的外參數(shù)的改變所引起的氣候變量 (如溫度 )的相應(yīng)改變量，即 ， 為外參數(shù)。氣候系統(tǒng)的穩(wěn)定性主要受兩個(gè)因素的制約，一個(gè)是能量收支的外部因素，一個(gè)是氣候系統(tǒng)內(nèi)部的性質(zhì)。 氣候系統(tǒng)中的重要過(guò)程按過(guò)程類型有三大類： 物理過(guò)程、化學(xué)過(guò)程、生物過(guò)程 等。 ? 氣候系統(tǒng)與外空間有能量的交換：吸收太陽(yáng)輻射的同時(shí)向外空間放射長(zhǎng)波輻射以求得輻射能量的平衡，從熱力學(xué)的觀點(diǎn)來(lái)看，氣候系統(tǒng)是一個(gè)開(kāi)放系統(tǒng)。 陸地生態(tài)系統(tǒng)的生物多樣性影響關(guān)鍵生態(tài)系統(tǒng)過(guò)程的量級(jí)（如生產(chǎn)力），對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的長(zhǎng)期穩(wěn)定性有重要作用。風(fēng)也把沙塵從地表吹到大氣中去，從而影響區(qū)域大氣輻射收支。據(jù)估計(jì)，近百年海平面上升的約一半高度是冰川融化的結(jié)果。 它能影響地表能量與水汽通量、云、降水、水文循環(huán)以及大氣與海洋環(huán)流，但最明顯的影響是對(duì)海平面高度。在水系統(tǒng)中海洋對(duì)氣候變化的影響最重要。 ? 控制氣候系統(tǒng)總體行為的 兩個(gè)最重要的外強(qiáng)迫因子是源于外空間能量輸入的太陽(yáng)輻射和源于地球本身的重力作用 。 正是由于這些子系統(tǒng)之間復(fù)雜的物理、化學(xué)和生物作用，才形成了氣候系統(tǒng)行為的多樣性和復(fù)雜性。水圈也是氣候系統(tǒng)中最活躍的組成之一， 其三相變化的過(guò)程是氣候系統(tǒng)最重要的過(guò)程之一 ， 它的存在和運(yùn)動(dòng)構(gòu)成了地表、空中、水中的形形色色的自然現(xiàn)象，紛紜復(fù)雜的氣候類型，也是生命賴以生存的基本要素。 海洋通過(guò)洋流把赤道地區(qū)的多余熱量向極地輸送。 ? 目前冰川對(duì)海平面變化最直接的作用是通過(guò)高山冰川的融化與冰架邊緣地區(qū)的融化實(shí)現(xiàn)的。粗糙度一般決定于地形和植被條件。葉面指數(shù)是描述植物群冠作用的一個(gè)重要指數(shù)，它與全球和區(qū)域氣候變化有密切的關(guān)聯(lián)。 ? 地球系統(tǒng)與外空間的物質(zhì)交換是微乎其微的，在這個(gè)意義上氣候系統(tǒng)可視為一個(gè)封閉系統(tǒng)。這些過(guò)程正是氣候系統(tǒng)各組成部份之間相互作用和相互影響的具體表現(xiàn)，也是氣候系統(tǒng)表現(xiàn)出高度非線性的根本原因。 氣候系統(tǒng)的穩(wěn)定性 氣候系統(tǒng)的穩(wěn)定性無(wú)疑是氣候系統(tǒng)演變的重要性質(zhì)。 ? 負(fù)反饋過(guò)程有 (1)(中低 )云量多－太陽(yáng)輻射少－穩(wěn)定度大－云量少； (2)蒸發(fā)量大－水面溫度低－蒸發(fā)小； (3)赤道、極地溫差大－熱量輸送大－赤道、極地溫差小等等。但大多數(shù)模式中氣候敏感性的變化并不能歸因于模式中某一具體物理因子處理上的改變。它又可分為周期性外力和非周期性外力兩種，前者如太陽(yáng)輻射的日、年變化，米氏周期，銀河周期，后者如火山爆發(fā)、地震等。其意義是對(duì)整個(gè)氣候系統(tǒng)進(jìn)行全面的觀測(cè)，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)氣候
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