【正文】 動現(xiàn)象。如地球上雷暴頻數(shù)、大氣環(huán)流特征、氣溫等存在雙振動現(xiàn)象（ 56年周期） ? 地球氣候表現(xiàn)出與太陽活動 22年周期一致的海爾周期現(xiàn)象，如氣壓、氣溫、降水、阻塞高壓頻率、大氣活動中心位置等 ? 太陽活動世紀周期與氣候振動具有密切的聯(lián)系，環(huán)流強度、臺風頻數(shù)等 3 太陽活動 110 4 大陸漂移與氣候變化 板塊漂移、地形變化改變著地球海陸分布的形態(tài)，對地球氣候的形成、演變具有重大影響 111 ?百年 千年尺度氣候變化的形成機制 海 氣相互作用 大西洋溫鹽環(huán)流（ THC）變化 112 ?全球溫鹽環(huán)流回路 113 ?北大西洋溫鹽環(huán)流的變化 ?導致千年尺度氣候變化 冰期 冰盛期 現(xiàn)代 114 ? 北大西洋溫鹽環(huán)流的減弱或停止 ? 導致冷的氣候突變事件 海表溫度 鹽度 （新仙女木事件） 115 116 為何現(xiàn)代氣候增暖歸因于人類活動？ 增強的溫室效應機制 數(shù)值模擬研究表明：單純的自然變率不足以導致 工業(yè)化以來以全球增暖為主要特征的氣候變化 ? 氣候變化的人為原因 117 溫室氣體增加產(chǎn)生的氣候效應 : ? 氣候變暖 ? 海平面升高 ? 對降水量及分布的影響 ? 對全球生態(tài)系統(tǒng)的影響 118 未來氣候變化的預估 （ Projection) ? 溫室氣體的排放情景 (Scenario) ? 不確定性 （ Uncertainty） ? 氣候突變 (Abrupt Change) 119 120 21世紀全球氣溫預估 （不同模式、不同排放情景， IPCC TAR） 121 122 由于二氧化碳在大氣中能穩(wěn)定存在約 200年，即使保持當前的排放水平，也無法在短時間內(nèi)使得二氧化碳濃度達到穩(wěn)定 CO2釋放情景 大氣中 CO2濃度 氣溫的響應 123 Land areas are projected to warm more than the oceans with the greatest warming at high latitudes Annual mean temperature change, 2071 to 2100 relative to 1990: Global Average in 2085 = 124 ?全球變暖模擬的不確定性 1）人類活動的不確定性：能源排放、人口增長、土地利用等方面的發(fā)展狀況； 2）人類活動排放的微量氣體在輻射過程中的作用的復雜性； 3）氣候模式的不確定性。 125 ?未來氣候突變的可能性 美國國防部秘密報告： An Abrupt Climate Change Scenario and Its Implication for United States National Security （氣候突變情景及其對美國國家安全的含義） 電影： The Day after Tomorrow （后天） 2022 21世紀某個時段北大西洋溫鹽環(huán)流 減弱或崩潰？ 126 全球增暖情景下 模擬的大西洋溫鹽環(huán)流崩潰及其氣候后果 127 ? 全球變暖對人類與社會發(fā)展的影響 1）農(nóng)業(yè)：產(chǎn)量、生長的積溫分布的可能變化、農(nóng)作物耕作制度； 2）林業(yè)：植被（森林）分布 3）地球生態(tài)系統(tǒng) 4）水資源：水循環(huán)、降水、徑流； 5）海洋和海岸帶：海平面、海洋環(huán)流、海洋生態(tài)系統(tǒng)； 6）人類健康； 7）工業(yè)、運輸?shù)? 128 8）氣候影響的不確定性 （ 1）未來社會與經(jīng)濟發(fā)展的不確定性； （ 2）未來氣候變化的不確定性； （ 3）氣候影響模式的不確定性； （ 4）氣候影響的局地性很強 129 ? 全球氣候變暖的應對 1）能源排放與減排對策，定期給出： 國家排放清單、計算各國未來排放方案、制訂減排和限排方案、能源排放貿(mào)易和納稅、技術改革和技術轉讓等。 2）風險評估：人類活動與氣候變化和氣候影響之間的關系尚未研究清楚，存在很大的不確定性，需要進行對氣候對策的風險評估。 3)氣候變化的集成評估 130 氣候變化與影響研究涉及的領域很多，包括能源各部門、氣象、環(huán)境、水利、農(nóng)業(yè)、林業(yè)、交通、醫(yī)藥等部門，還間接涉及到政策與策略的許多部門以及人口、社會與經(jīng)濟發(fā)展的各部門。建立一種集成模式，把與氣候變化有關系的各部門和行業(yè)通過一個統(tǒng)一模式定量地聯(lián)系起來。 4）減排與發(fā)展 對策 ：發(fā)展清潔能源來代替煤、石油、天然氣；對排放溫室氣體的工業(yè)如冰箱制造業(yè)和農(nóng)業(yè)如水稻田等方面進行技術改造；對排放的廢氣以及產(chǎn)生的廢物和垃圾等進行有效處理等。 131 人類活動對氣候的影響 ? 大氣成分改變對氣候的影響 – 溫室氣體排放會造成氣候的“溫室效應” 主要溫室氣體： CO2, CH4, N2O, O3, CFCs, H2O 含量變化：隨人類活動而增加 主要原因：化石燃料的使用，排放量增加 – 氣溶膠排放會造成氣候的“陽傘效應” 132 現(xiàn)代氣候學基礎 II 132133 從冰芯和現(xiàn)代觀測資料中得到的溫室氣體濃度變化 134 1980－ 1990年溫室氣體對輻射強迫的貢獻 135 900hPa層上的硫酸根濃度（ pptv） 136 氣溶膠反射的太陽輻射（ W/m2） 137 138 地表植被破壞 ? 主要表現(xiàn)為熱帶和中緯度的森林破壞、沙漠化加劇、以及城市化，其結果是對區(qū)域地表狀況的破壞和局地氣候的影響，典型的例子就是地表反射率的改變，從而影響到能量平衡。 139 140 我國農(nóng)耕土地面積的歷史演變 141 下墊面性質改變的氣候效應 1）改變地面的反射率， 影響地面的輻射差額 2）改變地面的熱容量和水分儲存， 影響下墊面溫度的變化 3）由于 1）和 2）改變了地面與大氣間的感熱和潛熱交換， 影響了氣溫和大氣水分。 4）改變下墊面的粗糙度， 影響了地面風的大小，對大氣降水產(chǎn)生一定的影響。 142 ? 人為熱： 工業(yè)生產(chǎn)、機動車輛廢熱排出、居民爐灶、空調等消耗的能量迅速增大，直接增暖大氣。 ? 氣候效應 1）混濁島效應： 污染物質比郊區(qū)多，凝結核遠多于郊區(qū)，云量多、日照時數(shù)少。 2）熱島效應： 人為熱的影響，氣溫高于郊區(qū) 3）干島和濕島效應： 水汽壓和相對濕度白天低于郊區(qū)，夜間高于郊區(qū) 4）城市風速小，局地差異大，有熱島環(huán)流。 城市人為排出熱量和物質及其氣候效應 143 氣候變化時間尺度與影響因子 144 大氣溫度譜的意義 145 第四節(jié) 氣候變化研究方法 一、非器測資料 1 地質沉積：冰川遺跡、湖泊沉積、深海巖芯、黃土沉積、極地冰芯等； 2 物候及生物方法：植物胞子和花粉、樹木年輪等； 3 自然地理方法：河流流量、江河水位、湖泊結冰等 146 1 統(tǒng)計方法 1）分析氣候及氣候變化事實： ? 單一時間序列：回歸分析（趨勢）、 SSA及小波分析（周期）、突變檢測 ? 場序列： EOF（空間型）、 REOF（分區(qū)） 2）診斷不同氣候要素間的統(tǒng)計聯(lián)系： ? 相關分析、 SVD、 MCA、 GEFA等； 3）利用要素間的統(tǒng)計關系，進行氣候預測： ? 建立回歸統(tǒng)計模型； ?不能解釋氣候變化或相互聯(lián)系的成因 ?統(tǒng)計預測一般對氣候異?；驓夂蛲蛔兊念A測能力較差 二、器測資料 147 三、數(shù)值模擬 1. 建立在熱量、動量、物質守恒基礎上的數(shù)值模式，對氣候系統(tǒng)進行定量描述，研究氣候要素變化的物理過程及成因，進行氣候敏感性研究，增強氣候變化機理的理解； 2. 模式的誤差：物理過程的了解不夠，不能給出精確的數(shù)學描述；計算誤差。 3. 隨著計算機的發(fā)展，模式分辨率增加，對氣候系統(tǒng)相互作用及各子系統(tǒng)物理過程的描述準確性的提高，數(shù)值模式的模擬及預測水平將會越來越高。 148 四、氣候及氣候變化或異常的研究思路 針對某一氣候要素 1 分析其氣候特征：氣候場空間分布、季節(jié)變化； 2 利用統(tǒng)計方法分析其氣候變化特征； 3 利用統(tǒng)計或數(shù)值模式診斷其變化成因。 14