[自然科學(xué)]第一章氣候系統(tǒng)-文庫吧資料
2025-02-27 12:35本頁面
【正文】 局限在大氣系統(tǒng)，因?yàn)闅夂蜻^程是一個(gè)非絕熱過程，需要考慮地球及其表層的各種因素的可能影響。另一種是隨機(jī)性內(nèi)部因子。對短期氣候變化來說，深層海溫和深層地溫也是一種非周期的外力。 ? 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 ” 。 氣候系統(tǒng)的可預(yù)報(bào)性 氣候預(yù)報(bào)問題分為兩類： ? 第一類是與時(shí)間有關(guān)的，這就是通常意義下的預(yù)報(bào)問題，即未來某一具體時(shí)間的氣候狀況的預(yù)報(bào)； ? 第二類與時(shí)間無關(guān)，僅討論某一因素產(chǎn)生某種變化，將使氣候產(chǎn)生什么樣的變化，至于這一因素的變化在何時(shí)發(fā)生并不關(guān)心。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)出很大的變化。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 。有些模式顯示，由于云參數(shù)化或云 — 輻射特性表征的改進(jìn)，使氣候敏感性有改變。近幾十年氣候模式有了明顯的改進(jìn)，尤其是對云、邊界層和對流等參數(shù)化過程。由于反饋過程與平均氣候態(tài)有關(guān)，因而也取決于平均氣候態(tài)。 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)。弄清反饋過程的物理機(jī)制，在氣候變化研究中是一個(gè)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。氣候的歷史演變表明正、負(fù)反饋機(jī)制在氣候系統(tǒng)中同時(shí)存在使氣候系統(tǒng)總保持某種相對穩(wěn)定狀態(tài)。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(jìn)一步降低，這種 A與 B的相互作用稱為負(fù)反饋機(jī)制。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)。 ? 熱擴(kuò)散率和熱傳導(dǎo)能力是對于靜態(tài)的空氣和水而言的，對于運(yùn)動(dòng)著的空氣和水來說，其熱擴(kuò)散率和熱傳導(dǎo)能力分別要比表中數(shù)字大 4個(gè)和 2個(gè)量級以上； ? 冰雪圈的密度和熱容量比水要小，遠(yuǎn)遠(yuǎn)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(dǎo)率和熱傳導(dǎo)能力不到水的一半 。 氣候系統(tǒng)各組成部分的熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)屬性差異 ? 空氣具有最小的密度、比熱容、熱容量、熱傳導(dǎo)和熱傳導(dǎo)能力，最大的熱擴(kuò)散率和穿透深度。這些過程的復(fù)雜性意味著用單純的統(tǒng)計(jì)方法進(jìn)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)中的重要過程按過程類型有三大類： 物理過程、化學(xué)過程、生物過程 等。 氣候系統(tǒng)隨時(shí)間演變 看，復(fù)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(zhǔn)周期性變化，如準(zhǔn)兩年振蕩等，也有看似隨機(jī)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(fù)雜是必然的。氣候系統(tǒng)的復(fù)雜性也是氣候?qū)W常勝不衰的原因之一。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(jī)擾動(dòng)系統(tǒng)的性質(zhì)。 ? 氣候系統(tǒng)與外空間有能量的交換：吸收太陽輻射的同時(shí)向外空間放射長波輻射以求得輻射能量的平衡，從熱力學(xué)的觀點(diǎn)來看，氣候系統(tǒng)是一個(gè)開放系統(tǒng)。而且這些子系統(tǒng)又可被分解成許多個(gè)更小的二級子系統(tǒng)，它們都是復(fù)雜的多級結(jié)構(gòu)。 物理、化學(xué)過程主要有 輻射過程、云過程、陸面過程、海洋過程、冰雪圈過程、氣溶膠過程、二氧化碳過程及生物過程 等等。 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。 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)過程的量級（如生產(chǎn)力），對生態(tài)系統(tǒng)的長期穩(wěn)定性有重要作用。植被根部的狀況與活動(dòng)也對碳與水儲存以及陸氣通量有重要作用。陸地生物群也是氣候系統(tǒng)中的一個(gè)重要部分，其功能很多。 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(dòng)物，也包括人類本身 生物圈與氣候是休戚相關(guān)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。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。 陸面的結(jié)構(gòu)或其粗糙度在風(fēng)
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