应用气候学第7章

y= 0.0463x + 2.4025
R2 = 0.4656
5.5
y = 0.0442x + 1.6815
R2 = 0.4901 4.5
3.5
2.5
1.5
y = 0.0454x + 1.2165
R2 = 0.4635
0.5
1961 1966 1971 1976 1981 1986 1991 1996 2001
大气－海洋－冰－陆地反馈、大气－海洋反馈、大气自振 等也影响到气候的周期变化。
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气
候
变
化
及
其
原
•
古
因
陆 分
布
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第一节 气候变化及其原因
二、气候的人为变化
• １ 大气成份的改变引起温室效应
主要温室气体有CO2、CH4、N2O、CFC-11、CFC-12等 氟氯烃(CFCs)等在平流层积累使O3减少，使紫外辐射增加； 自工业革命以来大气悬浮微粒总量已增加了50% –中 国 的 CO2 排 放 量 在 1988 年 约 为 8.3 亿 吨 碳 ， 其 中 燃 煤 占
– 2001~2005年与1850~1899年相比，总的温度升高了0.76℃ （0.57～0.95℃）。
– 城市热岛效应存在，但是局地效应且影响较小，其影响可以忽略不 计。
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IPCC 第四次评估报告:近期气候变化 的直接观测
1 – 通过对来自气球和卫星测量的中低对流层温度分析所得的变暖速率
与地面记录的温度变化是一致的，并与各自的不确定性相一致，而 且在很大程度上解决了TAR中所指出的矛盾问题。
– 全3超7球过9p了CpOm过2。浓去据度65冰从万芯工年研业来究革自证命然明前因，的素22引0800起5p年的pm大变上气化升C范到O围2了浓（2度1080远05～远年 3有0连0p续pm直）接。测过量去记1录0年以C来O的2浓增度长增率长为率1.为4p1p.m9p/ap。m/a，而
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IPCC 第四次评估报告:人类因素和自 然因素对气候变化的驱动
– IPCC第四次报告的结果认为的百年温度已经升高超过0.74 度
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第一节 气候变化及其原因
现代气候变化图
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第一节 气候变化及其原因
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第一节 气候变化及其原因
当代气候变化
• 1951年以来中国的气候变化有明显的地区性
–１）东北、华北、西北西部变暖变干； –２）长江中下游略变冷变干； –３）西南明显变冷变干；华南略变冷变干。
第七章 气候变化对农业 生产的影响
潘学标
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第七章 气候变化对农业生产的影响
• 第一节 气候变化及其原因 • 第二节 气候变化对农业生产的影响 • 第三节 人类对气候变化的对策
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第一节 气候变化及其原因
一、气候的自然变化
–１ 地质时期的气候变化
• 变化的时间尺度在万年以上，以冰期和间 冰期交替为特征。气温变幅在10℃以上， 冰期来临时不仅整个气候发生变化，甚至 影响到地理环境和改变。
年、公元1000-1200年和公元14世纪至19世纪末
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第一节 气候变化及其原因
历气候变化及其原因
气候的自然变化
３ 现代气候变化
–指20世纪以来的气候变化。总体而言，前期增暖，至40年 代有一个暖峰；50年代末和70年代各有一个相对冷期，80 年代以来温度增高较明显。
– 1750年以来，太阳亮度变化引起的辐射变化估 计为+0.12 W/m2（+0.06～+0.30W/m2），该值 比TAR给出的估计值的一半还小。
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IPCC 第四次评估报告:近期气候变化 的直接观测
1、气候系统变暖是勿庸置疑的。全球大气平均温度和海洋温 度均在增加,大范围的冰雪融化和全球海平面升高也说明了 这一点。
２ 历史时期的气候变化
–冰后期一万年以来主要是近5000年以来的变化， 变幅最大不超过2-3℃。
中国5000年来的气候经历了四个温暖期和四个寒冷期 温暖期分别在公元前3000-1000年左右、公元前700年
至公元初期、公元600-1000年和公元1200-1300年 寒冷期分别为公元前1000-850年、公元初期至公元600
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IPCC 第四次评估报告:近期气候变化 的直接观测
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– 在大陆、区域和海盆尺度上，已经观察到了大 量的长期气候变化事实。包括北冰洋温度和冰 的变化，降水、海洋盐度、风模式和极端气候 方面大范围的变化。
– 卫星数据显示，1978年以来北冰洋海冰范围平 均每十年减少2.7％（2.1%～3.3％），夏季减 少得更多，为7.4％（5.0%～9.8％）。这与 TAR公布的数据是一致的。
•1
–（化6石.0燃～料6.燃8烧Gt释C）放(的23C.O52从Gt2C0O世2当纪量90)年增代加的到每20年006~.2400G5t年C 的每年7.2 GtC（6.9～7.5 GtC）。在20世纪90年代， 与（土0.地5～利2用.7变G化tC有）关。的CO2释放量估计是每年1.6 GtC
–全球CH4浓度从工业革命前的715ppb增加到了20世纪90 年代的1732ppb，2005年达到了1774ppb。2005年CH4浓 度远远超过了过去65万年来自然因素引起的变化范围 （320～790ppb）。但是，其浓度增长率在20世纪90年 代早期开始降低。
–气候变化的认识及其原因
–20世纪中期以来，全球平均温度的上升很可能是人类活动导 致温室气体增加引起的。目前，人类活动的影响已经扩展到 了气候的其他方面，包括海洋变暖、大陆平均温度上升、温 度极端事件发生及风模式的变化等。 在观测数据的约束下，气候模型分析能够估价首次给出的气 候敏感区的可能范围，从而可以增进对气候系统对辐射强迫
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响应的了解。
IPCC 第四次评估报告
• 气候未来变化的预测
1、在未来20年，一系列特别情景排放报告（SRES）预测，每十 年温度升高0.2℃。即便所有温室气体和气溶胶的浓度保持在 2000年水平，全球温度每十年仍将升高0.1℃。
2、温室气体浓度以目前的趋势增加，将引起进一步变暖问题， 从而导致21世纪全球气候系统的更多变化，这些变化可能要比20 世纪观测到的大得多。
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IPCC 第四次评估报告:人类因素和自 然因素对气候变化的驱动
•2
– 另外，对辐射影响还有其他几个重要因素。由 释放的化学物质引起臭氧变化对辐射影响为 +0.35 W/m2(+0.25～+0.65 W/m2)，卤烃变化引 起的直接辐射变化为+0.34 W/m2(+0.31～ +0.37W/m2)，土地覆被变化引起地表反照率变 化，其对辐射影响为-0.2 W/m2(-0.4～0.0 W/m2)， 雪表面黑炭沉积引起辐射变化为+0.1 W/m2(0～ +0.2 W/m2)。其他条件引起的辐射变化小于 ±0.1 W/m2。
–全球氮氧化物浓度从工业革命前的270ppb增加到了2005 年的319ppb。其增长率从20世纪80年代以来基本上是稳 定的。
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IPCC 第四次评估报告:人类因素和自 然因素对气候变化的驱动
•2 – 自从TAR以来，对人类活动对气候变暖和变冷影响 的认识已经得到了很大的提高，并认为自1750年以 来人类活动以+1.6 W/m2（+0.6～+2.4 W/m2）的净 效应驱动气候变暖。 – 由其于组C合O辐2、射C强H迫4和为氮+2氧.3化W物/m等2温（室+2气.0体7～浓+度2.5的3增加， W/m2），且工业时代的增长率之高很可能是10000 多加年了2来0没％有。的。CO2使辐射强迫从1995到2005年增 – 人类活动导致大气中气溶胶增多，引起气候变冷， 总的直接辐射强迫影响为-0.5 W/m2(-0.9～-0.1 W/m2)，云反照率间接影响为-0.7 W/m2(-1.8～-0.3 W/m2)。
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IPCC 第四次评估报告
• 古气候观点
–古气候研究是利用气候敏感代用指标的变化来推测过去全球 气候不同时间尺度上的变化。据研究，至少在过去的1300年 来，近50年的变暖是不寻常的。古气候信息也支持这一观点。 北极最后一次变暖期间（大约12.5万年前），冰体积大量减 少，导致海平面上升了4～6m。
(2006中国环境状况公2报1 )
第一节 气候变化及其原因
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4700
4650
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4400 51­£ 55
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– 至少从20世纪80年代以来，陆地、海洋和上层对流层的大气水蒸气 平均含量都在增加，而且其增加量与更暖的大气可以保存更多的水 蒸汽量有很好的相关性。
– 1961年以来，观测显示至少3000m深度以上的海水温度也在增加， 并且海洋吸收了气候系统新增热量的80％以上。变暖导致海水扩张， 引起海平面上升。全球海平面1961~2003年每年平均上升1.8 mm （1.3～2.3 mm），而1993~2003年每年平均上升3.1 mm（2.4～ 3.8 mm），20世纪上升估计值为0.17m（0.12～0.22 m）。
3、对变暖模式和其他区域尺度变化特征的预测将更有把握，包 括风模式、降水、极端气候事件及冰的变化。
4、即使温室气体浓度保持不变，由于与气候过程和反馈相关的
时间尺度的存在，人类活动引起的变暖和海平面上升将会持续数
个世纪。
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中国的气候变化
近50年中国地表气温呈升高趋势,尤以近20年增温最为明显