现代气候学-气候变化-2016

孢粉化石 冰芯
树木年轮 珊瑚化石 历史文献
2021/3/11
表土孢粉可以反映現代植被的结构，只 要详细比较表土孢粉、現代植被结构与所 在地区气候状况三者间的相关性，便可由 表土孢粉的分析推測该区的气候概況。 孢粉是指蕨类植物的孢子与种子植物的 花粉，大小約几十微米到百余微米。
参考图例
25
孢粉化石 冰芯
间冰期暖期
千年
中 国 东 部 夏 季 降 水
2021/3/11
21
3. 气候变化的突变性
均值突变：从一个气候基本状态（以某一平均值表示）
向另一个气候基本状态的急剧变化。
趋势突变：两个气候阶段有完全不同的变化趋势，例
如，某个气候阶段温度一致持续下降，其后一个气候阶 段的温度一致持续上升。
变率突变：变率突变包括两种情况，其一是振幅有明
2021/3/11
7
DJF
2021/3/11
气候趋势( ℃/10a) JJA Obs
CMIP5MME
8
奇异谱分析（SSA）对全球平均地 面气温序列的趋势拟合
2021/3/11
9
样条插值函数对全球平均地面气温的趋势拟合
2021/3/11
10
Std of JJA Pr
气候变率
Std： CMIP5 MME/Obs
全球平均气温的功率谱分析
2021/3/11
13
准5年周期振荡 准2年周期振荡
全球平均气温SSA的重建分量序列
2021/3/11
14
6 气候突变：从一种气候状态（或稳定 持续的变化趋势或气候波动）跳跃式地 转变到另一种气候状态（或稳定持续的 变化趋势或气候波动）的现象。
2021/3/台11 风频数在1976-77年发生了突变（均值） 15
显差异的突变；其二是频率有明显差异的突变。
三类气候突变示意图 (a) 均值突变；(b) 趋势突变；(c) 变率突变
研究气候变化的资料与方法
基础
• (1)树木年轮
地质与历史时期，代用资料， • (2)冰芯
气候重建
• (3)孢粉
• (4)珊瑚
• (5)史料分析
现代气候
各种观测资料
2021/3/11
24
2021/3/11
11
5 气候波动（振荡）：气候状态围绕气候平均 态的波动式变化，表现为准周期性振荡特征， 有年际、年代际等时间尺度.
1880-1996年中国东部35站的年降水量距平（以1961-1990年为基准期） （王绍武，1998）
2021/3/11
12
波数6（5年周期） 波数17（22.5月周期）
气候变化包含气候变率
2021/3/11
3
世界1月海平面气温（摄氏度）的分布
Baidu Nhomakorabea
2021/3/11
4
公元1856－2003年全球地表温度变化
（相对于1961－1990年30年气候平均）
温 度 距 平 （
）
℃
( updated from Jones et al., 2003 )
年
1860-2000年全球地表温度上升0.4－0.8℃ (平均0.6℃)；
由于有气候资料记载的时间不过几百年，对于气候变化研究也 就主要集中在前四个时间尺度，尤其是前三个时间尺度的变化。 但是，为了深入认识气候演变规律，探索气候变化的原因，历 史时期和地质时期的气候变化问题也是很值得研究的。
2. 气候变化的阶段性
气候变化的阶段性同气候变化的时间尺度是紧密联系的，不同时间尺度的变 化 也 就 有 不 同 的 阶 段 性 。 近 千 年 来 的 气 候 变 化 也 有 其 阶 段 性 ， 在 1300 ～ 1800年间的小冰期平均气温偏低，而在小冰期前后平均温度却相当高。在过 去的50万年的时间里，冰期和间冰期有交替出现的现象。
第九章 气候变化
第一节 气候变化的基本概念 第二节 气候变化史实 第三节 气候变化的影响因素
2021/3/11
1
第 一
9.1.1气候变化概念
节
1 气候变化与气候异常：由各种要素
（气温、降水、气压等）所表征的气候 状态相对于某一气候标准态的偏差或同 类气候状态间的变化称为气候变化；当 这种偏差（变化）超过一定程度称为气 候异常。
世纪及世纪内的气 候变动
几年-几十年
0.5
2021/3/11
17
气候变化时期的划分
变化的时间尺度
主要特征、 形成原因
地质时期气候变化 历史时期气候变化
资料来源、 分析和研究方法
现代气候变化
2021/3/11
18
多时间尺度性
9.1.2 气候变化的特征 阶段性
1. 气候变化的多时间尺度性
突变性
①短期气候变化 （月，季，年）； ②中期气候变化，其时间尺度为几年（年际变化）； ③长期气候变化，其时间尺度为几十年（年代际变化）； ④超长期气候变化，其时间尺度为几百年（世纪际变化）； ⑤历史时期气候变化，其时间尺度为千年； ⑥地质期气候变化，其时间尺度为万年或更长。
气候（标准态）：在太阳辐射和气候系
统各子系统相互作用下，地球上某一区域 在某一特定时段内天气的多年平均状况及 其极端情形。
2021/3/11
2
2 气候状态：地球上某一区域在某一 特定时段内天气的某一年份或指定年 份平均状况。
3 气候变率：大量同类气候状态间的方 差，也经常用来专指年际及年代际的气 候变化 。或者：时间尺度大于天气尺度 的气候变量围绕平均值的变化。
近百年间17个最暖年份出现在1983年以后。
20世纪以来，1998年最暖，2002年和2003年分别为第二和第三暖年。
2021/3/11
5
1980-1999与1950-1969
年均SST差值场 （年代际变化）
2021/3/11
6
4 气候趋势：气候的长期变化倾向，即在 记录时期(特定时期）具有单调地上升或 下降特点的气候变化（线性和非线性趋势）
树木年轮 珊瑚化石 历史文献
2021/3/11
蕨类植物（孢子）
种子植物（花粉）
26
孢粉 黄土古生态学研究为西部地区
生态修复提供了科学依据
硅酸体
黄土高原塬面上地质历史时期以草原环境为主
2021/3/11
27
孢粉化石 冰芯
樹木年輪 珊瑚化石 歷史文獻
2021/3/11
气候 变化
2021/3/11
气候趋势
气候波动：年际、年 代际等尺度波动 气候突变
随机变化
16
各种周期气候波动
周期段
时间尺度
振幅（Cº）
大冰期与大间冰期 几百万年-几亿年 10
亚冰期与亚间冰期 十万年
8-9
副冰期与副间冰期 一-几万年
5-7
寒冷期（小冰期） 与温暖期（小间冰 几百年-几千年 2 期）