现代气候学-气候变化-2016
现代气候学名词解释
名词解释1气候的定义: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(气候要素)的多年平均状况及其极端情形。
2天气:某一地区在某一瞬间或某一短时间内大气现象(风、云、雨、雪、干、湿、雷、电等)及其状态(温度、压强、湿度、密度等)的综合。
3气候系统的定义:由大气圈、水圈(海洋)、冰雪圈、岩石圈(陆地表面)和生物圈等组成的,能够决定气候形成、气候分布和气候变化的统一的物理系统。
4南极臭氧洞:南极地区上空大气臭氧总含量大幅度异常下降的一种现象。
5大气的保温效应(温室效应):大气中的温室气体对太阳辐射的吸收很少,但却能强烈地吸收地面辐射,同时又向地面放射长波辐射,补偿地面因放射辐射而损失的能量,使地面气温升高的效应。
6气溶胶的阳伞效应:气溶胶对太阳辐射的散射和吸收,使到达地面的太阳辐射减弱,引起地面气温的下降,其效应类似于阳伞效果,故称为阳伞效应。
7混合层:海洋上层的温度受到大气影响,在海洋表面向下的几十米的水层里,风浪和海流引起的湍流混合十分强烈,海水温度的垂直变化很小,因此被称为混合层。
8温跃层:但到某一个高度以后,很快遇到一个较薄的水层,其海水温度随深度的变化特别剧烈,这一区域被称之为温跃层。
9反馈:气候系统不同属性(变量)之间的相互作用,引起气候属性的变化,称为反馈。
包括正反馈过程和负反馈过程。
10正反馈:反馈过程造成的气候变化与原变化同号,使气候变化加剧,产生气候不稳定称为正反馈。
11负反馈:反馈过程造成的气候变化与原变化反号,抑制气候的变化和异常,使气候趋于稳定,称为负反馈。
12第一类气候预报:对未来某一具体时段气候状态的预报,其可预报性取决于作用于气候系统的外力和气候系统相互作用对大气影响的可预报性。
13第二类气候预报:与时间无关,预测气候对某一影响因素变化的响应。
14气候诊断:根据气候监测结果对气候变化与气候异常作出判断15气候模拟:根据一定的大气或海洋动力学、热力学定律,在给定边界条件下,采用数值计算的方法研究气候。
地球气候变化及其影响因素
摘要迄今为止,地球上的气候自始至终都在不停地变化。
气候变化具有周期性和波动性,包括偶然性和突发性波动的基本特征。
在漫长的气候史上,地球气候经历过冷暖交替的冰河期和间冰期的巨大的变化。
在最冷的冰河期里,地球表面的平均气温比现在约低7-9 ° C;在最温暖的间冰期里,平均气温比现在约高8-12 ° G影响地球气候变化的自然因素主要包括:太阳辐射变化,地球轨道参数的改变,大气物质成分变化,大气气溶胶的变化,云的变化,大气下垫面的特性,海水温度的变化,地表冰雪覆盖面积的变化,等等;人为因素主要包括:砍伐森林,开垦荒地,开发工业区,扩大城市范围,燃烧大量化石燃料等活动。
关键词:气候变化地球ABSTRACTSo far, the global climate has been changing from time to time, which is basically characterized by the cycling and fluctuating, among which it is including accident, or erupted fluctuation. On the history of the global climate, the global climate has been undergoing the very large change, which included glacial period and interval-glacial period that both were alternately changing by the cold and warming. In the cold glacial period, the average temperature of global surface was about 79 °C lower tha n that in the moder n time, and in the warming interval-glacial period, the average temperature of global surface was about —2 C higher than that in the modern time. The natural factors that impact the global climatemainly include the sun radiation, the parameters of the earth moving orbit, the atmospheric substance, the atmospheric aerosol, the cloud, the features of the bottom surface of the atmosphere, the temperature of the sea water, the covering arias of the ice and snow of the global surface, and so on. And the anthropogenic factors include the deforestation, bringing the barren land under cultivation, developing the industry zones, extending the range of the cities, and burning of the large amount of the fossil fuels, and so on.Keywords: climate change, globe目录1 概论 (1)1.1 概述 (1)1.2 定义 (1)1.3 地史历史上的气候变化 (1)1.4 近代气候变化 (4)1.5 现代气候变化背景 (4)2 气候变化的原因 (5)2.1 客观世界的影响 (5)2.1.1 太阳辐射的变化 (5)2.1.2 大气环流形势和大气化学组成成分的变化 (8)2.1.3 下垫面地理条件的变化 (9)2.2 人为因素 (10)2.2.1 人类活动改变下垫面 (10)2.2.2 温室气体排放过度 (12)2.3 气候变化原因新说 (13)3 气候变化的影响与危害 (14)3.1 冰川消融 (14)3.2 极端气候 (15)3.3 粮食减产 (15)3.4 海平面上升 (16)3.5 物种灭绝 (16)3.6 空气污染 (17)4. 国际间的主张与对策 (17)4.1 人造工程 (18)4.1.1 沙漠造林 (18)4.1.2 生物碳 (18)4.1.3 海藻农场 (19)4.2 新能源 (19)4.2.1 风能 (20)4.2.1 太阳能 (20)5. 气候变化趋势预测 (21)5.1 减缓变暖 (21)5.2 新冰河期 (22)参考文献 (22)1 概论1.1 概述迄今为止,地球上的气候始终都在不停地变化。
《现代气候学(Ⅱ)》课程笔记
《现代气候学(Ⅱ)》课程笔记第一章:引论一、气候学的定义和重要性1. 定义:气候学是研究地球气候系统及其变化规律的学科,包括大气圈、水圈、冰冻圈、陆地表面和生物圈等多个组成部分。
2. 重要性:气候对人类活动、生态系统、水资源、农业生产等具有重要影响。
了解气候规律,有助于应对和适应气候变化,减轻气候灾害带来的损失。
二、气候学的研究方法1. 观测:通过地面气象站、卫星、雷达等手段收集气候数据,包括气温、降水、风速、湿度等。
2. 模式模拟:利用气候模式对气候系统进行数值模拟,研究气候形成和变化过程。
3. 气候重建:通过地质、生物等手段,恢复过去气候状况,了解气候演变历史。
4. 气候情景预测:基于气候模式,预测未来气候发展趋势和变化趋势。
三、气候系统的基本组成1. 大气圈:地球外围的气体层,包括对流层、平流层等,对气候形成和变化具有重要影响。
2. 水圈:地球上的水资源,包括海洋、湖泊、河流、地下水、冰雪等,参与水循环,影响气候。
3. 冰冻圈:地球上的冰雪资源,包括冰川、冰盖、冻土等,对气候形成和变化具有重要影响。
4. 陆地表面:地球表面的陆地,包括山地、平原、沙漠等,对气候形成和变化产生影响。
5. 生物圈:地球上的生物体系,包括植被、动物、微生物等,参与碳循环、水循环等,影响气候。
四、气候系统的能量平衡1. 太阳辐射:地球气候系统的能量主要来源于太阳辐射,包括短波辐射和长波辐射。
2. 地球辐射:地球表面和大气层向外辐射能量,维持地球气候系统的能量平衡。
3. 能量传输:大气圈、水圈等通过热量传递、水汽输送等过程,实现能量的传输和分配。
五、气候变化与人类活动1. 自然因素:太阳辐射、火山爆发、地球轨道参数变化等自然因素导致气候波动。
2. 人类活动:工业发展、土地利用变化、化石燃料燃烧等人类活动对气候产生影响。
3. 气候变化:全球变暖、极端气候事件频发、海平面上升等气候变化现象。
4. 应对策略:低碳发展、节能减排、适应性措施等应对气候变化的策略。
气候变化基础知识
气候变化基础知识气候变化是当今全球面临的一个严峻挑战,它对人类社会、生态系统和经济发展产生了重大影响。
为了更好地理解和应对气候变化,我们需要从基础知识开始,了解其原因、影响以及可持续解决方案。
一、气候变化的定义和原因气候变化指的是在相对较长的时间尺度上,气候系统发生的统计上的变化。
这些变化可以是由自然因素引起的,也可以是由人类活动引起的。
自然因素包括太阳辐射的变化、火山活动、太阳运动轨迹的变化等。
然而,越来越多的科学研究表明,人类活动对气候变化的影响正在逐渐变得主导性。
人类活动主要包括以下几个方面:首先是化石燃料的燃烧,这释放出大量的二氧化碳和其他温室气体到大气中;其次是森林砍伐和土地利用变化,导致了大量的生物多样性的丧失和碳储存的减少;第三是工业过程和农业活动所产生的一氧化二氮等温室气体的排放。
二、气候变化的影响气候变化对地球生态系统和人类社会造成了广泛的影响。
以下是一些重要的影响方面:1.天气极端事件:气候变化导致了天气极端事件频率和强度的增加。
例如,干旱、洪水、飓风等极端天气事件正变得越来越频繁和严重,给人民的生活和财产带来了巨大的破坏。
2.海平面上升:全球变暖导致冰川融化和海水膨胀,导致海平面上升。
这对低洼地区的人口和生态系统构成了严重威胁。
3.生物多样性丧失:气候变化威胁到了地球上的生物多样性。
生态系统的失衡和种群减少对农业、食品供给以及整个生态系统的稳定性产生了负面影响。
4.社会经济问题:气候变化对社会经济系统的冲击也是巨大的。
农业和渔业的减产、食品价格上涨、能源需求增加以及自然灾害造成的损失等都会导致经济不稳定和贫困加剧。
三、应对气候变化的解决方案为了应对气候变化,国际社会采取了一系列行动和政策。
1.减少温室气体排放:全球各国都努力减少温室气体的排放。
通过转向清洁能源、改进工业流程、提高能源效率等方式来减少二氧化碳和其他温室气体的排放。
2.推动可持续发展:可持续发展是解决气候变化问题的关键。
气候变化的若干术语
第八章 气候变化【1】教学要点介绍气候变化的概念、气候变化的历史、引起气候变化的自然因素以及对未来气候的预测;讨论人类活动影响气候变化的途径,重点揭示城市化过程对局地气候的影响。
【2】教学时数10学时(不含自学)【3】考核要求了解地质时期、历史时期和近代气候变化的主要特征,能正确解释气候变化的原因以及人类活动的气候效应,初步掌握气候变化的研究方法,认识气候预测的不确定性。
气候变化问题历来是人们非常关心的一个科学问题,也是当今自然科学领域中争论比较激烈的问题之一。
气候变化问题涉及地质学、地理学、气象学、生物学、考古学、历史学等各种学科领域,地球气候变化史反映了地球发展史、生物演变史、人类进化史各时期及以前的大气环境演变过程,与地球科学的许多方面都有密切联系。
因此,气候变化问题的研究需要借助其它有关学科的发展加以推动。
第一节 气候变化的概念长期以来,各门学科在研究过程中使用了各种有关气候变化概念和时间尺度的学术名称。
例如,表示气候变化概念的术语就有气候变化、气候变迁、气候振动、气候波动和气候趋势等等。
为此,1966年世界气象组织(WMO)对涉及气候变化概念和气候变化时间尺度的学术名称作了统一的规定,试图作为气象学领域中讨论气候变化问题的标准。
气候变化(climatic change)指所有时间尺度气候变化的综合名称。
诸如气候趋势(climatic trend)、气候振动(climatic )、气候波动(climatic vacillationfluctuation)、气候周期、气候不连续/突变等。
关于时间尺度,百年以上的气候变化均有专门名词,千年尺度称为冷期或暖期,万年尺度称为副冰期或副间冰期,十万年尺度称为亚冰期或亚间冰期,百万年尺度称为大冰期或大间冰期等。
此外,在气候变化研究中还要经常计算各种气候要素的多年平均值以作地区之间或今昔对比。
但是,由于气候是在不断的变化,采用不同年数或不同时段气象资料所计算的平均值是不同的。
气候变化ppt
三、气候变化的不利影响
冰川和积雪融化加速,水资源分布失衡 冰川和积雪融化加速 水资源分布失衡 生物多样性受到威胁
海平面上升,沿海地区遭受洪涝、 海平面上升 沿海地区遭受洪涝、风暴等自然灾害影 沿海地区遭受洪涝 响更为严重。 响更为严重。
小岛屿国家和沿海低洼地带甚至面临被淹没的威胁。 小岛屿国家和沿海低洼地带甚至面临被淹没的威胁。
按照“巴厘路线图”的要求 按照“巴厘路线图”的要求——
一方面,签署《京都议定书》的 发达国家要履行《京都议定书》的 规定,承诺2012年以后的大幅度 量化减排指标。
另一方面,发展中国家和未签署 《京都议定书》的发达国家(主要指美国) 则要在《联合国气候变化框架公约》下采取 进一步应对气候变化的措施。 这就是所谓“双轨”谈判。
• 2、《联合国气候变化框架公约》( 、 联合国气候变化框架公约》(United Nations Framework 》( Convention on Climate Change, UNFCCC,以下简称《公约》) ,以下简称《公约》) 第一款中, 气候变化”定义为: 经过相当一段时间的观察, 第一款中,将“气候变化”定义为:“经过相当一段时间的观察,在 自然气候变化之外由人类活动直接或间接地改变全球大气组成所导致 的气候改变。 因此将因人类活动而改变大气组成的“ 的气候改变。”UNFCCC因此将因人类活动而改变大气组成的“气 因此将因人类活动而改变大气组成的 候变化”与归因于自然原因的“气候变率”区分开来。 候变化”与归因于自然原因的“气候变率”区分开来。 气候变化主 要表现为三方面:全球气候变暖( )、酸雨 要表现为三方面:全球气候变暖(Global Warming)、酸雨(Acid )、酸雨( Deposition)、臭氧层破坏(Ozone Depletion),其中全球气候变 )、臭氧层破坏 ),其中全球气候变 )、臭氧层破坏( ), 暖是人类目前最迫切的问题,关乎到人类的未来。 暖是人类目前最迫切的问题,关乎到人类的未来。
气候学
2. 气候动力学阶段 认为气候是不断变化的,着重研究 气候的变化及其机理。在研究方法上 采用多种手段,包括定量观测、数据 分析,以及数值模拟和动力学理论研 究,从根本上探讨气候形成和变化的 物理机制和动力学过程。 3. 气候系统阶段 引进了“气候系统”的概念,认为 气候的形成和变化是气候系统各子系 统相互作用和相互影响的结果。往往 将全球作为一个整体进行研究。
dl m dZ
为垂直入射时的 m 倍。 天顶距较大时,须考虑大气曲率和大气折 射的影响。
四. 大气透明度 若介质的光学性质是均匀的,有,
P e
e
K
为介质的透明系数。 对于均质大气高度 H 0 和密度 0 ,
1 m H0
l
0
dl
根据上式有,
I I0 e
气候系统示意图
•
气候系统的组成
1. 大气圈 是气候系统中最活跃和最容易变 化的部分,其中对流层是 气候变化 研究的主要部分。 其余气候子系统基本是通过影响 大气圈间接影响气候。 大气环流的变化是各种气候异常 和气候灾害发生的直接原因。
2. 水圈 • 包括海洋、湖泊、河流和地下水,和 大气中的液态水。 • 其中海洋在气候变化中具有非常重要 的作用。 • 海洋的垂直结构一般分为三层: (1) 混合层 (2)温跃层 (3)下均匀层
为纬度, 为太阳赤纬, 为时角
考虑日地距离、太阳高度角后大气上界 任一水平面上某时刻太阳辐射强度为,
1 I 2 I0 (sin sin cos cos cos ) D
3. 可照时角(白昼长度) 时角:一日中太阳某瞬时的位臵偏离 正午时太阳位臵的角距离。 可照时角:日出( 0 )到日没 ( 0 )的时角差( 20 ),即白昼的长 度。 因
现代气候学2气候系统
穿过大气到达地球表面的太阳辐射,约有 80% 被海洋吸收,然后,通过长波辐射、潜热 释放及感热输送的形式传输给大气。
所以,海洋在气候系统中占有重要的地位。 海洋被认为是地球气候系统的最重要的组成部 分。
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地球表面
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大洋平均温度典型垂直分布
大气和海洋环流、大气中水的相变以及海洋中盐 度的变化等,反映了海气、陆气、大气-冰雪、冰-海、 气候(大气)-生物之间的相互作用。
因此,气候系统是开放、非线性、动态平衡的系统。
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3
第一节 气候系统的概
1. 大气圈
念与组成
对于气候及气候变化来讲,大气是气候系统
中最重要和最直接的部分,其它圈层的作用和 影响,往往是通过与大气的相互作用导致大气 状况的变化,进而实现对气候及其变化的影响。
35
海面温度异常,可引起海洋的热力结构的变 化。从而导致相应地带大气环流系统的异常。
在El Nino事件发生时,赤道东太平洋温跃 层厚度增加,西太平洋则相反,并与海水的盐度 也有关系。
在SST增暖期,赤道附近的海温可高于气温, 水汽通量和降水在赤道地区大为增加,赤道辐合 带(ITCZ)将靠近赤道,Hadley环流明显增加, 引起中纬度逆环流的变化;由于东西向温度梯度 的变化,热带地区的主要降水区及Walker环流 也发生明显异常。
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26
温度(C) 4 3
2
1 0
T max
Tf
最大密度的温度 海水冰点
-1 -2 -1.332 C
-
3
24.965
0
现代气候学第三章气候系统的热力过程
z dz z
地面A
0
k 称为大气对太阳辐射的质量削弱系数(m2g-1)
• 平面平行大气:大气物理量水 平方向均匀,只考虑垂直方向 上变化的大气模型
第
一 从大气顶到Z高度积分,得
节 l I I 0 e 0 k dl
I 0 : 大气上界波长为 的单色光辐射强度
I Z高度上波长为 的单色光辐射强度
不同性质地面的反射率
地表
反射率
地表
反射率
森林 田地(绿色) 田地(已开 垦的干地) 草地 裸地
沙地
3%~10% 3%~15% 20%~25%
10%~18% 7%~20%
25%~35%
雪地(新雪) 雪地(陈雪) 冰
80% 50%~70% 50%~70%
水面(h>40º) 2%~4%
水面
6%~40%
(h=5~30º)
光学厚度12向上通过单位时间单位水平面面积单位波长的长波辐射量向上单色辐射通量密度假设地气系统放射辐射与方位角无关各向同性即大气底部向上辐射仅由地表发射造成将地表大气在红外区近似当作黑体即z高度向下的单色辐射强度z高度向下的单色辐射通量密度第三章气候系统的热力过程第一节太阳辐射第二节地气系统的长波辐射第三节气候系统的辐射收支第四节气候系统的热量平衡第五节全球热量平衡大气圈的平均温度水圈陆圈冰雪圈及生物圈地表圈层的平均温度同一纬度水圈与陆圈的平均温度相比有怎样的差异
1计算北纬20、40度处, 春分、夏至和冬至 的日照时间、中午时刻的太阳高度角和天文辐 射日总量(日地距离近似等于日地平均距离), 由此分析两纬度处日照时间、中午时刻的太阳 高度角和日射量的季节演变。
2 计算地球在近日点和远日点处,地球上照射 到的太阳辐射占日地平均距离处的比例。
现代气候学_南京信息工程大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年
现代气候学_南京信息工程大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年1.下列哪些因素属于气候变化原因的自然因子?()参考答案:太阳活动_火山爆发_地球轨道要素偏心率2.下列对气溶胶直接和间接效应描述正确的是()参考答案:间接效应通过改变云微物理过程,从而降低地表温度。
_直接效应通过对太阳短波辐射进行反射,从而降低地表温度。
3.下列哪些属于温室气体?()参考答案:甲烷_二氧化碳_水汽_臭氧4.以下哪些效应是由于城市化引起的?()参考答案:城市雨岛_城市干岛_城市湿岛_城市热岛5.南北半球两支信风气流交汇形成的辐合地带称为。
参考答案:赤道辐合带##%_YZPRLFH_%##热带辐合带6.白天风从海洋吹向陆地,夜间风从陆地吹向海洋,这种风称为。
参考答案:海陆风7.影响北美东岸气候的暖洋流是。
参考答案:墨西哥湾暖流##%_YZPRLFH_%##北大西洋暖流8.中纬度冬季平均大气环流中,高空的低槽有、北美大槽和欧洲浅槽。
参考答案:东亚大槽9.影响东北亚气候的暖洋流是。
参考答案:黑潮##%_YZPRLFH_%##日本暖流10.北半球副热带高空急流,冬季比夏季强参考答案:正确11.中高纬度,海洋西岸比东岸更冷参考答案:错误12.北半球陆地和海洋都是7月温度最高参考答案:错误13.陆地增暖强于海洋将使东亚季风增强参考答案:错误14.三圈环流中,费雷尔环流是间接热力环流圈参考答案:正确15.海洋与陆地相比,更容易发生锋面雨与气旋雨参考答案:正确16.海洋上多发生平流雾,陆地上多发生辐射雾参考答案:正确17.下列哪个选项不是影响江淮梅雨的环流系统()参考答案:阿留申低压18.海面与陆面降水特征的差异,正确的描述是()参考答案:对流雨主要发生于海洋的冬季夜间和陆地的夏季午后19.当亚欧大陆为高压控制,北太平洋为低压控制时,我国大部分地区多吹()参考答案:偏北风20.下列大气活动中心属于永久性的是()参考答案:阿留申低压21.海陆热力差异引起的环流是()参考答案:东亚季风、海陆风22.有关气温水平分布的描述,正确的是()参考答案:冬季大陆等温线凸向赤道,夏季则凸向极地23.下列大气活动中心属于半永久性的是()参考答案:亚洲低压24.不属于东亚夏季风主要成员的系统是()参考答案:马斯克林高压25.副热带地区,年蒸发量(填大于、小于或等于)年降水量。
现代气候学名词解释
现代气候学名词解释名词解释1气候的定义: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(气候要素)的多年平均状况及其极端情形。
2天气:某一地区在某一瞬间或某一短时间内大气现象(风、云、雨、雪、干、湿、雷、电等)及其状态(温度、压强、湿度、密度等)的综合。
3气候系统的定义:由大气圈、水圈(海洋)、冰雪圈、岩石圈(陆地表面)和生物圈等组成的,能够决定气候形成、气候分布和气候变化的统一的物理系统。
4南极臭氧洞:南极地区上空大气臭氧总含量大幅度异常下降的一种现象。
5大气的保温效应(温室效应):大气中的温室气体对太阳辐射的吸收很少,但却能强烈地吸收地面辐射,同时又向地面放射长波辐射,补偿地面因放射辐射而损失的能量,使地面气温升高的效应。
6气溶胶的阳伞效应:气溶胶对太阳辐射的散射和吸收,使到达地面的太阳辐射减弱,引起地面气温的下降,其效应类似于阳伞效果,故称为阳伞效应。
7混合层:海洋上层的温度受到大气影响,在海洋表面向下的几十米的水层里,风浪和海流引起的湍流混合十分强烈,海水温度的垂直变化很小,因此被称为混合层。
8温跃层:但到某一个高度以后,很快遇到一个较薄的水层,其海水温度随深度的变化特别剧烈,这一区域被称之为温跃层。
9反馈:气候系统不同属性(变量)之间的相互作用,引起气候属性的变化,称为反馈。
包括正反馈过程和负反馈过程。
10正反馈:反馈过程造成的气候变化与原变化同号,使气候变化加剧,产生气候不稳定称为正反馈。
11负反馈:反馈过程造成的气候变化与原变化反号,抑制气候的变化和异常,使气候趋于稳定,称为负反馈。
12第一类气候预报:对未来某一具体时段气候状态的预报,其可预报性取决于作用于气候系统的外力和气候系统相互作用对大气影响的可预报性。
13第二类气候预报:与时间无关,预测气候对某一影响因素变化的响应。
14气候诊断:根据气候监测结果对气候变化与气候异常作出判断15气候模拟:根据一定的大气或海洋动力学、热力学定律,在给定边界条件下,采用数值计算的方法研究气候。
气候科学名词解释
气候狭义上,气候通常被定义为天气的平均状况,或更严格地表述为,在某个一时期内对相关量的均值和变率作出的统计描述,而一个时期的长度从几个月至几千年甚至几百万年不等。
通常求各变量平均值的时期是世界气象组织(WMO) 定义的30年期。
这些相关量一般指地表变量,如温度、降水和风。
更广义上,气候就是气候系统的状态,包括统计上的描述。
在本报告的各章节中也使用了不同的平均期,如:20年期。
气候变化气候变化是指气候状态的变化,而这种变化能够通过其特性的平均值和/或变率的变化予以判别(如:运用统计检验),气候变化将在延伸期内持续,通常为几十年或更长时期。
气候变化的原因可能是由于自然内部过程或外部强迫,或是由于大气成分和土地利用中持续的人为变化。
注意《联合国气候变化框架公约》(UNFCCC) 第一条将气候变化定义为“在可比时期内所观测到的在自然气候变率之外的直接或间接归因于人类活动改变全球大气成分所导致的气候变化”。
因此,UNFCCC对可归因于人类活动而改变大气成分后的气候变化与可归因于自然原因的气候变率作出了明确的区分。
温室效应温室气体有效地吸收地球表面、大气自身(由于相同的气体)和云散射的热红外辐射。
大气辐射朝所有方向散射,包括向地球表面的散射。
温室气体将热量俘获在地表―对流层系统内。
这称为“温室效应”。
对流层中的热红外辐射与其散射高度上的大气温度强烈耦合。
在对流层中,温度一般随高度的增加而降低。
从某一高度射向空间的红外辐射一般产生于平均温度为-190C的高度,并通过射入的净太阳辐射达到平衡,从而使地球表面保持在高得多的平均为+140C的温度上。
温室气体浓度的增加导致大气红外辐射浊度上升,从而导致有效辐射从温度较低但位势较高的高度上射入太空。
这就形成了一种辐射强迫,因而导致温室效应增强,即所谓的增强的温室效应。
气候预估对气候系统响应温室气体和气溶胶的排放情景或浓度情景或响应辐射强迫情景所作出的预估,通常基于气候模式的模拟结果。
气象学与气候学-气候变化和人类活动对气候的影响
四、大气环流和洋流的变化 大气环流形势的变化是导致气候变化和产生异常气候的一个重要因素。 举例:厄尔尼诺现象就是一个典型的例证。厄尔尼诺一词来源于西班牙文“Elnino”,原意是“圣子”,最初用来表示每年圣诞节前后,沿厄瓜多尔海岸出现一支微弱且向南移动的暖海流。后来科学上用此词表示在南美秘鲁和厄瓜多尔附近尺度为几千公里的东赤道太平洋上海面温度的异常增暖现象,它的起始机制,目前还不很清楚。根据已有的研究,可以认为:当南半球东南信风盛行时,在南美秘鲁、厄瓜多尔沿岸为冷洋流(见图6-33),在离岸风的作用,使沿岸一带冷水上翻,沿岸水温特别低,洋面的东西坡度增大,赤道逆流的强度减弱。南美秘鲁、厄瓜多尔沿岸受冷洋流影响处于瓦克环流的下沉区,空气层结稳定,降水稀少,气候干燥;而南太平洋西岸及同纬度的澳大利亚东岸为向风海岸,又有暖洋流经过,所以这儿的气候是,暖湿多雨的。
间冰期
第二次大冰期
间冰期
第三次大冰期
6亿年前
距今2.3亿年前
距今二、三百万年前
元古代震旦纪
古生代石炭—二叠纪大冰期
第四纪大冰期
1.地质时期的气候变化
读右图,完成: 1. 在图中标出几次大冰期,并大体估算其时间。 2. 恐龙繁盛时期大约在哪个年代的哪个纪?当时的气候有何特点? 3. 归纳地质时期气候的特点。
第四节 人类活动对气候的影响 人类主要是通过对下垫面性质的改变来影响气候的;其次是由于人类活动改变了一部分大气的组成成分,增加了空气中的微尘、杂质和二氧化碳等的含量,影响了大气对辐射能的收支,改变了辐射差额和热量平衡,导致气候发生变化;再次,由于人类的生活和生产活动,大量消耗能源,产生愈来愈多的“人为热”进入大气,导致气候变化
水角石
大叶藻
亨顿虫
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世纪及世纪内的气 候变动
几年-几十年
0.5
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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
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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。
气候变化包含气候变率
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世界1月海平面气温(摄氏度)的分布
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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℃);
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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)
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波数6(5年周期) 波数17(22.5月周期)
气候 变化
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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
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各种周期气候波动
周期段
时间尺度
ห้องสมุดไป่ตู้
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)
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。
间冰期暖期
千年
中 国 东 部 夏 季 降 水
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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
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。
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1980-1999与1950-1969
年均SST差值场 (年代际变化)
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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)
全球平均气温的功率谱分析
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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
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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
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
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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。
树木年轮 珊瑚化石 历史文献
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蕨类植物(孢子)
种子植物(花粉)
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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
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孢粉化石 冰芯
樹木年輪 珊瑚化石 歷史文獻
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DJF
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气候趋势( ℃/10a) JJA Obs
CMIP5MME
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奇异谱分析(SSA)对全球平均地 面气温序列的趋势拟合
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样条插值函数对全球平均地面气温的趋势拟合
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Std of JJA Pr
气候变率
Std: CMIP5 MME/Obs
孢粉化石 冰芯
树木年轮 珊瑚化石 历史文献
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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
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孢粉化石 冰芯
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。
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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。
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
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