2016《气候学》考前答疑材料

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1、气候学考前答疑材料 辅导教师 周 碧 2010.7考试范围 王绍武等编写的现代气候学概论2005 年 10 月，气象出版社教材第一章至第十章章（P1-P230）相关知识点。重点第一、五、九章难点第五、八章题型：共五道大题，包括判断、选择（不定项） 、名词解释、简答和论述题。归纳总结 1 气候与天气（第一章第一节） 天气是指某地瞬时的大气活动状态。气候是气象要数的平均，它的三要素包括月平均气温、 月总降水量及月平均气压。气候在描述方法上用统计平均的手段来表征气候的特征。 2 气候系统成员组成（第一章第一节） 所谓“气候系统“就是指大气圈和水圈、冰雪圈、岩石圈、生物圈之间相互作用的整体。气 候系统

2、是一个非常庞大、非常复杂的物理系统，它的每一个子系统都具有十分不同的物理 性质，并通过各种各样的物理、化学和生物过程同其它子系统联系起来，共同决定地球气 候的特征。 * 大气圈 气候系统的主体部分 * 海洋圈 海洋是气候系统的热量储存库 * 冰雪圈 指大陆冰盖、冰川、海冰、永动土及季节性雪盖 * 岩石圈 亦指陆面 * 生物圈 植被的影响较大，其中，森林砍伐是造成 CO2 浓度增加的原因之一 3 气候变化与气候变率（第一章第一节） 世界气象组织将表现气候状态的基本时段规定为 30 年。 （以 1961-1990 年 30 年平均值为标 准，建议从现在开始逐步改用 1971-2000 年平均值）

3、。30 年的气候要素统计平均值既表现 了当前的气候特征，又可与不同的以 30 年为一统计时段的气候相互比较。各个 30 年统计 时段气候的统计平均值之间的差异称为气候变化，即气候平均状况随时间的变化；在 30 年 内各个年份之间的气候差异称为气候变率。 4 世界气候计划（第一章第三节） 气候计划（WCP）是第一次世界气候大会的一个重要成果，它下面这有四个子计划世界气 候研究计划(WCRP)、世界气候影响计划(WCIP)、世界气候应用计划(WCAP)及世界气候资料 计划(WCDP)，揭开了全球性气候研究的序幕。 5 什么是反馈机制？试举例说明正/负反馈（第一章综合知识点） 所谓反馈，就是将一个系

4、统的输出回输到输入端，从而对系统的运行过程进行调节和控制。 如果反馈过程能够使系统的运行得到进一步的发展，称为正反馈；反之，称为负反馈。 正反馈：水汽-辐射反馈 低层大气对红外辐射的不透明度基本决定于大气中水汽的绝对含量。在相对湿度保持不变 的条件下，气温上升使水汽含量增加，从而增加对地表射出长波辐射的吸收，结果是低层 大气的温度进一步上升。因此，气温与水汽的耦合作用使气候系统产生不稳定。 负反馈：云量-地面气温反馈 地面气温随着吸收更多太阳辐射而升高，将促使地面蒸发加剧，从而导致大气中水汽含量 增加，促使云得到发展，云量的增加使入射到地表的太阳辐射减少，地面温度随之降低，这是负反馈的例子。

5、6 ENSO 系统（第五章第二节） 厄尔尼诺和南方涛动的总称；Southern Oscillation 是由 Walker 和 Bliss 在 1932 年命名的，用它来描述热带东太平洋地区和热带印度洋地区气压场反向变化的跷跷板 现象。通常用南太平洋的塔希堤岛和澳大利亚的达尔文岛的海平面气压差来表示南方涛动 的振动和位相指数（SOI） 。 厄尔尼诺时涛动为负位相；拉尼娜时涛动为正位相； 沃克在世界天气研究中早已指出 SO 与南美及印度气温为负相关，即厄尔尼诺时 SO 为负， 南美及印度气温高。SO 与降水相关更高一些。正相关最大在澳大利亚、印度尼西亚、马来 西亚到印度一带，再向西可延伸到非洲东

6、部。赤道中太平洋，南美为负相关，即厄尔尼诺 时，从澳大利亚向西北到印度一带均干旱，而赤道中太平洋到南美则多雨。 (1)对 Walker 环流的影响 正常情况下, Walker 环流圈，其上升支位于主要积云对流活动区的印度尼西亚上空。 El Nino 事件发生的情况下,主要增暖区的西边,也就是在日界线附近及其西面地区将有异常 积云对流的强烈发展,因此在 El Nino 期间主要降水区由印度尼西亚地区东移到了那里。同 时,Walker 环流也出现了明显的异常,其上升支由印度尼西亚地区东移到了日界线附近。 正常情况下, Walker 环流圈，其上升支位于主要积云对流活动区的印度尼西亚上空。 （2）对

7、西太平洋副热带高压的影响 首先，同 El Nino 年 ITCZ 位置偏南相匹配，西太副高的位置在 El Nino 年一般也偏南，而 La Nina 年西太副高位置偏北。 关于西太平洋副高强度的分析研究表明，在 El Nino 年夏季西太副高往往偏强。 对 ENSO 事件响应的区域的分类 7 按受 ENSO 影响的大小，全球可分为 3 类地区（第五章第一节） 第一类：受 ENSO 影响的核心地区：包括澳大利亚、印度尼西亚、秘鲁、智利； 第二类：受 ENSO 影响，但关系较弱，包括印度、巴西、非洲南部、中国； 第三类：受 ENSO 影响很弱的地区，包括美国、日本、西欧、前苏联及西非； 8 ENS

8、O 与全球气候异常（第五章第三节） 由于 ENSO 的发生造成了大气环流，尤其是热带大气环流的严重持续异常，因而给全球范 围带来明显的气候异常。 （1）距 SST 正距平区较近的中南美太平洋沿岸地区，由于赤道地区东西向垂直环流圈的异 常，原来在南美东岸的环流上升支西移到了南美西岸，因而积云对流活动在秘鲁沿岸地区 极为强烈，造成哥伦比亚、厄瓜多尔和秘鲁等地的持续大雨。但 El Nino 事件的发生又往往 造成南亚、印度尼西亚和东南非洲的的大范围干旱。 （2）El Nino 事件的发生使中高纬度西风加强，阿留申低压往往比正常时强(气压值低)，因 而常给北美西岸地区造成频繁的强风暴活动，使得暴风雨和

9、风暴浪潮的影响较为严重。 澳大利亚在 1982-1983 年发生了近百年来最严重的干旱，受旱面积超过澳大利亚总面积的 一半，澳洲东部及北部几乎都发生了不同程度的干旱，有些地方的月降雨量还不到平均值 的 30%。 这次干旱被认为同 1982-1983 年的强 El Nino 事件有关。因为已有的研究表明南方涛动指数 同澳大利亚的降水量有很好的正相关关系，特别是在澳大利亚东南部地区。 这表明澳大利亚的降水受到 ENSO 的严重影响，El Nino 往往造成澳大利亚，特别是澳大利 亚东南部地区的干旱。对 20 世纪以来的资料分析表明，El Nino 事件与南美洲东南部的降水也有很好的关系，绝 大多数

10、(约 90%)El Nino 都给该地区造成多雨，而且几次夏季（11-2 月）的主要洪涝都发生在 El Nino 期间。可以认为 ENSO 同全球许多地方的气候异常都有关系，研究 ENSO 对全球 气候异常的影响以及 ENSO 的演变，无疑将对气候的预测预报有重要的意义 9 ENSO 对中国夏季气候异常的影晌（第五章第三节） El Nino 事件造成的大气环流异常，尤其是热带大气环流的异常，对中国夏季气候有重要的 影响。例如，西太平洋副热带高压的异常既对西太平洋台风活动有重要影响，又直接同中 国东部的汛期降水的变化有关。 1. ENSO 与西太平洋台风活动 台风是影响中国的主要灾害性天气系统之

11、一，尤其是在夏半年，对中国天气气候影响很大。资料分析表明，西太平洋(包括中国南海)台风活动同 ENSO 有极明显的关系。 平均而言，在 El Nino 年，西太平洋台风数较常年偏少；La Nina 年，西太平洋台风数较常 年明显偏多。并且在 El Nino (La Nina)年，登陆中国大陆的台风数也偏少(多)。 台风异常(El Nino 年偏少，La Nina 年偏多)也主要发生在 7-11 月份。El Nino 事件多开始于春 季，而台风异常的出现约落后 3-4 个月时间，这在一定意义上也反映了 ENSO 是导致西太 平洋台风异常的重要原因。 南海台风发生数的异常主要出现在 10 月和 1

12、1 月。 （2）原因 基于台风形成的一些基本条件，资料分析表明在 El Nino 和 La Nina 情况下，西太平洋热带 大气环流状况以及该地区海温状况都有明显差异。 首先，在 El Nino 情况下 Walker 环流将发生异常，使得西太平洋台风源区(130o-160oE)有异 常的下沉运动，对流活动受到抑制，不利于台风的形成。 其次，西太平洋台风中的相当多数是从辐合带中的低压或云团发展起来的，由于 El Nino 事 件使得西太平洋副高位置偏南，热带辐合带的位置也偏南，这些都不利于台风的发展。 第三，西太平洋台风的形成同西太平洋海水温度有一定关系，若海温低于 28，则台风难 于在该海域形

13、成。而在 El Nino 年，西太平洋都出现海温负距平，这当然对台风的形成不利。第四，根据台风发展的机制，大气稳定度参数对扰动的不稳定发展有重要影响。而台风源 区大气稳定度的计算表明，E1 Nino 年该地区稳定度偏大，因而对台风形成也不利。 总之，El Nino 造成了种种不利于西太平洋台风形成的环境条件，因而台风偏少。 2. ENSO 与中国东北低温 （1）现象 资料分析表明中国东北的夏季低温同 ENSO 有密切的关系： El Nino 年夏季，沈阳、长春和哈尔滨三个地区气温为持续负距平，中国东北气温往往偏低；La Nina 年夏季，均为持续正距平，中国东北气温多偏高。 在 1899198

14、8 年期间，东亚地区包括苏联远东、日本北部、朝鲜及我国东北夏季(68 月) 平均气温距平达到-0.5的共出现 22 年，其中有 13 年出现在厄尔尼诺的 0 年，6 年在+1 年，3 年在-1 年，只有 1908 年的低温与厄尔尼诺无任何关系。 由此看来，东亚夏季低温与 ENSO 也不是一一对应的关系。但也不是毫无关系可言，同样 从气温与 ENSO 的关系来看，我国亦属于第二类地区。 （2）原因 中国东北地区(实际还包括朝鲜和日本海地区)夏季低温的发生同 El Nino 所造成的大气环流 异常有密切关系。 在 El Nino 年夏季中国东北地区上空 500hPa 高度场上有一个负距平中心存在，

15、因此在 El Nino 年夏季那里有比较频繁的低压槽活动，使东北地区气温较常年偏低。 影响中国东北夏季低温的原因是多方面的，并非 El Nino(La Nina)年夏季东北都出现低(高)温， 只是说 ENSO 比较容易导致东北夏季的温度异常。但是也有 El Nino 年夏季气温偏高和 La Nina 年夏季气温偏低的情况发生，也还有夏季低温(高温)而并没有 El Nino (La Nina)事件发 生的情形。 3. ENSO 与中国东部的汛期降水 （1）现象关于 ENSO 对中国东部汛期降水的影响，已有研究认为在 EI Nino(SOI 低)年我国大部分地 区的降水量偏少，而 SOI 高的年份

16、，出现多雨的可能性较大。 但是，中国东部地域也很广阔，长江和黄河中下游地区的汛期降水又常有相反的变化情况。 研究 ENSO 同中国东部降水的关系，分地区(例如华北地区和长江中下游地区)而论比较恰当。从近 40 年的资料分析得出，长江中下游地区的汛期降水量同 ENSO 之间没有明显的关系， 并非大多数 El Nino 年该地区降水量就偏少，也不是大多数 La Nina 年该地区降水量就偏多。 然而，华北地区的汛期降水量与 ENSO 却有较好的关系,El Nino 年华北汛期降水量容易偏少 (负距平平均占 77%)；La Nina 年华北汛期降水量容易偏多(正距平平均占 71%)。因此可以认为，ENSO 是影响华北地区汛期降水的重要因素之一。 （2）原因 降水天气(尤其是重大降水天气)的发生往往同一定的大气环流形势相联系。 在 El Nino 年夏季西太平洋副高位置较常年偏南,不利于形成华北汛期多雨的环流形势； 在 La Nina 年则相反,易于建立华北汛期多雨的环流形势。降水天气(尤其是重大降水天气)的 发生往往同一定的大气环流形势相联系