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1、姜姜 大大 膀膀邮件：2014.06.19关于全球变暖问题关于全球变暖问题关于全球变暖问题课件一、引言二、全球变暖的历史视野三、全球变暖的观测事实和模拟研究四、全球变暖的未来预估关于全球变暖问题课件大气圈、冰雪圈、生物圈、水圈、岩石圈IPCC AR4, 2007气候系统人类活动人类活动关于全球变暖问题课件Global annual energy budget for Mar 2000 to May 2004 period. Trenberth et al., 2009, BAMS关于全球变暖问题课件一、引言二、全球变暖的历史视野三、全球变暖的观测事实和模拟研究四、全球变暖的未来预估关于全球变暖
2、问题课件Climate change:Seasonal + interannual + decadal + interdecadal + centennial + millennial + orbital + tectonic + longer time scalesDifferent forcings for each theme关于全球变暖问题课件古生代泥盆纪现在中生代 (250Ma)新生代 (65Ma)构造时间尺度上的气候变化IPCC AR4, 2007过去400Ma以来大气CO2浓度、陆地冰盖纬度范围变化关于全球变暖问题课件IPCC AR4, 2007新生代深海温度、大气CO2浓度变化
3、 关于全球变暖问题课件谈论全球变暖，首先要确定的是时间尺度！在构造尺度上，现代气候远不是最暖的阶段！关于全球变暖问题课件过去65万年至2005年南极冰期间冰期要素变化Local temperatureIce volumes on landIPCC AR4, 2007轨道时间尺度上的气候变化关于全球变暖问题课件然而（1）更新世以来的间冰期通常为1万年，但现在的间冰期以及个持续了1.15万年（2）现在气候的变暖速度是65万年以来最快的（3）温度与温室气体变化有同步性，这与以往不同。在轨道尺度上，地球现在处于间冰期阶段，全球变暖幅度并未超过以往的几个间冰期！关于全球变暖问题课件一、引言二、全球变暖的
4、历史视野三、全球变暖的观测事实和模拟研究四、全球变暖的未来预估关于全球变暖问题课件过去1300年北半球年均温度重建IPCC AR4, 2007过去千年气候变化关于全球变暖问题课件20世纪变暖很可能是过去千年中最暖的一百年！关于全球变暖问题课件 气候模式是根据基本的物理定律，如牛顿运动定律、能量守恒定律、质量守恒定律等来确定气候系统中各个成份的性状及其演变的数学方程组，将上述数学方程组在计算机上实现程序化后，就构成了气候模式。 气候模式不仅可用于模拟当代气候，而且可用于模拟边界条件改变所引起的气候变化。因此，如果说人类能够用实验方法来研究气候及其变化的话，那么最重要的试验工具就是气候模式。 然而
5、，任何模式都只是实际气候系统的某种近似，在利用它们模拟气候的同时，还必须首先检验模式的可靠程度，以便逐步改进它们，同时也可以了解气候模式适于开展怎样的研究工作（曾庆存，1979；曾庆存等，1989）。 气候系统模式及其数值模拟关于全球变暖问题课件过去1100年北半球年均温度模拟（相对于1500-1899年）IPCC AR4, 2007关于全球变暖问题课件过去千年北半球年均温度模拟（相对于1500-1899年） IPCC AR4, 2007关于全球变暖问题课件在温室气体、火山活动、太阳辐射变化的联合作用下，气候模式能够模拟出过去千年北半球温度变化、20世纪全球变暖，但存在着模式依赖的不确定性问题
6、！关于全球变暖问题课件全球陆地温度异常观测、重建（相对于1961-1990年）IPCC AR4, 2007全球变暖观测关于全球变暖问题课件IPCC AR4, 2007关于全球变暖问题课件观测的年均温度变化趋势（灰色：资料不足；加号：显著）IPCC AR4, 2007关于全球变暖问题课件1979-2005年观测年均地表和对流层气温变化趋势IPCC AR4, 2007关于全球变暖问题课件一、引言二、全球变暖的历史视野三、全球变暖的观测事实和模拟研究四、全球变暖的未来预估关于全球变暖问题课件全球变暖预估流程图IPCC AR4, 2007关于全球变暖问题课件排放情景(Moss et al., 2010
7、)关于全球变暖问题课件关于全球变暖问题课件源于能源、工业、土地利用变化的全球CO2排放量情景IPCC AR4, 2007关于全球变暖问题课件全球温度的多模式集合结果（相对于1980-1999年）全球变暖主要预估结果IPCC AR4, 2007关于全球变暖问题课件21世纪全球温度和降水变化IPCC AR4, 2007关于全球变暖问题课件年均温度变化IPCC AR4, 2007关于全球变暖问题课件A1B情景下年平均的多模式结果（2080-2099年减1980-1999年）IPCC AR4, 2007关于全球变暖问题课件全球海冰变化的多模式结果（相对于1980-2000年）IPCC AR4, 200
8、7关于全球变暖问题课件源于热膨胀的全球海平面变化(units: m；相对于1980-1999年)IPCC AR4, 2007关于全球变暖问题课件相对于全球平均，A1B情景下海水密度和洋流导致的海平面变化（2080-2099减1980-1999年）IPCC AR4, 2007关于全球变暖问题课件20C3M和A1B情景下AMOC演化IPCC AR4, 2007关于全球变暖问题课件霜冻日数变化，右图为A1B下2080-2099年减1980-1999年IPCC AR4, 2007关于全球变暖问题课件热浪指数变化，右图为A1B下2080-2099年减1980-1999年IPCC AR4, 2007关于全
9、球变暖问题课件生长季长度变化，右图为A1B下2080-2099年减1980-1999年IPCC AR4, 2007关于全球变暖问题课件（1）未来变暖在中亚、青藏高原、亚洲北部要明显强于全球平均，东亚和南亚强于全球平均，东南亚与全球平均相仿；（2）冬季降水在亚洲北部和青藏高原很可能会增加、在东亚和东南亚南部可能增加；夏季降水在亚洲北部、东亚、南亚、和东南亚大部可能增加，在中亚减少；（3）在东亚，夏季热浪、高热（暑）期很可能是持续期加长、强度增大、且更为频繁；（4）在东亚和南亚，极冷天气日数很可能会减少；（5）在东亚和南亚，强降水事件的频次很可能会增加；（6）在东亚、东南亚和南亚，与热带台风相伴随
10、的强降水、强风事件可能会增加。IPCC AR4主要科学结果亚洲地区预估IPCC AR4, 2007关于全球变暖问题课件20342072A1B: 2027 A2: 2025A1B: 2049 A2: 2053A1B: 2074 A2: 2071Jiang et al., 2009, Chinese Science Bulletin我国我国1-31-3o oC C变暖关键值预估变暖关键值预估相对于1990-1999年基准气候，17个模式预估的中国区域平均的年均温度的变化曲线。关于全球变暖问题课件2oC变暖所处年份的地域分布变暖所处年份的地域分布关于全球变暖问题课件研究工作被研究工作被科学通报科学通
11、报第第5454卷第卷第2424期封面引用！期封面引用！关于全球变暖问题课件气候变化预估的不确定性气候变化预估的不确定性排放情景排放情景IPCC AR4, 2007关于全球变暖问题课件气候变化预估的不确定性气候变化预估的不确定性反馈过程反馈过程IPCC AR4, 2007关于全球变暖问题课件气候变化预估的不确定性气候变化预估的不确定性模式本身模式本身IPCC AR4, 2007关于全球变暖问题课件19821982-19991999年年NPPNPP线性趋势的空间分布线性趋势的空间分布(Nemani et al., 2003, Science)全球植被生产力和分布发生了变化气候变化预估的不确定性气候
12、变化预估的不确定性试验设计：植被等试验设计：植被等关于全球变暖问题课件(Root et al., 2003, Nature)关于全球变暖问题课件中国自然植被变化趋势模拟东部植被向北推移、西部植被变化也很大；存在模式依赖的不确定性参照试验B2、2090sJiang, 2008, Adv. Atmos. Sci.B2情景、2050s关于全球变暖问题课件约约35oN为分界线，以南可以归结为地表气温变化，以北为地表气温、降水、为分界线，以南可以归结为地表气温变化，以北为地表气温、降水、CO2联合作联合作用用COCO2 2温度温度降水降水A2A2情景、情景、2090s2090s关于全球变暖问题课件数值模
13、式：单独数值模式：单独IAP-AGCMIAP-AGCM和和IAP-AGCM/BIOME3IAP-AGCM/BIOME3耦合模式耦合模式边界条件：边界条件： A2A2情景下情景下COCO2 2浓度、浓度、CMIP3CMIP3中中1717个个AOGCMsAOGCMs的的SSTSST和海冰预估结果和海冰预估结果全球变暖背景下植被气候反馈作用全球变暖背景下植被气候反馈作用2051-2060年: 39%植被不同、LAI增加21%(0.44)Jiang et al., 2011, Theoretical and Applied Climatology关于全球变暖问题课件 2051-20602051-2060年：植被反馈引起的年均温度变化（年：植被反馈引起的年均温度变化（o oC C）关于全球变暖问题课件工业化革命以来全球平均温度变暖是事实，20世纪后期以来很可能（90%）主要源于人类活动，未来气候将继续变暖，但幅度和地域分布存在不确定性！关于全球变暖问题课件
