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1、姜 大 膀邮件：2014.06.19,关于全球变暖问题,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,大气圈、冰雪圈、生物圈、水圈、岩石圈,IPCC AR4, 2007,气候系统,Global annual energy budget for Mar 2000 to May 2004 period.,Trenberth et al., 2009, BAMS,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,Climate change:Seasonal + interannual + decadal + interde
2、cadal + centennial + millennial + orbital + tectonic + longer time scalesDifferent forcings for each theme,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,IPCC AR4, 2007,新生代深海温度、大气CO2浓度变化,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！,过去65万年至2005年南极冰期间冰期要素变化,Local temperature,Ice volumes on land,IP
3、CC AR4, 2007,轨道时间尺度上的气候变化,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！,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,过去1300年北半球年均温度重建,IPCC AR4, 2007,过去千年气候变化,20世纪变暖很可能是过去千年中最暖的一百年！,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
4、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，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,过去1100年北半球年均温度模拟（相对于1500-1899年）,IPCC AR4, 2007,过去
5、千年北半球年均温度模拟（相对于1500-1899年）,IPCC AR4, 2007,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！,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,IPCC AR4, 2007,观测的年均温度变化趋势（灰色：资料不足；加号：显著）,IPCC AR4, 2007,1979-2005年观测年均地表和对流层气温变化趋势,IPCC AR4, 2007,一、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
6、的未来预估,全球变暖预估流程图,IPCC AR4, 2007,排放情景,(Moss et al., 2010),源于能源、工业、土地利用变化的全球CO2排放量情景,IPCC AR4, 2007,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, 2007,21世纪全球温度和降水变化,IPCC AR4, 2007,年均温度变化,IPCC AR4, 2007,A1B情景下年平均的多模式结果（2080-2099年减1980-1999年）,IPCC AR4, 2007,全球海冰变化的多模式结果（相对于1980-2000年）,IPCC AR4, 2007,源
7、于热膨胀的全球海平面变化(units: m；相对于1980-1999年),IPCC AR4, 2007,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, 2007,20C3M和A1B情景下AMOC演化,IPCC AR4, 2007,霜冻日数变化，右图为A1B下2080-2099年减1980-1999年,IPCC AR4, 2007,热浪指数变化，右图为A1B下2080-2099年减1980-1999年,IPCC AR4, 2007,生长季长度变化，右图为A1B下2080-2099年减1980-1999年,IPCC AR4
8、, 2007,（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,Jiang et
9、 al., 2009, Chinese Science Bulletin,我国1-3oC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。,2oC变暖所处年份的地域分布,研究工作被科学通报第54卷第24期封面引用！,气候变化预估的不确定性排放情景,IPCC AR4, 2007,气候变化预估的不确定性反馈过程,IPCC AR4, 2007,气候变化预估的不确定性模式本身,IPCC AR4, 2007,1982-1999年NPP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
10、化预估的不确定性试验设计：植被等,(Root et al., 2003, Nature),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、2090s,Jiang, 2008, Adv. Atmos. Sci.,B2情景、2050s,A2情景、2090s,数值模式：单独IAP-AGCM和IAP-AGCM/BIOME3耦合模式边界条件： A2情景下CO2浓度、CMIP3中17个AOGCMs的SST和海冰预估结果,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,2051-2060年：植被反馈引起的年均温度变化（oC）,提问与解答环节Questions And Answers,谢谢聆听 学习就是为了达到一定目的而努力去干, 是为一个目标去战胜各种困难的过程,这个过程会充满压力、痛苦和挫折,Learning Is To Achieve A Certain Goal And Work Hard, Is A Process To Overcome Various Difficulties For A Goal,
