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20世纪气候学理论研究成就 世纪气候学理论研究成就

八、ENSO预报 预报 凯思(cane)与兹比雅克 与兹比雅克(Zebtak) ，Z—C模式 凯思 与兹比雅克 模式 九、时滞振子理论 ENSO循环 循环 温盐环流(Thermohaline Circulation) 十、温盐环流 千年尺度气候突变的原因归之于THC的变化 千年尺度气候突变的原因归之于 的变化 十一、 十一、季平均环流预测
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气候重建方法及其原理

(1)树木年轮 树木年轮 (2)冰芯 冰芯 (3)孢粉 孢粉 (4)珊瑚 (4)珊瑚 (5)史料分析 史料分析
ห้องสมุดไป่ตู้
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20世纪气候学理论研究成就 世纪气候学理论研究成就

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4.海洋对温室效应具有缓解作用 海洋对温室效应具有缓解作用
海洋尤其是海洋环流，不仅减少了低纬大气的增热， 海洋尤其是海洋环流，不仅减少了低纬大气的增热，使得高 纬大气变暖，降水量也发生相应的改变， 纬大气变暖，降水量也发生相应的改变，而且由于海洋环流 对热量的极向热输送所引起的大气环流的变化， 对热量的极向热输送所引起的大气环流的变化，还使得大气 对某些因素变化的敏感性降低。例如，温室效应， 对某些因素变化的敏感性降低。例如，温室效应，就因海洋 的存在而被减弱。 的存在而被减弱。 海洋观测资料的欠缺。卫星和其他迢感技术的发展， 海洋观测资料的欠缺。卫星和其他迢感技术的发展，为改善 海洋上的观测状况提供了十分有力的工具，近年来， 海洋上的观测状况提供了十分有力的工具，近年来，国际科 学界相继联合开展了一系列大型的海洋观测活动， 学界相继联合开展了一系列大型的海洋观测活动，其中比较 有代表性的是TOGA计划和 计划和WOCE计划。 计划。 有代表性的是 计划和 计划
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中国气候特征

概略地说．我国气候有三大特点： 概略地说．我国气候有三大特点：一是季风气候 特征明显。主要表现为冬、 特征明显。主要表现为冬、夏盛行风向有显著的 变化，随着季风的进迟， 变化，随着季风的进迟，降水有明显的季节性变 化；二是大陆性气候强，表现为冬、夏两季的平 二是大陆性气候强，表现为冬、 均温度比同纬度其他地区和国家有较大的差异， 均温度比同纬度其他地区和国家有较大的差异， 冬季低下同纬度地区，夏季则高于同纬度地区， 冬季低下同纬度地区，夏季则高于同纬度地区， 气温年较差大；三是气候类型多种多样， 气温年较差大；三是气候类型多种多样，不仅地 跨寒、 热各种气候带，而且高山深谷、 跨寒、温、热各种气候带，而且高山深谷、丘陵 盆地使得往往在不大的水平范围内， 盆地使得往往在不大的水平范围内，形成不同尺 度的气候地带。 度的气候地带。
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冰雪圈对气候的影响

首先，通过较高的反射率和大的溶解潜热， 首先，通过较高的反射率和大的溶解潜热，冰雪圈 扮演着大气和海洋的有效热汇的作用， 扮演着大气和海洋的有效热汇的作用，全球冰雪分 布的变化对行星尺度反射率有着重要的影响， 布的变化对行星尺度反射率有着重要的影响，从而 进一步影响到全球气候。 进一步影响到全球气候。 其次，冰雪的热传导率低，是良好的绝缘体， 其次，冰雪的热传导率低，是良好的绝缘体，能减 少大气、海洋及陆地之间的热量交换。 少大气、海洋及陆地之间的热量交换。这种作用在 海洋上尤为明显， 海洋上尤为明显，海冰是冷的极地气团和冰下面相 对暖的海洋之间的绝缘层。 对暖的海洋之间的绝缘层。 第三，融冰化雪还能够吸收大量的热量。 第三，融冰化雪还能够吸收大量的热量。 最后， 最后，海水结冰时盐分的析出能够增加海洋上层的 盐度，而冰的融化则令表层海水盐度减淡， 盐度，而冰的融化则令表层海水盐度减淡，从而影 响海洋的层结稳定。高纬海域海水的下沉， 响海洋的层结稳定。高纬海域海水的下沉，与南极 底层水、北大西洋深层水的形成直接相关， 底层水、北大西洋深层水的形成直接相关，海洋层 结的改变，将最终影响到海洋环流结构。 结的改变，将最终影响到海洋环流结构。
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气候变化是指气候平均状态和离差 气候变化是指气候平均状态和离差( 距 是指气候平均状态和离差 平 )两者之一或两者一起出现了统计意 两者之一或两者一起出现了统计意 义上显著的变化。 义上显著的变化。 离差值增大， 离差值增大，表明气候变化的幅度增 大，气候状态不稳定性增加，敏感性 气候状态不稳定性增加， 也增大。 也增大。
2.海洋能够对全球水汽循环产生重 海洋能够对全球水汽循环产生重 要影响
97%、0.001%、1/30 、 、 蒸发86%、 降水 蒸发 、 降水78%
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3.海洋对大气运动具有重要的调谐作 海洋对大气运动具有重要的调谐作 用
海水具有巨大的热惯性．海水比热容大， 海水 海水具有巨大的热惯性．海水比热容大，1g海水 升温1℃所需要的热量为3． ，土壤升温1． 空 升温 ℃所需要的热量为 ．9J，土壤升温 ．9空 气3．9。是巨大的热存贮器。 ． 。是巨大的热存贮器。 海洋的热力学和动力学惯性相联系， 海洋的热力学和动力学惯性相联系，海洋的运动 和变化具有明显的缓慢性和持续性。 和变化具有明显的缓慢性和持续性。一方面使其 具有较强的“记忆”能力，可以通过海气相互作 具有较强的“记忆”能力， 把大气的变化信息贮存于海洋， 用，把大气的变化信息贮存于海洋，然后再对大 气运动产生作用； 气运动产生作用；另，海洋的热惯性使得海洋状 况的变化具有滞后效应。 况的变化具有滞后效应。

现代气候学基础
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气候系统是一个由大气圈、水圈、冰冻圈、 气候系统是一个由大气圈、水圈、冰冻圈、岩石 是一个由大气圈 陆面)和生物圈组成的高度复杂的系统 圈(陆面 和生物圈组成的高度复杂的系统，能决 陆面 和生物圈组成的高度复杂的系统， 定气候形成、 定气候形成、气候分布和气候变化的统一的物理 系统。 系统。
一、世界三大涛动 沃克(Walker)于1924—1937年6篇《世界 沃克 于 年 篇 天气》 天气》的论文 北大西洋上的冰岛低压与亚速尔高压中心 气压的变化NAO 气压的变化 北太平洋阿留申低压与复威夷高压之间的 涛动，称为北太平洋涛动(NPO)。沃克还指 涛动，称为北太平洋涛动 。 出，太平洋与印度洋气压变化相反，由于 太平洋与印度洋气压变化相反， 它主要发生南半球所以称为南方涛动(SO)。 它主要发生南半球所以称为南方涛动 。
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海洋与气候系统

海洋是全球气候系统的重要织成部分， 海洋是全球气候系统的重要织成部分， 其对大气运动和气候变化的影响， 其对大气运动和气候变化的影响，可归纳 个方面： 为4个方面： 个方面
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拉尼娜现象

正常年份 （瓦克环流） 瓦克环流）
厄尔尼诺现象
暖池
E风加强 表水面 暖池 E风 E风减弱 暖池东移
中 、 东 气 流 上 升
水温 表水面 29℃~30℃ 水温 东风异常加强下， 东风异常加强下， 23℃~25℃ 表层暖水向西输送 西太平洋海面抬升， 在平均风速下， 西太平洋海面抬升， 在平均风速下，沿 东太平洋表层海水 赤道太平洋洋面呈 辐散， 辐散，冷水强烈上 西高东低形势。 西高东低形势。 涌。

冰雪圈由地球表面大量的雪和冰构成。 冰雪圈由地球表面大量的雪和冰构成。它包括格 陵兰和南极地区范围很广的冰原、 陵兰和南极地区范围很广的冰原、海冰以及北美 和西伯利亚的永冻带及冰川等。 和西伯利亚的永冻带及冰川等。冰雪圈是地球上 最大的淡水储存库，据估计，全球水分的2％ 最大的淡水储存库，据估计，全球水分的 ％是冰 冻的。这种冰态水占全球可用淡水的约80%。 冻的。这种冰态水占全球可用淡水的约 。 冰盖占全球陆表的11％和海表的7％。 冰盖占全球陆表的 ％和海表的 ％。
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气 候

变 化 与 平 均 值 或 离 差 值 变 化 的 关 系
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3.气候异常 3.气候异常
指月、季、尺度气候状况与平均值的巨大 指月、 偏差。 偏差。 世界气象组织（WMO）把距平达到方差 世界气象组织（ ）把距平达到方差2 倍称为异常，大约2.3%概率，在实际中把 倍称为异常，大约 概率， 概率 30-40年一遇的现象称为异常。 年一遇的现象称为异常。 年一遇的现象称为异常
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中国气候特征--大陆性气候 中国气候特征 大陆性气候

大陆度又称大陆度指数。表示气候受大陆影响程 大陆度又称大陆度指数。 度的指数。气温、降水、 度的指数。气温、降水、湿度等气象要素都能在 一定程度上显示大陆影响的强弱， 一定程度上显示大陆影响的强弱，但其中以气温 年变化较为显著。 年变化较为显著。 波兰学者焦金斯基提出的大陆度指数D应用最为广 波兰学者焦金斯基提出的大陆度指数 应用最为广 其表示式为D＝（ ＝（1.7∆θ÷sinφ）－ ）－20.4，式中 泛，其表示式为 ＝（ ÷ ）－ ， ∆θ为气温年较差，φ为纬度，经验系数 是在假 为气温年较差， 为纬度 经验系数1.7是在假 为纬度， 为气温年较差 定纯海洋影响地区的大陆度为零、 定纯海洋影响地区的大陆度为零、而纯大陆影响 地区的大陆度为100的条件下得到的。 的条件下得到的。 地区的大陆度为 的条件下得到的 如按上式计算，北京、 如按上式计算，北京、上海和兰州的大陆度分别 为61.7、57.7和64.3。 、 和 。
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20世纪气候学理论研究成就 世纪气候学理论研究成就

五、沃克环流 皮叶克尼斯(Bjerknes)1969，ENSO研究里程碑。 研究里程碑。 皮叶克尼斯 ， 研究里程碑 六、温室效应 CO2浓度增加 倍时，地球表面的平均温度可能 浓度增加1倍时 浓度增加 倍时， 上升1.5—4.5 ℃ 上升 七、月平均环流预测 (Charney)于1960年就指出长期预报要作时间平 于 年就指出长期预报要作时间平 均预报。舒克拉(ShuNa，1986) 均预报。舒克拉 ， 用大气环流模式试作月平均环流预报