中国气候变化科学概论PDF电子书下载

第1章 引论 1

1.1 IPCC第三次评估报告主要结果评述 1

1.1.1 观测的气候变化 1

1.1.2 温室气体浓度变化 2

1.1.3 气候变化的检测与原因识别 2

1.1.4 气候模式预估 2

1.2 中国气候变化研究现状与进展 3

1.2.1 中国气候变化研究历史与现状 3

1.2.2 中国气候变化检测和预估研究进展 4

1.3 有待解决的科学问题 6

1.4 本书阐述的科学问题 8

1.4.1 科学术语 8

1.4.2 基本内容 8

1.4.3 与国家科技攻关课题研究的关系 8

参考文献 8

第2章 中国的温室气体排放与吸收 10

2.1 碳循环与CO2辐射强迫 10

2.1.1 引言 10

2.1.2 世界碳源汇分布 11

2.1.3 CO2辐射强迫 15

2.1.4 中国大气CO2浓度 17

2.2 中国碳排放的历史与现状 18

2.2.1 中国碳排放的总量 18

2.2.2 中国的人均碳排放量 19

2.2.3 中国近百年的累积碳排放量 20

2.2.4 中国碳排放的主要特征与趋势 20

2.3 甲烷和其他温室气体排放 21

2.3.1 甲烷 21

2.3.2 氧化亚氮 25

2.4 中国碳源汇分布 27

2.5 土地利用与碳通量变化 29

2.6 总结与展望 30

参考文献 31

第3章 大气气溶胶及其气候效应 39

3.1 大气气溶胶的基本特性 39

3.1.1 气溶胶的物理特性 39

3.1.2 气溶胶的光学特性 40

3.1.3 气溶胶的化学特性 41

3.2 大气气溶胶的源和汇 42

3.2.1 大气气溶胶的源 42

3.2.2 大气气溶胶的汇 46

3.3 气溶胶浓度的时空分布 46

3.3.1 气溶胶的水平分布和输送 47

3.3.2 气溶胶的垂直分布 48

3.3.3 气溶胶浓度的时间变化 48

3.4 气溶胶的气候效应及其对中国气候的可能影响 51

3.4.1 气溶胶气候效应的机理 51

3.4.2 气溶胶对地气系统的能量收支影响 52

3.4.3 气溶胶对水循环的影响 52

3.4.4 气溶胶对中国气候的可能影响 53

3.5 近年来有关气溶胶研究的国际计划 56

3.5.1 亚洲气溶胶特性实验 56

3.5.2 大气棕色云 57

3.6 小结 57

参考文献 58

第4章 近100年全球和中国地区观测的气候变化 63

4.1 近100年全球气候变化 63

4.1.1 近100年全球气温变化 63

4.1.2 近100年全球降水量变化 65

4.2 近100年中国气候变化 66

4.2.1 资料与方法 67

4.2.2 气温变化 68

4.2.3 降水变化 70

4.3 近50年中国气温和降水变化 71

4.3.1 资料和方法 71

4.3.2 气温变化 72

4.3.3 降水变化 76

4.4 近50年中国其他气候要素变化 78

4.4.1 资料和方法 78

4.4.2 日照时数 78

4.4.3 蒸发量 79

4.4.4 积雪深度和面积 81

4.4.5 平均风速 82

4.5 小结 83

参考文献 84

第5章 中国地区极端气候事件的变化 87

5.1 引言 87

5.2 中国气候极端值的变化 89

5.2.1 温度极端值 89

5.2.2 降水极端值 91

5.3 中国极端事件的变化 92

5.3.1 高温和低温事件 92

5.3.2 强降水和暴雨频率 92

5.3.3 干旱 93

5.3.4 沙尘暴 94

5.4 历史时期代用资料中反映出来的极端气候事件 95

5.4.1 极端寒冷事件和高温事件 95

5.4.2 历史干旱、雨涝事件 96

5.4.3 沙尘暴 98

5.5 小结 98

参考文献 99

第6章 全球及中国气候变化的检测和原因分析 101

6.1 检测和原因分析的基本理论及主要方法 101

6.1.1 检测和原因分析的主要气候变量指标 101

6.1.2 检测和原因分析的主要参照物 102

6.1.3 检测和原因分析的主要方法 104

6.1.4 近百年影响气候变化的可能因子 106

6.2 近现代气候变暖的历史透视 106

6.2.1 过去气候变化的记录 106

6.2.2 过去气候变化的原因 109

6.2.3 古气候史上的突变及其意义 111

6.3 20世纪全球气候变暖的主要原因 112

6.3.1 20世纪全球自然变率的检测 112

6.3.2 20世纪太阳活动、火山活动与人类活动作用的对比模拟分析 113

6.3.3 20世纪人类活动对全球气候影响多模式模拟集成检测 116

6.4 20世纪中国气候变暖的主要原因 118

6.4.1 20世纪中国气候变暖的自然贡献检测 118

6.4.2 太阳活动和火山活动的影响 122

6.4.3 人类活动对中国气候变化的影响 123

6.5 检测与原因分析的可靠性评估 129

6.5.1 从历史透视分析20世纪气候变暖的可靠性 129

6.5.2 20世纪100年时间尺度气候变暖中的自然与人类影响 129

6.6 小结 131

参考文献 132

第7章 气候变化预估模式的检验与气候敏感性 137

7.1 气候模式 137

7.1.1 气候模式简介 137

7.1.2 气候模式的研究现状 138

7.2 气候模式发展的主要计划 138

7.2.1 大气环流模式比较计划 138

7.2.2 耦合模式比较计划 140

7.2.3 古气候模拟比较计划 144

7.3 气候模式对中国气候模拟能力的检验 146

7.4 气候敏感性问题 149

7.4.1 气候敏感性的重要性 149

7.4.2 主要敏感性因子的分析 150

7.4.3 模式估算的气候敏感性结果分析（基于IPCC-TAR） 151

7.5 小结 152

参考文献 153

第8章 21世纪全球和东亚地区气候变化趋势预测 157

8.1 气候变化预测的主要方法 157

8.1.1 气候变化预测考虑的主要因子 157

8.1.2 气候模式预测方法 158

8.1.3 其他方法 159

8.2 IPCC全球模式预测的主要结果 160

8.2.1 IPCC使用的主要全球气候模式与排放情景 160

8.2.2 主要结果 162

8.2.3 气候变化的惯性和突变事件 165

8.3 东亚气候变化预测的主要结果 167

8.3.1 各种排放情景下东亚地区不同时期温度和降水变化 168

8.3.2 东亚地区其他气候因子不同时期的变化 173

8.4 亚洲季风区未来100年气候变化预测 173

8.4.1 亚洲夏季风 174

8.4.2 亚洲冬季风 174

8.5 小结 176

参考文献 176

第9章 21世纪中国及分区域气候变化趋势 178

9.1 引言 178

9.1.1 全球环流模式对温室效应的模拟 178

9.1.2 降尺度方法和区域气候模式 179

9.2 降尺度技术 180

9.2.1 基本原理 180

9.2.2 预报量 180

9.2.3 预报因子 181

9.2.4 统计模式 181

9.2.5 前景与展望 182

9.3 中国区域气候变率的空间尺度和区域划分 182

9.4 全球气候模式模拟结果的集成 183

9.4.1 资料与模式介绍 183

9.4.2 全球模式模拟的中国地表气温的变化 184

9.4.3 全球模式模拟的中国降水的变化 186

9.4.4 全球模式模拟的中国各地区地表气温和降水的变化 188

9.4.5 几个重要地区的变化：西北、青藏铁路沿线、长江中下游地区和黄河流域 192

9.5 区域气候模式模拟的中国未来气候情景 197

9.5.1 中国地区地面气温的变化 197

9.5.2 中国地区降水的变化 198

9.5.3 中国各地区气温和降水的变化 199

9.5.4 几个重要地区的变化：西北、青藏铁路沿线、长江中下游地区和黄河流域 201

9.5.5 极端天气事件的变化 204

9.6 统计降尺度技术在中国的应用 207

9.6.1 转移函数与环流分型法 207

9.6.2 天气发生器及其降水的模拟研究 207

9.7 小结和中国未来气候情景的综合集成预估 212

参考文献 213

第10章 气候变化检测与预估的不确定性 218

10.1 不确定性的基本概念及其分类 218

10.1.1 不确定性的主要含义 218

10.1.2 不确定性的分类 218

10.2 代用气候资料分析及其问题 219

10.2.1 长温度序列 219

10.2.2 末次冰期的热带温度 220

10.2.3 过去气候突变研究 221

10.2.4 代用资料制图与古气候模拟 222

10.3 器测时期观测资料及其问题 223

10.3.1 陆面气温 223

10.3.2 海面温度 224

10.3.3 全球温度 224

10.3.4 降水量 224

10.3.5 高空温度和湿度 225

10.3.6 卫星观测 225

10.4 对气候系统过程与反馈认识的不确定性 226

10.4.1 大气的作用 226

10.4.2 海洋的作用 226

10.4.3 植被和土壤的作用 226

10.4.4 人类活动 227

10.4.5 从气候变化到碳循环的反馈 227

10.4.6 碳循环中的不确定性 227

10.4.7 温室气体 228

10.5 未来排放情景的不确定性 228

10.5.1 矿物燃料燃烧所释放CO2排放量计算方法中的不确定性 228

10.5.2 固定源所排放的CH4,N2O的排放量计算方法中的不确定性 229

10.5.3 流动源所排放的CH4,N2O的排放量计算方法中的不确定性 229

10.5.4 政策对温室气体排放量估算所造成的不确定性 229

10.5.5 技术进步对温室气体排放量估算所造成的不确定性 230

10.5.6 新型能源开发对温室气体排放量估算所造成的不确定性 230

10.5.7 未来温室气体排放清单与排放构想中的主要不确定性 230

10.6 气候模式的代表性和可靠性 231

10.6.1 水蒸气 231

10.6.2 平流层 232

10.6.3 海洋 232

10.6.4 冰冻圈 232

10.7 IPCC评估报告中对不确定性的处理方法 233

10.7.1 IPCC第三次评估报告对不确定性的处理 233

10.7.2 IPCC第四次评估报告对不确定性处理的新考虑 234

10.7.3 可能性与信度 235

10.7.4 关于不确定性的指导意见 236

10.8 小结 236

10.8.1 认真采取适应措施，审慎对待减缓行动 237

10.8.2 加强气候变化研究，减少科学不确定性 238

参考文献 238

第11章 对气候变化若干科学问题的认识 243

11.1 气候变化的检测 244

11.2 全球碳循环 245

11.3 气溶胶的气候效应 246

11.4 气候变化的预估 247

11.5 极端气候事件与突变 248

11.6 温室气体浓度稳定水平 249

11.7 科学研究的不确定性 250

11.8 小结 251

参考文献 252

缩略词表 253

附录：气候变化有关问题与解答 255