中国气候与环境演变 2012 第1卷 科学基础PDF电子书下载

第一章 气候变化科学的关键问题与研究进展 1

1.1气候系统和地球系统科学 1

1.1.1气候系统 1

1.1.2地球系统科学 6

1.1.3气候系统自然变率和人类活动影响的气候变化 7

1.2气候变化驱动力 11

1.2.1辐射强迫概念 11

1.2.2大气温室气体与气溶胶的辐射强迫 15

1.2.3自然强迫 19

1.2.4气候变化的检测与归因 24

1.3 IPCC科学评估 28

1.3.1 IPCC背景与中国参与 28

1.3.2 IPCC第一、第二和第三次评估报告的主要科学结论 29

1.3.3 IPCC第四次评估报告的主要科学结论 30

1.3.4 IPCC第五次评估报告关注的科学重点 33

1.4中国自第一次评估报告以来的主要研究进展 34

1.4.1《中国气候与环境演变》评估报告简介 34

1.4.2中国气候与环境评估主要进展 35

1.5未来的研究方向 38

参考文献 40

第二章 过去时期的气候变化 43

2.1过去时期气候变化的研究方法 43

2.1.1过去时期的气候代用记录 43

2.1.2过去时期代用气候记录的校准研究 45

2.1.3过去时期气候的数值模拟研究 47

2.2过去时期的气候变化 48

2.2.1最近13万年的气候变化 48

2.2.2最近2万年的气候变化 49

2.2.3最近1万年的气候变化 50

2.2.4最近2000年的气候变化 53

2.2.5近500年的气候变化 58

2.3古气候模拟与代用气候记录的对比 63

2.3.1不同时间尺度东亚古气候变迁的强迫因子 63

2.3.2特征时期的东亚古气候模拟 63

2.3.3古气候模拟与代用气候记录的对比 66

2.3.4数值模拟结果及古气候记录的可靠性 68

参考文献 68

第三章 观测的中国气候和东亚大气环流变化 75

3.1近百年中国的温度变化 75

3.1.1中国平均温度变化 75

3.1.2温度变化的时空结构 77

3.1.3温度变化的季节性和变暖趋势 78

3.1.4中国温度的年代际变化 79

3.1.5 20世纪40和90年代温度变化的比较 80

3.2近百年中国降水量的变化 81

3.2.1中国平均降水量变化 81

3.2.2降水量变化的时空结构 83

3.2.3降水量变化的季节性 84

3.2.4中国降水量的年代际变化 84

3.2.5近百年中国旱涝型的变化 88

3.3东亚大气环流变化 89

3.3.1对流层西风 89

3.3.2阻塞高压 89

3.3.3副热带高压 92

3.3.4南亚高压 93

3.3.5夏季东亚大气环流的基本模态 94

3.3.6 20世纪全球大气涛动 95

3.3.7东亚季风 98

3.4云、辐射与对流层温度变化 102

3.4.1 1961年以来云的变化 102

3.4.2 1961年以来太阳辐射的变化 103

3.4.3对流层温度变化 104

3.5全球变暖背景下中国的气候变化 104

3.5.1与全球变暖的比较 104

3.5.2近10年全球变暖的停滞 106

3.5.3与全球陆地降水的比较 107

3.5.4近50年全球季风衰退 109

参考文献 110

第四章 冰冻圈变化 114

4.1全球和中国冰冻圈概况 114

4.1.1全球冰冻圈组成和分布 114

4.1.2中国冰冻圈组成和分布 115

4.2冰川变化 116

4.2.1中国冰川的主要类型和分布 116

4.2.2小冰期以来的冰川变化 119

4.2.3近数十年来的冰川变化 119

4.2.4未来冰川变化预估 123

4.2.5冰川融水量流及其未来变化 124

4.3冻土变化 124

4.3.1中国冻土类型及其分布 124

4.3.2季节冻土变化 125

4.3.3多年冻土区活动层变化 127

4.3.4多年冻土变化 129

4.3.5青藏高原多年冻土区地下冰储量 132

4.3.6冻土变化预估 133

4.4积雪变化 134

4.4.1积雪数据 134

4.4.2积雪分布概况 134

4.4.3积雪面积变化 136

4.4.4积雪日数变化 137

4.4.5积雪深度变化 138

4.4.6积雪变化的可能原因及预估 139

4.5海、河、湖冰变化 141

4.5.1概述 141

4.5.2海冰变化 142

4.5.3河冰变化 144

4.5.4湖冰变化 148

4.6固态降水变化 150

4.6.1概述 150

4.6.2降雪变化 151

4.6.3霜冻的变化 152

4.6.4雨凇和雾凇变化 153

4.7中国冰冻圈变化的总体特征及其对海平面上升的贡献 155

参考文献 156

第五章 海洋与海平面变化 162

5.1中国近海温盐和环流变化 162

5.1.1中国近海的温盐、环流分布特征及物理机制 162

5.1.2中国近海温度与盐度变化 163

5.1.3中国近海海-气通量的变化 165

5.1.4中国近海环流变化 167

5.2西太平洋及中国近海物理环境变化的气候效应 167

5.2.1黑潮变化的气候影响 167

5.2.2南海的气候影响 170

5.3中国海海平面变化 173

5.3.1中国海海平面变化状况概述 173

5.3.2海平面变化主要研究方法简介 174

5.3.3中国海海平面变化主模态 176

5.3.4模态活跃区 179

5.3.5 ENSO对西北太平洋海平面变化的影响 180

5.4中国近海生物地球化学特征及变化 181

5.4.1中国近海的碳、氮、磷、硅 181

5.4.2中国近海生物地球化学环境的变化 187

5.5中国海岸带变化 189

5.5.1流域-海岸相互作用与岸线变化 190

5.5.2全球和区域性气候变化背景下的海岸带沉积环境演化 191

5.5.3海岸带生态系统演化 194

参考文献 196

第六章 土地利用与覆盖变化 204

6.1中国土地利用与土地覆盖变化的总体特征 204

6.1.1中国的耕地分布变化 205

6.1.2中国林地分布变化 206

6.1.3中国草地分布变化 207

6.1.4基于NDVI的中国植被覆盖变化 208

6.2典型区域土地利用与覆盖变化 208

6.2.1北方农牧交错带 208

6.2.2西北干旱区 210

6.2.3黄河、长江三角洲 212

6.2.4长江上游地区 213

6.2.5青藏高原 214

6.2.6东北地区 216

6.2.7黄土高原地区 218

6.2.8京津冀地区 220

6.3土地利用与覆盖变化模拟与预测 221

6.3.1土地利用与覆盖变化模拟模型研究进展 221

6.3.2基于模拟模型的土地利用与覆盖变化预测 222

参考文献 224

第七章 极端天气气候变化 225

7.1极端天气气候变化研究的主要进展 225

7.2极端高温和极端低温 227

7.2.1日最高和最低温度 228

7.2.2极端高温和热浪 229

7.2.3极端低温和低温天气 230

7.3极端降水 232

7.3.1强降水 232

7.3.2连阴雨 235

7.4干旱 236

7.4.1干旱指数 237

7.4.2持续干日 238

7.5气旋 241

7.5.1热带气旋 241

7.5.2温带气旋 245

7.6沙尘暴 246

7.7其他极端事件 248

7.7.1冰雹 248

7.7.2大风 248

7.7.3雾和霾 250

7.7.4雷电 251

7.7.5季节循环中的极端气候变化 252

7.8全球气候变化与极端天气气候事件的联系 253

参考文献 255

第八章 大气成分与碳收支 260

8.1大气温室气体 260

8.1.1二氧化碳（CO2） 261

8.1.2甲烷（CH1） 262

8.1.3氧化亚氮（N2O） 263

8.1.4六氟化硫（SF6） 263

8.1.5其他卤代温室气体（Halogenated Greenhouse Gases） 264

8.2大气气溶胶 265

8.2.1中国大气气溶胶的化学组成和光学特性及排放情况 265

8.2.2气溶胶对云和降水的影响 275

8.2.3气溶胶对亚洲季风环流和降水的影响 278

8.3酸雨 280

8.4大气臭氧 281

8.4.1平流层臭氧 281

8.4.2对流层臭氧 282

8.4.3地面臭氧 284

8.5生态系统碳收支 285

8.5.1中国陆地生态系统的碳储量及其空间格局 286

8.5.2中国陆地生态系统的碳汇／源功能及其时空变化 291

8.5.3中国海洋生态系统的碳储量及其碳汇贡献 293

参考文献 293

第九章 全球与中国气候变化的联系 303

9.1亚洲—北太平洋大气环流变化与中国气候变化 303

9.1.1亚洲—太平洋大气环流的耦合关系 303

9.1.2亚洲—太平洋耦合关系对中国气候的影响 306

9.2北极、高纬大气环流和欧亚大陆积雪与中国气候变化 309

9.2.1北极偶极子异常特征及其对中国夏季降水的影响 309

9.2.2欧亚大陆春季积雪变化对中国夏季降水的影响 313

9.2.3准定常行星波和高纬大气环流对东亚冬季风的影响 316

9.3与PDO相联系的大气环流变化与中国气候变化 320

9.3.1 PDO的典型时空结构 320

9.3.2 PDO与东亚大气环流变化的关系 321

9.3.3 PDO与中国气候变化的联系 324

9.4大西洋大气和海洋典型异常与中国气候变化 332

9.4.1北大西洋涛动／北极涛动对中国气候的影响 332

9.4.2北大西洋的海温变化对中国气候的影响 333

9.4.3大西洋海温变化对亚洲季风和ENSO之间相互关系的影响 335

9.5热带太平洋、印度洋海温异常与中国气候变化 336

9.5.1 1950—2000年全球陆地季风降水趋势与热带大洋的联系 336

9.5.2西北太平洋海温与中国夏季降水变化 339

9.5.3西北太平洋海温变化影响中国夏季降水的物理过程 341

参考文献 343

第十章 全球气候系统模式评估与气候变化预估 348

10.1气候系统模式研发进展 348

10.1.1耦合气候系统模式 348

10.1.2大气环流模式 352

10.1.3陆面过程模式 353

10.1.4海洋环流模式 353

10.1.5海冰模式 354

10.1.6气溶胶大气化学模式 355

10.2模式基本性能评估 356

10.2.1全球气候平均态的模拟 356

10.2.2 ENSO模拟 364

10.3 20世纪气候变化的模拟 367

10.3.1全球平均表面气温 367

10.3.2东亚气候变化的模拟 371

10.4 21世纪气候变化预估 375

10.4.1气温和降水演变趋势 375

10.4.2全球增暖与地球气候系统水循环 377

10.4.3 21世纪亚洲季风气候变化 378

10.5气候模拟的不确定性 380

10.5.1模式参数化的不确定性 380

10.5.2辐射强迫情景的不确定性 381

10.5.3全球增暖模拟的不确定性 382

参考文献 383

第十一章 中国区域气候变化预估 388

11.1区域气候预估方法 388

11.1.1全球气候模式结果在区域尺度上的分析 388

11.1.2降尺度方法及进展 389

11.1.3多模式的集合方法 391

11.1.4用于模式评估的观测资料集 391

11.2全球模式对中国区域气候的预估 393

11.2.1中国气候变化敏感区（热点）分析 393

11.2.2未来中国区域平均气温和降水变化 394

11.2.3未来中国区域极端气候事件变化 399

11.2.4未来中国区域干旱化趋势分析 403

11.3动力和统计降尺度方法对中国区域气候的预估 408

11.3.1气温和降水的模拟和预估 408

11.3.2极端事件的模拟和预估 413

11.3.3沙尘气溶胶对中国区域未来气候影响的预估 419

11.3.4其他预估结果 423

11.3.5统计降尺度方法给出的预估 423

11.4小结和讨论 424

11.4.1全球模式 424

11.4.2区域模式和统计降尺度 424

11.4.3预估的不确定性分析 426

参考文献 429