氣候變暖背景下北半球陸面過程響應(yīng)特征預(yù)估分析

【摘要】：利用NCAR CCSM3.0 IPCC AR4陸面模式(CLM3.0)20世紀(jì)氣候模擬(20C3M)和21世紀(jì)中等排放SRESA1B情景下的氣候模擬結(jié)果,從空間分布、時(shí)間變化以及區(qū)域差別等方面進(jìn)行對比分析,討論了全球變暖背景下21世紀(jì)北半球大氣、陸面的水分、熱量和積雪等過程的變化特征。 主要結(jié)論如下： 21世紀(jì)北半球氣溫將繼續(xù)呈上升趨勢。在氣候變暖的背景下,21世紀(jì)北半球大氣降水、空氣濕度和地面凈輻射通量都呈增大趨勢。夏季空氣濕度和凈輻射通量的增大幅度將大于冬季,冬季降水增幅大于夏季。21世紀(jì)上半葉大氣降水及空氣濕度的增幅將大于下半葉,而地面凈輻射的增大幅度小于下半葉。 在SRES A1B排放情景下,21世紀(jì)北半球地面溫度仍然呈上升趨勢,冬季增溫幅度大于夏季,且冬季地面溫度的年際變化也比夏季明顯。地面溫度增幅大體上呈緯向帶狀分布,由低緯地區(qū)向高緯地區(qū)逐漸增加。冬季北美地區(qū)地面增溫幅度強(qiáng)于歐亞大陸,而夏季區(qū)域差異并不大。 伴隨空氣溫度和地面溫度的升高,21世紀(jì)北半球陸面地表感熱通量也表現(xiàn)為增加趨勢；冬、夏季感熱通量在21世紀(jì)前期略有下降,增加趨勢主要發(fā)生在21世紀(jì)中后期。冬、夏季潛熱通量均呈持續(xù)增大的趨勢,且夏季增幅和增強(qiáng)趨勢均比冬季明顯。夏季地表土壤熱通量呈減小趨勢,而冬季土壤熱通量的變化趨勢不明顯。 氣候變暖背景下,伴隨降水率的增加,21世紀(jì)北半球陸面蒸發(fā)、地表徑流量也表現(xiàn)為增加的趨勢。平均而言,夏季地表蒸發(fā)率的增加比冬季更為明顯；而地表徑流的增加則以冬季更為顯著。土壤含水率總體上呈減少趨勢,其中21世紀(jì)上半葉的下降趨勢比較明顯,后期上升趨勢相對較弱,冬季土壤水分變化的振幅大于夏季。 隨著北半球地面溫度持續(xù)升高,21世紀(jì)北半球陸面積雪深度呈下降趨勢,且冬季的下降幅度大于夏季。冬季積雪深度的年際變化顯著,區(qū)域差異明顯；冬季北美和歐亞地區(qū)都表現(xiàn)為一致的下降趨勢,北美地區(qū)積雪深度的下降幅度大于歐亞地區(qū)；夏季積雪深度在歐亞地區(qū)呈現(xiàn)較弱的下降趨勢,而在北美地區(qū)下降趨勢和下降幅度都比較顯著。 【關(guān)鍵詞】：氣候變暖 IPCC AR4 陸面過程 水熱響應(yīng) 積雪深度
【學(xué)位授予單位】：南京信息工程大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2011
【分類號】：P467
【目錄】：

• 摘要7-8
• Abstract8-10
• 第一章 引言10-17
• 1.1 全球氣候變暖10-11
• 1.2 陸面過程研究進(jìn)展11-14
• 1.2.1 陸面研究的重要意義11-13
• 1.2.2 氣候?qū)﹃懨嫣卣鞯拿舾行?/span>13-14
• 1.2.3 陸面模式研究進(jìn)展14
• 1.3 研究目的及主要內(nèi)容14-17
• 1.3.1 研究目的14-15
• 1.3.2 主要內(nèi)容15-17
• 第二章 模式資料及IPCC排放情景簡介17-20
• 2.1 模式資料17
• 2.2 排放情景17-20
• 第三章 全球變暖背景下21世紀(jì)北半球氣候變化特征預(yù)估20-30
• 3.1 氣溫變化特征分析20-22
• 3.1.1 氣溫變化的空間分布20-21
• 3.1.2 氣溫變化的時(shí)間序列21-22
• 3.2 降水變化特征分析22-24
• 3.2.1 降水變化的空間分布22-23
• 3.2.2 降水變化的時(shí)間序列23-24
• 3.3 空氣濕度變化特征分析24-26
• 3.3.1 空氣濕度變化的空間分布24-25
• 3.3.2 空氣濕度變化的時(shí)間序列25-26
• 3.4 地面溫度變化特征分析26-28
• 3.4.1 地面溫度變化的空間分布26-27
• 3.4.2 地面溫度變化的時(shí)間序列27-28
• 3.5 小結(jié)28-30
• 第四章 全球變暖背景下21世紀(jì)北半球陸面能量收支變化特征預(yù)估30-40
• 4.1 陸面感熱通量變化特征分析30-32
• 4.1.1 感熱通量變化的空間分布30-31
• 4.1.2 感熱通量變化的時(shí)間序列31-32
• 4.2 陸面潛熱通量變化特征分析32-34
• 4.2.1 潛熱通量變化的空間分布32-33
• 4.2.2 潛熱通量變化的時(shí)間序列33-34
• 4.3 陸面土壤熱通量變化特征分析34-36
• 4.3.1 土壤熱通量變化的空間分布34-35
• 4.3.2 土壤熱通量變化的時(shí)間序列35-36
• 4.4 陸面凈輻射通量變化特征分析36-38
• 4.4.1 凈輻射通量的空間分布36-37
• 4.4.2 凈輻射通量變化的時(shí)間序列37-38
• 4.5 小結(jié)38-40
• 第五章 全球變暖背景下21世紀(jì)北半球陸面水文變化特征預(yù)估40-50
• 5.1 陸面蒸發(fā)變化特征分析40-42
• 5.1.1 蒸發(fā)率的空間分布40-41
• 5.1.2 蒸發(fā)率變化的時(shí)間序列41-42
• 5.2 陸面徑流量變化特征分析42-44
• 5.2.1 徑流量變化的空間分布42-43
• 5.2.2 徑流量變化的時(shí)間序列43-44
• 5.3 陸面土壤含水量變化特征分析44-46
• 5.3.1 土壤含水量變化的空間分布44-45
• 5.3.2 土壤含水量變化的時(shí)間序列45-46
• 5.4 陸面積雪變化特征預(yù)估46-48
• 5.4.1 積雪深度的空間分布46-47
• 5.4.2 積雪深度變化時(shí)間序列分析47-48
• 5.5 小結(jié)48-50
• 第六章 總結(jié)及展望50-54
• 6.1 研究總結(jié)50-53
• 6.2 問題與展望53-54
• 參考文獻(xiàn)54-58
• 作者簡介58-60
• 致謝60

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A　Coupling　Experiment　of　an　Atmosphere　and　an　Ocean　Model　with　a　Monthly　Anomaly　Exchange　Scheme    劉輝，金向澤，張學(xué)洪，吳國雄

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山丘地形的陸面過程及邊界層特征模擬    胡小明;劉樹華;

中國北方不同氣候區(qū)不同天氣陸面過程區(qū)域特征差異    曾劍;張強(qiáng);王勝;

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兩極海冰與高原陸面過程“耦合”特征    周麗;徐祥德;陳聯(lián)壽;卞林根;

陸面非均勻研究進(jìn)展    席朝笠;楊學(xué)成;

全球及區(qū)域模式中陸面過程的植被分類方案研究    張佳華;

陸面過程對梅雨鋒暴雨數(shù)值模擬影響的研究    周祖剛;談?wù)苊?

應(yīng)用土壤—植被—大氣模式研究陸面過程與大氣邊界層的相互作用及區(qū)域氣候效應(yīng)    劉樹華;樂旭;

基于陸面過程的4～10月降水量場預(yù)測研究    鄭小華;栗珂;屈振江;

2004年南海夏季風(fēng)的爆發(fā)及中南半島陸面過程的可能影響Ⅰ診斷分析    鄭彬;蒙偉光;

黃土高原變暖速度快于其他地區(qū)    李明心

影響天氣氣候的重要角色    采訪人 本報(bào)記者 倪永強(qiáng)

西太平洋地球物理會議在京舉行    記者 蘇玉君

專家研討干旱氣候變化    記者 倪永強(qiáng)　通訊員 楊啟國

發(fā)揮比較優(yōu)勢 實(shí)現(xiàn)跨越發(fā)展    甘肅省氣象局局長 宋連春

解讀干旱氣候觀測系統(tǒng)    張強(qiáng) 楊興國

定位未來發(fā)展方向    李國昌

西北干旱區(qū)陸氣如何相互作用    記者侯鐵中

淮河流域能量與水分循環(huán)研究結(jié)碩果    陳磊

瀚海沖浪    潘繼鵬

干旱半干旱區(qū)兩種典型下墊面的陸面過程模擬研究    楊啟東

多陸面模式、多驅(qū)動場對新疆地區(qū)陸面過程模擬研究及結(jié)果集成    劉金婷

基于GIS & RS的長江流域區(qū)域地表水循環(huán)研究    薛根元

青藏高原陸面過程與亞洲夏季風(fēng)系統(tǒng)聯(lián)系的研究    崔洋

半干旱區(qū)不同下墊面地氣相互作用研究    涂鋼

陸面過程模式中植被冠層四流輻射傳輸參數(shù)化方案的理論及應(yīng)用研究    周文艷

陸面過程模式中土壤蒸發(fā)與水熱耦合傳輸?shù)倪M(jìn)一步研究    孟春雷

陸面下邊界對區(qū)域氣候模擬的影響（LAI為例）及區(qū)域氣候模式（CWRF+CLM）陸面遙感參數(shù)預(yù)處理研究    陸其峰

新疆融雪徑流預(yù)報(bào)及其不確定性研究    房世峰

黃土高原不同氣候區(qū)陸面特征及地表凝結(jié)水研究    王勝

中國北方地區(qū)陸面過程特征和參數(shù)化及其與氣候關(guān)系    曾劍

中國黃土高原地區(qū)陸面過程時(shí)空變化特征的觀測與模擬研究    黃菁

干旱區(qū)荒漠草原過渡帶快速變化的陸面過程的觀測與數(shù)值研究    楊揚(yáng)

半干旱雨養(yǎng)農(nóng)業(yè)區(qū)陸面過程觀測試驗(yàn)研究    楊興國

植被對氣候響應(yīng)的初步數(shù)值試驗(yàn)    趙玲

氣候變暖背景下北半球陸面過程響應(yīng)特征預(yù)估分析    蔣曉武

復(fù)雜地表區(qū)域蒸發(fā)散量的統(tǒng)計(jì)—動力參數(shù)化方案研究    楊寶鋼

MCAR_CLM系列陸面模式對全球和區(qū)域陸面過程模擬的對比研究    朱司光

復(fù)雜地形及非均勻地表水熱通量參數(shù)化問題的研究    謝志清

AREM中尺度暴雨模式及其陸面、邊界層方案的數(shù)值模擬研究    趙海英