应对气候变化需要开展气候变化检测和归因研究。实际气候演变是自然变化和人类活动影响共同作用的结果。气候系统模式是研究千年气候演变中自然和人为信号的重要工具。本课题将利用中国科学院大气物理研究所自主研制的FGOALS气候系统模式,结合与区域气候模式的嵌套,开展全球和中国区域千年气候变化的数值模拟试验,讨论太阳辐射、火山活动、人为温室气体排放和土地利用变化的气候影响,把数值模拟结果与《中国地区树轮及千年气候变化研究》相关子课题建立的树轮等气候代用资料、现代气候资料进行对比分析,揭示中国典型气候区(东部季风区、北方干旱和半干旱区)千年气候变化的特征、规律和机理,理解自然因子与人为因子对中国千年气候变化的影响,分辨二十世纪人类活动温室效应对气候变化的影响过程,及其与中世纪暖期气候特点的异同。
millennial climate;climate simulation;natural variability;anthropogenic variability;
本课题采用国际上通用的过去千年气候变化强迫数据驱动LASG/IAP气候系统模式FGOALS-gl开展了过去千年气候强迫模拟试验,结合德国马普气象研究所地球系统模式MPI-ESM及全球海气耦合模式ECHO-G开展的千年气候模拟试验,从温度、降水和东亚夏季风的角度,对过去千年三个特征期的气候进行了模拟和比较,并将模拟结果与中国区域历史文献、树轮等代用气候资料进行对比分析,探讨了中国典型气候区千年气候变化的过程与机理。利用数值模拟结果,本课题考查了全球和中国区域气温演变特征,对外强迫场和气候系统内部变率的相对贡献进行分析,并从云辐射强迫角度探讨了造成模式模拟偏差的原因;分析了北大西洋经圈翻转环流变化及其对北大西洋涛动的可能影响;考查了过去千年东亚夏季风多时间尺度的演变特征及各个特征气候期(中世纪暖期、小冰期)东亚季风环流和中国东部降水变化,指出由有效太阳辐射变化造成的海陆热力差异是造成东亚夏季风百年际尺度变化的重要原因;东亚冬季风的两个主导模态在自然和人为外强迫主导时期均有体现,其中东亚冬季风的北方模态与NAO有紧密的联系;针对中世纪暖期、小冰期和近百年增暖等时期的气候特点,比较了自然因子和人为因子的气候影响及其异同点;采用土地利用变化资料,结合全球海气耦合模式千年积分模拟结果提供的侧边界场,驱动区域气候模式,研究了土地利用变化对中国区域气候的影响。