过去千年中国东部气温变化数值模拟研究.pdfVIP

过去千年中国东部气温变化的数值模拟研究 肖栋①，周秀骥∞，赵平。 ①中国气象科学研究院，北京100081： ②灾害天气国家重点实验室，北京 100081： ③国家气象信息中心，北京 100081 Emaih．xiaodong@cams．cma．gov．cn 摘要已有研究对中国过去千年气候的数值模拟做了深入分析，然而缺乏单个气候强迫因 子贡献的研究．本文采用中等复杂程度的UVic地球系统气候模式模拟了气候强迫因子(太 阳辐射、火山灰，太阳轨道，陆表植被变化，温室气体和人为排放的硫酸盐气溶胶)对中国 东部地区过去千年气候变化的贡献．结果表明，考虑所有气候强迫因子的数值试验可以较好 地再现北半球和中国东部地区中世纪暖期，小冰期和20世纪暖期这三个特征时期，与重建 的气温在百年尺度上也具有较好的一致性．模拟结果很好地反映了中国东部气温异常在中世 纪暖期和20世纪上半叶比全球气温异常偏高，以及小冰期气温异常比全球偏低的事实．根 据中国东部气温的冷暖程度和气候强迫因子的相对贡献大小，本文将过去千年中国东部地区 气温分为8个阶段：中世纪暖期3个，小冰期4个，20世纪暖期1个，并揭示了气候强迫 因子对这些子阶段维持及其转换的贡献．结果表明，中国东部地区中世纪暖期的主要贡献来 自于太阳辐射，火山灰次之；小冰期各个子阶段的转换过程中，主要取决于温室气体、火山 灰和太阳辐射的相对贡献大小．温室气体和火山灰的贡献在小冰期的最后两个阶段中分别为 最主要的贡献因子．本文发现了不同自然气候强迫因子之间的非线性响应和不同人为气候强 迫因子之间的非线性响应，太阳轨道变化和火山灰气溶胶强迫的非线性响应与温室气体和陆 表植被(或者硫酸盐气溶胶)强迫的非线性响应对中国东部地区20世纪末的增温贡献都达 到了约0．2℃，而自然气候强迫因子和人为气候强迫因子之间不存在明显的非线性响应．自 然气候强迫因子之间的非线性响应和人为气候强迫因子之间的非线性响应对中国东部地区 20世纪变暖大约分另4贡献了O．09C和0．18C，二者之和约占中国东部地区20世纪末增暖 的一半，其余的增温来自于气候强迫因子本身的贡献． 关键词：过去千年，中国东部，气候强迫因子，UVic模式，非线性响应 32 ／ 艇!一。e 盱萨『2，勰_，篡一i『?≯玩 0 略k 之一 ； 捌 F、 ‘『 2 一uo—x—oEoc《∞．J3一o_J∞QE∞J- 确 C 旷r p |。 赢 —0．5 萨 弱 莎释 附 { 予 旷 | Time(yearAo) 图1气候强迫因子对中国东部表面气温变化的贡献(瞬变试验减去控制试验)．气候强迫因 子包括温室气体，太阳入射辐射变化，太阳轨道变化，异常火山灰气溶胶，陆表植被变化， 人为排放的硫酸盐气溶胶和所有气候强迫因子．灰色表示气候强迫因子的单独贡献之和．单 位为：℃． 参考文献： Xiao X P．NumericalSimulationofSurfaceAir over D，ZhouJ，Zhao Study TemperatureChange Press． EastChinaintheLastMillennium．2012．Sc{．ChinaEarthSci．In 肖栋，周秀骥，赵平。(2012)过去千年中国东部气候变化的数值模拟研究，中国科学D辑， 42，待刊。 33