地球系统模式CESM10对太阳辐射和温室气体的敏感性差异研究.pdf

第 ３６卷　第 ３期 第　四　纪　研　究 Ｖｏｌ．３６，　Ｎｏ．３ 　 ２０１６年 ５月 ＱＵＡＴＥＲＮＡＲＹ　ＳＣＩＥＮＣＥＳ Ｍａｙ，２０１６ － － － ｄｏｉ：１０．１１９２８／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１７４１０．２０１６．０３．２４ 文章编号　２０１６）０３７５８１０ 地球系统模式ＣＥＳＭ１．０对太阳辐射和 温室气体的敏感性差异研究 ① ①②③ ① ① 王志远 　刘　健 　王晓青 　刘　斌 （ 虚拟地理环境教育部重点实验室，江苏省地理环境演化国家重点实验室培育建设点，南京师范大学地理科学学院，南京　２１００２３； ① ②江苏省大规模复杂系统数值模拟重点实验室，南京师范大学数学科学学院，南京　２１００２３； ③江苏省地理信息资源开发与利用协同创新中心，南京　２１００２３） 摘要　　利用通用地球系统模式 ＣＥＳＭ１０的全强迫试验和单因子敏感性试验结果，初步探讨了ＣＥＳＭ模拟的地 表气温、降水率对太阳辐射和温室气体的敏感性差异，以便更好地认识自然和人为因子对全球气候变化的贡献。 结果表明：地球系统模式 ＣＥＳＭ１０对温室气体变化的敏感性比对太阳辐射的敏感性高，温室气体含量变化引起 ２ ２ 相当于 １Ｗ／ｍ 的辐射强迫增加会导致全球平均温度上升０５１℃，而太阳辐射变化 １Ｗ／ｍ 时全球平均温度仅上升 ０２７℃；在太阳辐射单因子敏感性试验中，地表气温每升高 １℃降水量增加 ２９１％，要高于温室气体单因子敏感 性试验的增量 ２２２％。另外，自然和人为因子所导致的地表气温空间变化特征也不相同，在太阳活动影响下，气 温首先在北欧区域明显升高，赤道西太平洋暖池区域随着总太阳辐射量的增加而明显变暖，但在白令海峡和格陵 兰岛区域则出现明显降温；而在温室气体影响下，地表气温则在北半球高纬区域显著增加，赤道东太平洋区域随 着温室气体浓度的增加呈现出类似ＥｌＮｉｏ的分布型态。 主题词　　地球系统模式　太阳辐射　温室气体　敏感性试验　气候模拟 ＋ 中图分类号　　　 Ｐ４６７，Ｐ５３４６３２　　　　文献标识码　　Ａ 高２～４℃［９，１０］，因而有学者怀疑气候模式是否对温 １　引言 ［１１］ 室气体浓度变化的响应过于敏感 。但由于高分 　　自然和人为因子对全球气候的影响一直是气候 辨率的古气候代用资料较少，难以满足研究自然暖 变化研究的热点和难点问题。多数研究结果指 期形成过程的需要；而现代器测资料的长度则较 ［１］ 出 ，人类活动是近百年来全球增暖的主要原因。 短，只能给出现代暖期气候的变化情景，并不能使 政府间气候变化专门委员会（ＩＰＣＣ）第五次评估报 我们定量认识自然和人类活动对现代暖期气候形成 告（ＡＲ５）的国际气候研究小组亦得出人类活动是导 的贡献。因此，为了进一步理解现代暖期的成因机 ［２］ 致现代全球气候增暖的主要原因的结论 。通过 制，历史时期的气候变化研究已成为全球变化所关 对参与第三阶段国际古气候模拟比较计划（ＰＭＩＰ３） 注的核心内容之一。 的多模式模拟结果进行分析也发现［３～５］，温室