人类活动对轨道尺度全球季风区降水影响的模拟研究

目前,人类活动导致的温室气体增加是全球气候变化的主要驱动因素之一,但其在轨道尺度上对未来气候影响的研究却很少。利用海-陆-气耦合模式,对早全新世(距今10 ka前)、现代和未来10ka后的气候进行了一系列敏感性数值试验,主要探讨了在轨道尺度上自然强迫和人为温室气体对全球季风区气候变化的可能影响。模拟结果表明:在自然强迫驱动下,未来10 ka后的地球气候与早全新世类似,北半球的地表温度和降水将高于工业革命前的水平,而南半球则相反。在人类活动驱动下,未来10ka后全球地表温度将显著增加,除北美季风区外,所有季风区雨季的降水都将增加。受人类活动的影响,与工业革命前相比,极端降水和大气有效降水也将增加。在自然强迫下,雨季大气有效降水的增加主要是由于动力作用引起的大气环流增强,而人类活动引起的现代和未来10 ka后大气有效降水的增加主要是由于热力作用引起的大气水汽增加所致。

全球季风区的定义与变化及其影响因素

从全球尺度对季风进行研究,以标准化风场季节变率(δ)和季风降水指数(MPI)这2种主要的全球季风定义方法为基础,计算出1964—2013年全球季风区平均分布,讨论了这2种结果的差异,并根据2种定义计算了全球季风指数和季风区面积时间序列,分析季风强度和季风面积的变化及相互关系。同时利用Ni■o-3.4 SST(Sea Surface Temperature)指数、南方涛动指数、太阳黑子指数以及海冰数据,使用相关分析、场分析等方法,初步探讨全球季风变化的影响因素。结果表明:(1)标准化风场季节变率定义下的季风区包含了全球大部分的季风区,主要有热带季风区、副热带季风区和温寒带季风区。季风降水定义的季风区基本覆盖了典型季风区,主要分布在热带和副热带地区;(2)在全球尺度上,季风强度和季风面积具有显著年际变化特征,且在1978—2013年间,全球季风强度呈减弱趋势,全球季风面积趋势则相反;(3)全球季风强度变化与Ni■o-3.4 SST指数和太阳黑子指数以及喀拉海、巴伦支海海域的海冰密集程度存在正向变化关系,与格陵兰海、楚科奇海海域的海冰密集程度呈负向变化关系。