全球变暖趋缓研究进展

近十几年来,全球年平均表面温度上升趋势显示出停滞状态,即全球变暖趋缓,这引起了国际社会的广泛关注,同时也引发了对全球变暖的质疑,各国气候学家正努力就全球变暖趋缓的事实、原因及其可能影响展开研究。本文综述了目前国内外对全球变暖趋缓的研究结果。多数科学家认可近十几年来全球变暖停滞的事实,并认为太阳活动处于低位相、大气气溶胶(自然和人为)增加以及海洋吸收热量是变暖停滞的可能影响因子,其中海洋(尤其是700米以下的深海)对热量的储存可能是变暖停滞的关键。国际耦合模式比较计划第5阶段中的模式并未精确地描述各种有利降温影响因子的近期位相演变,因而其模拟的近期增暖趋势较观测偏强。由此推断,变暖停滞主要是自然因素造成的,并且预测变暖趋缓将在近几年或几十年内结束(依赖于太平洋年代际振荡的位相转变),未来气温将仍主要受到温室气体增加的影响而表现出明显的上升趋势。因此,目前的全球变暖趋缓不大可能改变到本世纪末全球大幅度变暖带来的风险。本综述展望未来的研究热点包括:精确估算全球气温和海洋热含量的变率及其不确定性,海洋年代际信号(太平洋以及大西洋的年代际振荡)的转型机制,存储在深海的热量将在何时返回海洋表面及其对区域气候的潜在影响。

2011年3月日本福岛核电站核泄漏在海洋中的传输

使用全球版本的迈阿密等密度海洋环流模式对2011年3月日本福岛核电站泄漏在海洋中的传输以及扩散进行了数值模拟。数值模式中核废料(示踪物)排放情景采取等通量连续排放,排放时间从3月25日开始,分别持续20d以及1a,两种情形分别积分20a。为了减少海洋环流年际变化带来的数值模拟的的不确定性,20a的模式积分分别用2010年、1991—2011年、1971—1991年以及1951—1971年4个不同时段的NCEP/NCAR逐日再分析资料作为大气强迫场,因此每种排放情形包含4个数值试验。模拟结果的分析表明,不同核废料排放情景及其在不同时段大气资料对海洋模式的驱动下,模拟的示踪物总体的传输扩散路径(包括表层以及次表层)、传输速率以及垂直扩展的范围没有显著的差异。集合平均数值模拟的结果显示:在两种排放情景下,日本福岛核泄漏在海洋的传输路径受北太平洋副热带涡旋洋流系统主导,其传输路径首先主要向东,到达东太平洋后,再向南向西扩散至西太平洋,可能在10～15a左右影响到我国东部沿海海域,且海洋次表层的传输信号比表层信号早5a左右。通过进一步分析模式积分过程中最大示踪物浓度随时间变化发现,在积分第20a(2031年3月),海洋表层和次表层浓度的最高值分别只有模式积分第一年浓度的0.1%和1%。在积分的20a里,排放的核废料主要滞留在北太平洋海域(超过86%±1.5%的核废料在积分结束时,滞留在北太平洋),而在积分的前10a(2021年之前),几乎所有的核废料滞留在北太平洋;在核废料的垂直分布上,主要集中在海洋表层至600m的深度,在积分的20a时间里,没有核废料信号扩散至1 000m以下的深度。数值模拟的结果也表明核废料浓度减弱的强度以及演变的时间特征主要受洋流系统的影响,与排放源的排放时间长短关系不大。值得指出的是,更加准确地评估一个真实的核泄漏事故对海洋环境所造成的可能影响,还需要考虑大气中的放射性物质的沉降以及海洋生态对核物质的响应。

亚洲中部干旱区气候变化与丝路文明变迁研究:进展与问题

亚洲中部干旱区是对全球气候变化响应最为敏感的地区之一,也是水文变化剧烈和生态环境脆弱的地区。该地区包括了古丝绸之路的主体,在东西方交流和丝路文明兴衰历史中发挥了关键的作用。科学评估全球增温背景下亚洲中部干旱区人类社会可持续发展面临的风险,是广受关注的重大科学问题。东西方交流和丝路文明发展历史及其与气候环境变化关系的研究,可为认识该地区不同时间尺度人地关系演变的规律提供科学依据。通过总结东西方交流与丝路文明兴衰历史、亚洲中部干旱区全新世气候变化过程、多时间尺度气候一水文变化机制以及人与环境相互作用的过程与规律等领域的研究进展,提出目前亚洲中部干旱区全新世气候环境变化时空格局和丝路文明演化的过程,以及人与环境相互作用机制的研究存在明显不足。破解亚洲中部干旱区气候变化和文化演化研究区域不均衡问题,加强地学与考古学等多学科交叉研究,是推进气候变化与丝路文明变迁研究的有效途径。这对理解该地区人地关系演化规律、应对气候变化带来的挑战、服务国家“一带一路”倡议具有重要的科学价值和现实意义。