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中-意气候变化与气候变率学术研讨会总结
日期:2007-02-14
    

一、基本情况

20061128-29日,由意大利欧洲-地中海气候研究中心(国家火山-地球物理研究所(CMCC-INGV)与中国气象局国家气候中心(NCC/BCC)联合举办的-意气候变化与气候变率学术研讨会在意大利博洛尼亚市举行。中国气象局副局长王守荣研究员、预测减灾司前司长章国材研究员、国家气候中心任国玉研究员等一行9人出席了本次研讨会。参加这次会议的中方代表名单见附录1

本次讨论会是在中-意环保项目中国南水北调工程(东线)可持续水资源综合管理(SWIMER合作研究基础上组织召开的。SWIMER项目中,国家气候中心和意大利火山-地球物理研究所共同承担了气候变化对南水北调线区域水资源影响评估的课题工作。该课题的中方负责人是国家气候中心主任董文杰研究员。2003SWIMER项目开展以来,中意科学家主要分析了中国南水北调工程(东线)地区的年代以上尺度气候变率和变化趋势,采用NCCINGV的全球气候模式及NCC的区域气候模式,对未来可能气候变化情景进行了数值模拟和分析,并模拟评价了相关流域未来气候变化对水资源的可能影响。在SWIMER项目开展期间,意大利国家火山-地球物理研究所所长Antonio Navarra博士和Castellari Sergio博士曾多次访问国家气候中心,并曾就未来开展进一步合作问题进行了交流。双方2005年草拟了初步的季节预测合作研究建议书

意大利CMCC-INGV以东道主的身份热情欢迎中国同行的到来,并对会议作了充分准备。意方Castellari Sergio博士和国家气候中心气候研究开放实验室任国玉研究员分别主持了研讨会。Antonio Navarra所长在开幕式上致辞,并主持了关于未来合作研究的讨论。

 

二、会议主要成果

研讨会的主要内容包括:(1)意方主要介绍了CMCC-INGV如何采用动力气候学方法开展气候模式模拟方面的科研工作,以及他们结合IPCC第四次评估报告所开展的模式预估研究,同时也介绍了在区域气候变率和短期气候预测方面的研究进展;(2)中方主要介绍了国家气候中心在灾害气候事件监测、气候诊断和预测方法、气候系统模式开发和利用、气候影响评价以及东亚和中国气候变化检测和预估及其气候变化影响等方面的研究成果;(3)与会专家就中、意未来进一步开展合作研究的内容和方式等问题进行了讨论,并达成初步共识。研讨会共交流了20个学术报告,报告人和报告内容见附录2

关于中意双方进一步开展合作研究的内容,双方认为应包括以下方面:(1)全球和区域性季节、年际气候预测研究及其应用,重点是气候模式模拟预测;(2)当代和过去气候变率和气候变化的模拟研究;(3)年代以上尺度气候变化的检测和机理研究;(4)气候变化对水、作物和能源的影响研究。未来合作主要以联合申请项目和联合研究方式展开。双方同意首先联合申请中-意合作环境计划项目,该计划由意大利环境与国土部资助。中方可考虑在国内申请配套项目。

会议决定成立项目建议书起草小组,以2005年的建议书为蓝本,以本次会议讨论结果为框架,起草项目建议书。会议决定在200612月底成立起草小组,20072月底之前完成初稿。会议建议CMCCSergio Castellari博士和NCC/BCC任国玉博士作为双方的联系人。意大利专家还建议下一次研讨会于20074月底在北京举行。

 

三、CMCC-INGV研究工作介绍

CMCC-INGV的研究方向主要包括气候模式模拟(Climate Modeling)、火山学(Volcanology)、地震学及活动地质构造学(Seismology and Active Tectonics)和海洋学业务(Operational Oceanography)四部分。与国家气候中心合作的单位(Unit)主要采用动力气候学方法从事气候模式模拟方面的研究。该单位的研究目标主要是全球尺度的气候变化及其相关方面的评价工作,特别是地中海及欧洲-大西洋地区,及其相关的热带地区、季风系统和高纬度地区遥相关的系统。其研究重点是:采用数值模拟和理论研究手段,研究气候系统的自然变率以及人类活动影响下的气候变化。研究工具为不同复杂程度(从简单的线性模式到全球海-气耦合模式)的数值模式。这些模式用于全球和区域不同时间尺度的气候变化预测,其中包含大气、海洋、海冰、生态系统和植被等多种变量的地球系统模式用于研究季节到十年尺度的气候变率和气候预测。海洋环流模式利用海平面高度卫星观测数据以及实测温度和盐度数据,能够为季节预测提供全球海洋分析和初始场。

CMCC-INGV开展季节预测研究,建立了预测系统在新的预测系统中,将加入陆面过程,这项工作20073月份完成。研究人员对陆面植被过程的影响进行了分析结果表明,陆面过程的引入实质性的改进了地表通量的气候模拟,在森林覆盖区降水有所增加亚洲夏季风区的东部降水也有改进。建立降水和植被的年际变化关系,模式植被变化可解释12%的大陆降水方差。利用统计方法确定了ENSO循环下植被对大尺度降水分布的滞后影响效应,这一现象在观测和模式模拟中都有显示。未来将对季节气候预测的陆面初始化进行研究,发展一个离线(off-line陆面过程版本由再分析的地表通量和状态变量进行驱动。

开展了利用ECHAM4-GCM资料进行亚洲夏季风和可预报性研究。利用ECHAM4-GCM对亚洲夏季风的演变和年际变率进行研究,并与观测资料和ERANCEP-NCAR再分析资料进行了比较。利用平均降水和环流类型进行亚洲夏季风研究表明,ECHAM4-GCM能够很好地模拟亚洲夏季风的平均环流场,降水在印度次大陆总体上较观测偏弱,但在印度洋和菲律宾地区非常接近观测。通过两个不同指标EIMR(Extend Indian Monsoon Rainfall)DMIDynamical Monsoon Index)检验, ECHAM4-GCM具有捕获季风年际变率的能力。对NINO3 海温距平和季风指数的分析表明,模式能够反映两者相关的年代际变化。为检验印度季风潜在的可预报性和对集合成员的依赖程度,利用25个集合成员加上1979-1993年年际变化的海温为强迫进行试验,结果表明16个成员就可以捕获季风指数的变化。

基于AMIP-Type和耦合模式试验开展了亚洲夏季风对水平分辨率敏感性分析。在观测海温强迫,基于不同水平分辨率(T30,T42T106)的ECHAM4-GCM模拟试验表明在所有分辨率下模式都能很好地反映亚洲夏季风和降水的强度和空间特征。尤其低层的西风气流,它能很好地反映亚洲夏季风。高分辨率模式主要的改进在于降水区域特征的反映。降水和风场的年际变率与气候值相比,对分辨率不是很敏感,原因在于降水的年际变率主要受海温强迫。上述模型与海洋模式进行耦合,结果表明耦合模式能够再现季风实际特征

他们还探讨了在CO2加倍试验下,亚洲夏季风的年际变化,结果表明亚洲夏季风可能增强。

MAECHAM5短波辐射化方案进行了更新,增加该模式对气候温度的模拟。具体方法是,在现有的中层大气中增加新波段的参数化方案。

CMCC科学家已检测出全球不同区域的气候变率模。例如,在赤道、北平洋、北大西洋与南海均具有年代际SST振荡特征。反过来低频SST异常又与大气环流及降水变化相关。但至今尚未弄清产生这种长期变化的物理机制,根据当前能够获得的观测数据时间序列无法得出任何确切的结论。但是,可以利用气候模式进行数值试验,进而分析探讨其物理机制。

科学家目前在研究低频海洋模的产生机制。气候模式的模拟结果表明不同物理机制均会引起年际变率问题。例如,海洋与大气的非线性相互关系研究表明高频大气变率可将频率非常低响应传到海洋系统中。

CMCC的科学家研究了北大西洋气候系统的年代际变化、印度-太平洋气候变化对气候模式分辨率及CO2浓度的敏感性等问题。利用海气耦合模式研究了北大西洋涛动(NAO)与海洋环流的相互任用结果表明北大西洋中纬度气候变率受NAO控制,并具有N-S偶极子特征。用正归化处理后的冰岛与亚述尔群岛间SLP差值衡量NAO的变率并利用回归分析研究了NAOI与冬季SSTA、经向质量输送、径向热量输送的不同滞后相关关系。

CMCC/INGV气候系统模式包括全球大气环流模式(分辨率为T10639层)全球海洋环流模式(赤道与热带为1/16度,中高纬度1度,31层)陆面-植被动态模式海冰动力学模式积雪模式等。他们参加IPCC AR4的模拟试验,

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