2008年6－8月意大利短期访问总结

高学杰  徐影  石英

（国家气候中心 气候变化影响评估部）

应国际理论物理研究中心(The Abdus Salam International Center Centre for Theoretical Physics，ICTP, 位于意大利Trieste)教授F. Giorgi博士邀请，国家气候中心高学杰研究员，徐影副研究员和博士研究生石英于2008年5月29日~8月26日，对其地球科学部(ESP)进行了为期3个月的学术访问。其中高学杰和徐影的国际旅费和当地费用，及石英的当地费用由ICTP支付。

F. Giorgi是世界著名的气候学家，最早发展了区域气候模式，在全球模式结果的分析方面，也有很多开创性的研究，是IPCC WGI的副主席。访问期间，我们与F. Giorgi博士等一起进行了以下工作和相关讨论。

一、 IPCC AR4多模式在东亚和中国地区的结果分析

1. 对多模式加权平均方法进一步改进。采用加权平均的方法，对多个IPCC模式模拟结果进行分析，得到东亚地区未来不同时段温度和降水变化的不确定性范围。权重因子由5个变量的变化得到。这些方法对于评估和确定气候模式在未来气候变化预估中的不确定性具有很重要的意义，也为今后改进和发展气候系统模式提供一些参考依据。

2. 进一步修改中国地区气候变化的热点（hotspot）分析的文章。由于不同地区对于全球变暖的响应不相同，因此基于冬、夏两个季节区域相对的气温、降水及其变率的变化，访问期间对中国不同地区对于全球变暖的敏感性进行了定量化的分析，指出我国北方和青藏高原，是气候变化的敏感地区。

3. 气候变化对长江流域极端事件影响的分析

随着全球的变暖，极端事件发生的频率和强度都有了变化，在这种背景下，我门利用IPCC AR4提供的9个模式的模拟结果，首先对长江流域未来极端事件的变化进行了分析，包括热浪指数，暖夜的变化，连续干旱日数，大于10mm降水日数，降水强度指数等。下一步将对整个东亚地区未来极端事件的变化进行进一步的分析。

    4．利用国外网速较快的便利条件，下载了IPCCAR4气候变化逐日模拟数据，为气候变化影响评估部开展气候变化对农业、水资源以及其他社会经济的影响方面的工作提供了基础数据。

二、中国地区区域气候变化模拟

1. 中国20 km高分辨率气候变化试验结果的进一步分析

首先根据文献中提供的一些极端指数的定义，包括热浪持续指数（HWDI），霜日（FD），最高气温和最低气温之差（ETR），最大连续干日（CDD），生长季长度（GSL），日最低气温大于90%百分点的天数（Tn90），日降水量大于等于10mm的天数（R10），最大连续5日降水量（R5d），简单日强度指数（SDII）等，计算了模式模拟和观测的相应各指数值，并通过两者的对比，检验了模式的模拟能力。在此基础上，对未来气候极端事件的变化进行了初步分析。结果显示：与气温有关的各极端指数在全国大部分区域都将增加，与降水有关的各指数值的变化则在不同地区有所不同。

上述工作1 的基础上，使用3个指数，即koppen气候分类法，Budyko干旱指标及UNEP干旱指数，进行了中国地区气候变化与干旱的分析。结果显示，当代模拟的koppen气候分类除南方全球模式的模拟更合理外，其它大部分区域区域模式的模拟要好于全球模式。将未来A2情景下的模拟与当代模拟对比，两模式均显示干旱和半干旱区有扩大的趋势。表明未来发生干旱的地区要增多，水资源问题将面临更大的挑战。其它两个干旱指数的结果还有待于进一步分析。

2. 中国地区沙尘暴及其与气候变化关系的模拟

使用ICTP RegCM3区域气候模式，进行了东亚地区沙尘暴的初步模拟，以为气候变化对中国沙尘暴影响的研究奠定基础。RegCM3所耦合的沙尘模式，是在非洲气候的基础上发展而来，应用到中国，有很多问题。针对这些问题，进行了大量的模式调试和试运行工作。

3. 东亚－南亚25 km分辨率ECHAM5－RegCM3的分析。2008年上半年，我们进行了在ECHAM5全球模式驱动下，25km分辨率的东亚－南亚地区气候变化的模拟，对模拟结果进行了初步分析、讨论和评价。
    4. RegCM3在亚洲地区应用的进一步调试和晚上。现在的区域模式版本，基本是在欧洲气候模拟基础上发展来的，在亚洲地区应用，存在一些问题，如东亚地区冬季有冷偏差，在东南亚和南亚地区的冷偏差很大，中国地区冬季降水模拟的偏少， 模式在东亚地区计算不稳定，等。针对这些问题，和外方专家进行了讨论，并进行了大量的相关试验。

5. 气溶胶对东亚气候影响的模拟。使用RegCM3，进行了Sulfate＋BC＋OC气溶胶对东亚地区气候模拟的初步试验，初步确定了研究和试验方案。

6. 三峡水库对气候影响的试验。使用RegCM3，进行了50 km至10 km (sub BATS 2 km)，2006－2007年中国和三峡地区的模拟的双重嵌套模拟，以探讨2006年夏季重庆高温干旱的成因及三峡水库的作用。

7. 土壤湿度变化试验。土壤湿度及其与大气的反馈，在气候变化中起着重要作用。为准备进行这方面的模拟，对模式进行了相应的改变。初步的结果显示：如果根区和上层土壤湿度保持为常数，也就是说在积分过程中不考虑土壤湿度的反馈，模拟出来的气温在大部分区域上要比土壤湿度随时间变化时低。

三、国内工作

访问期间，同时完成了国内管理等方面的大量工作，如项目的申请、机构设置、项目的中期评估，以及指导研究生等等。具体如下：

1.          气候变化影响评估部设置和工作方案；

2.          气候变化影响评估部位来5年科研发展规划；

3.          气候变化影响评估部未来5年业务发展规划；

4.          气候变化影响评估部岗位说明；

5.          2009年项目库“极端气候事件的检测、归因与预估”可研报告的编写；

6.          2009年项目库“高分辨率区域气候模拟结果在中国典型地区的解释应用”可研报告的编写；

7.          2008业务项目“粮食安全业务保障系统建设”中期评估报告；

8.          2008业务项目“气候变化与水利工程建设相互影响系统建设”中期报告。

四、收获和体会

气候变化问题，现在得到了中国政府和科学界越来越多的重视。进行气候变化特别是中国区域气候变化的研究，提高我国在此方面的科学认识水平，对国家可持续发展政策的制定，扩大在国际气候变化领域的影响力和进行相应的外交谈判等，都具有非常重要的意义。

与国际先进水平相比，我国在气候变化方面的研究尚有较大差距，如在IPCC AR4第一卷科学基础部分，我国科学家论文的引用仅占全部引用论文的1.4%。

提高我国业务研究人员在气候变化领域的科学水平，除自身努力外，另外一个迫切需要的方面，是加强国际交流和合作工作，以了解国际最新动态，少走弯路。本次访问在这方面取得了一定的成果和收获，未来在各级领导支持下，继续进行类似的访问，非常必要。