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科学家是如何预测未来气候的?

发布时间:2011/3/3 9:39:12

信息来源:广元市气象局  

IPCC预测,如果不采取全球联合行动减排温室气体,到2100年,全球平均地表温度将相对上升1.1℃~6.4 ℃。

需要注意的是,全球的温度变化将是不均匀的,陆地的变暖大于海洋,中高纬地区有更多变暖的年份,而且冬季的变暖大于夏季。

根据中国科学家的预测,未来20~100年中国地表气温将明显增加,降水量也呈增加趋势。和全球一样,21世纪中国地表气温将继续上升,其中北方增暖大于南方,冬春季增暖大于夏秋季。与2000年比较,2020年中国年平均气温将增加1.3℃~2.1 ℃,2030年增加1.5℃~2.8 ℃,2050年增加2.3℃~3.3 ℃。预计到2020年,全国平均年降水量将增加2%~3%,到2050年可能增加5%~7%。降水日数在北方显著增加,南方变化不大。降水变化时空变率较大,不同模式给出的结果也存在明显差异。

最近的科学研究发现,气候变暖可导致海底低温封存的甲烷融化,大量的甲烷从海底释放,将导致地球更加剧烈的变化,加速地球变暖。此外,升温引起的植物光合作用或细菌活动的变化同样可以增加二氧化碳浓度。由于全球变暖,土壤中的细菌将分解更多的有机物从而产生更多的二氧化碳,且细菌分解有机物产生的二氧化碳要比植物光合作用吸收的二氧化碳多,而温度升高后森林和海洋吸收的二氧化碳减少,这将导致2100年全球升温可能要比当前的预估值高出0.1℃~1.5 ℃。

那么,科学家是如何预测未来气候的呢?

目前科学家主要利用气候模式对气候变化进行模拟和预测。气候模式是根据一套描述气候系统中存在的各种物理、化学和生物过程及其相互作用的数学方程组而建立的。气候模式中必须包括能描述气候系统中各部分的圈层模式及相关的重要过程,然后通过一定的方式把它们耦合在一起,成为复杂的多圈层耦合的气候系统模式,这已成为预测全球气候变化的主要工具。其中最常用的全球模式是把大气与海洋耦合在一起的海气耦合模式,它包括大气模式、海洋模式、海冰模式等部分。气候模式的预测不仅依赖于模式本身的设计水平,而且与计算机技术的发展密切相关。

气候模式的设计包括三个重要的方面,一是如何在气候模式中包括和表征气候系统和许多重要的物理过程(物理、生物地球化学过程等);二是如何把各圈层的模式或物理过程有机地组合集成在一个庞大的气候系统模式中,这就是所谓耦合技术或方法;三是为了对未来几十年或几百年的气候变化做出预测,必须知道未来全球范围温室气体和硫酸盐气溶胶的排放情景,依据不同的情景,可以预测未来不同的气候变化。

所谓情景就是在对一系列重要内在关系和驱动因子做出协调一致及合理假设的基础上,为世界或地区提供未来发展的可能状态。2000年IPCC出版的《排放情景专题报告》提出了四种全球未来可能的社会经济发展框架。通过对相关假设和特征进行量化,衍生出了多种温室气体排放情景,是评估未来气候变化可能影响的基础。

——摘自气象出版社《气候变化40问》

责任编辑:李志华

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