
2025-07-16
中國(guó)科學(xué)院大氣物理研究所等研究團(tuán)隊(duì),基于DEEPC地表能量平衡數(shù)據(jù)、再分析資料和CMIP6高分辨率模式計(jì)劃(HighResMIP)結(jié)果,考察了全球和亞洲季風(fēng)區(qū)Fs 的模擬偏差及其來(lái)源。
地表能量收支是大氣與下墊面之間的能量交換,通常用凈地表能量通量(Fs)來(lái)量化(圖1)。地表能量收支可以調(diào)節(jié)地表溫度和蒸散量來(lái)控制陸面氣候過(guò)程和水循環(huán),其變化會(huì)改變植物的光合作用、生產(chǎn)力和二氧化碳吸收,從而影響全球能量、水和碳循環(huán)過(guò)程。因此,F(xiàn)s的合理模擬對(duì)地球能量收支和地表過(guò)程研究至關(guān)重要。中國(guó)科學(xué)院大氣物理研究所李劍東和劉屹岷研究員聯(lián)合廣東海洋大學(xué)的廖曉晴博士、劉春雷教授與曹寧副教授及英國(guó)雷丁大學(xué)...
2025-05-30
針對(duì)“動(dòng)力-物理相互作用對(duì)灰區(qū)CPS分辨率敏感性的影響”,中國(guó)科學(xué)院大氣物理研究所地球系統(tǒng)數(shù)值模擬與應(yīng)用全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室李立娟研究員系統(tǒng)評(píng)估了KF方案在灰區(qū)尺度下的分辨率敏感性,揭示了動(dòng)力-物理相互作用對(duì)KF方案分辨率依賴性的作用機(jī)制。
對(duì)流參數(shù)化方案(CPS)的分辨率敏感性是天氣與氣候模擬中的重要問(wèn)題,主要體現(xiàn)在不同網(wǎng)格分辨率下對(duì)流過(guò)程對(duì)模擬結(jié)果的影響。隨著模式分辨率逐步提升至“灰區(qū)”(1–10 km),部分對(duì)流可顯式解析,部分仍需參數(shù)化。因此,基于傳統(tǒng)CPS的模式模擬表現(xiàn)出較大不確定性。目前相關(guān)研究多將分辨率敏感性歸因于CPS本身,然而針對(duì)模式內(nèi)部動(dòng)力與物理過(guò)程、特別是動(dòng)力-物理之間的復(fù)雜相互作用對(duì)CPS分辨率敏感性的影響尚未被深入研究,這使...
2025-05-22
研究發(fā)現(xiàn),南亞夏季風(fēng)在過(guò)去暖期和未來(lái)預(yù)估中呈現(xiàn)類似的變化特征,表現(xiàn)為南亞地區(qū)降水總體增加,孟加拉灣季風(fēng)槽環(huán)流減弱,阿拉伯海北部季風(fēng)環(huán)流增強(qiáng)。季風(fēng)降水的增加,一方面來(lái)源于全球平均增暖引起的大氣水汽含量增加,與之相關(guān)的熱力項(xiàng)遵循“濕更濕,干更干”特征;另一方面來(lái)源于副熱帶歐亞大陸及北非地表增暖加劇所驅(qū)動(dòng)的季風(fēng)環(huán)流變化,通過(guò)溫度平流導(dǎo)致南亞地區(qū)動(dòng)力項(xiàng)呈現(xiàn)“南干北濕”的非均勻空間格局。
近日,中國(guó)科學(xué)院大氣物理研究所周天軍研究員團(tuán)隊(duì)在Nature發(fā)表題為“Past warm intervals inform the future South Asian summer monsoon”的研究論文,揭示了不同氣候增暖背景下南亞夏季風(fēng)變化機(jī)制的一致性,強(qiáng)調(diào)了古氣候參照物在提升未來(lái)氣候預(yù)估準(zhǔn)確性方面的重要潛力。該研究綜合了國(guó)際耦合模式比較計(jì)劃CMIP6所涵蓋的過(guò)去和未來(lái)共六種增暖情景,包括中上新世(~3.3–3百萬(wàn)年前)、末次間冰期(~12.7萬(wàn)年前)、中全新世(~600...
2025-04-17
極端降水事件因其致災(zāi)性而備受關(guān)注,但深入理解和準(zhǔn)確預(yù)測(cè)極端降水仍然是一項(xiàng)巨大的挑戰(zhàn)。除頻率和強(qiáng)度外,降水的持續(xù)時(shí)間也是衡量降水極端性的重要指標(biāo)。然而,IPCC指出,目前關(guān)于降水持續(xù)性的研究仍較為有限。在本研究中,我們聚焦于全球海洋模態(tài)與中國(guó)夏季極端持續(xù)性降水(SEPP)之間的月際至年際預(yù)測(cè)問(wèn)題。
極端降水事件因其致災(zāi)性而備受關(guān)注,但深入理解和準(zhǔn)確預(yù)測(cè)極端降水仍然是一項(xiàng)巨大的挑戰(zhàn)。除頻率和強(qiáng)度外,降水的持續(xù)時(shí)間也是衡量降水極端性的重要指標(biāo)。然而,IPCC指出,目前關(guān)于降水持續(xù)性的研究仍較為有限。在本研究中,我們聚焦于全球海洋模態(tài)與中國(guó)夏季極端持續(xù)性降水(SEPP)之間的月際至年際預(yù)測(cè)問(wèn)題。研究基于1961–2020年臺(tái)站逐日降水?dāng)?shù)據(jù)和多套格點(diǎn)觀測(cè)數(shù)據(jù),篩選出包括ENSO、印度洋海溫海盆一致模(IOB)、太平洋年...
2025-03-28
隨著氣候變化加劇,快速發(fā)展的驟旱正成為干旱的一種新常態(tài)。近年來(lái),如2012年美國(guó)中西部特大驟旱、2022年我國(guó)長(zhǎng)江流域特大驟旱均導(dǎo)致陸地碳匯顯著下降。定量評(píng)估生態(tài)系統(tǒng)對(duì)驟旱的抵抗能力,對(duì)于制定適應(yīng)策略及緩解驟旱影響至關(guān)重要。然而,目前全球范圍內(nèi)植被對(duì)驟旱的抵抗力及其長(zhǎng)期演變趨勢(shì)仍不明晰。近期,大氣所地球系統(tǒng)數(shù)值模擬與應(yīng)用全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室與南京信息工程大學(xué)水文與水資源工程學(xué)院合作,在Nature Communications發(fā)...
2025-01-13
海洋物理環(huán)境的顯著變化已經(jīng)嚴(yán)重威脅了海洋生態(tài)環(huán)境與人類可持續(xù)發(fā)展。2024年,全球有104個(gè)國(guó)家記錄了有史以來(lái)最高的溫度,多地經(jīng)歷了極端天氣事件:大范圍的干旱、熱浪、野火,影響了南非、南亞、菲律賓、巴西、歐洲及美國(guó)東北部。2024年3月份,澳大利亞大堡礁發(fā)生了大規(guī)模的珊瑚白化事件;而7月加勒比海地區(qū)、9月的美國(guó)東南部及中國(guó)海南地區(qū),先后遭受了多次超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)(颶風(fēng))的襲擊。10月底,西班牙遭受到了“現(xiàn)代史上西班牙最嚴(yán)重的洪澇災(zāi)害”的襲擊,短短幾小時(shí)內(nèi),河流泛濫成災(zāi),造成了至少223人喪生。海洋持續(xù)變暖會(huì)降低海水中的溶解氧含量,影響海洋生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性,進(jìn)一步影響人類開(kāi)發(fā)利用海洋漁業(yè)資源。海洋是臺(tái)風(fēng)、颶風(fēng)等極端天氣的能量來(lái)源,更暖的海洋也將導(dǎo)致未來(lái)臺(tái)風(fēng)更強(qiáng)、降水更多,給登陸地造成經(jīng)濟(jì)和社會(huì)損失:2024年9月超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)“摩羯”登陸海南,造成了約800億元的直接經(jīng)濟(jì)損失。這些極端氣候事件背后都有著地球系統(tǒng)增暖的推波助瀾。
1月10日,由中國(guó)科學(xué)院大氣物理研究所(以下簡(jiǎn)稱大氣所)牽頭,聯(lián)合國(guó)家海洋環(huán)境預(yù)報(bào)中心、自然資源部第二海洋研究所、中國(guó)科學(xué)院海洋研究所、中國(guó)科學(xué)院計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信息中心、美國(guó)國(guó)家海洋和大氣管理局、美國(guó)國(guó)家大氣研究中心、法國(guó)墨卡托海洋國(guó)際研究所、意大利國(guó)立地球物理與火山學(xué)研究所等全球31個(gè)研究單位的54位科學(xué)家組成的國(guó)際研究團(tuán)隊(duì),在《ADVANCES INATMOSPHERICSCIENCES》(AAS)發(fā)布了2024年全球海溫變化研究報(bào)告。...
2024-09-29
近日,第20屆CCF全國(guó)高性能計(jì)算學(xué)術(shù)年會(huì)在武漢舉行,我所海洋模式團(tuán)隊(duì)聯(lián)合中國(guó)科學(xué)院計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信息中心、嶗山實(shí)驗(yàn)室、鵬城實(shí)驗(yàn)室、中國(guó)地質(zhì)大學(xué)等單位共同完成的最新研究成果“A Performance-Portable Kilometer-Scale Global Ocean Model Across Various Heterogeneous Supercomputers”獲得了超算年度最佳應(yīng)用獎(jiǎng)。大氣所團(tuán)隊(duì)在地球系統(tǒng)數(shù)值模擬裝置技術(shù)支撐下完成了模式建立和調(diào)試、科學(xué)實(shí)驗(yàn)、檢驗(yàn)評(píng)估等工作。該成果有效擴(kuò)...
2024-09-25
作為地球氣候系統(tǒng)最大的熱儲(chǔ)庫(kù),海洋吸收了90%以上人類活動(dòng)造成的地球能量盈余。過(guò)去一個(gè)世紀(jì)以來(lái),海洋增暖主要發(fā)生在海洋上層,下層的溫度變化則很小。這種差異反映為海洋較小的瞬時(shí)熱儲(chǔ)存效率(全球平均海洋溫度變化與平均海表溫度變化之比),目前其觀測(cè)值僅為0.1左右。那么,在更長(zhǎng)時(shí)間尺度上,海洋熱儲(chǔ)存效率能達(dá)到多少,其背后的物理機(jī)制又是什么呢?古氣候記錄為這一問(wèn)題提供了線索。南極冰芯和深海溫度記錄表明,末次...
2024-08-05
準(zhǔn)確的全球海洋溫度和熱含量格點(diǎn)觀測(cè)數(shù)據(jù)集對(duì)于海洋和氣候科學(xué)研究、氣候監(jiān)測(cè)及業(yè)務(wù)化應(yīng)用具有重要意義。由中國(guó)科學(xué)院大氣物理研究所(以下簡(jiǎn)稱“大氣所”)牽頭,聯(lián)合中國(guó)科學(xué)院計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信息中心、中國(guó)科學(xué)院海洋研究所、嶗山實(shí)驗(yàn)室、中國(guó)科學(xué)院南海海洋研究所、美國(guó)國(guó)家大氣研究中心、意大利國(guó)立地球物理與火山學(xué)研究所、新西蘭奧克蘭大學(xué)等機(jī)構(gòu),在《EarthSystemScienceData》期刊上正式發(fā)布了第四代的全球海洋溫度和熱...
2024-07-24
近期,中國(guó)科學(xué)院大氣物理所(簡(jiǎn)稱“大氣所”)蘇杭研究員課題組發(fā)表題為《Smoke-charged vortex doubles hemispheric aerosol in the middle stratosphere and buffers ozone depletion》的論文,通過(guò)先進(jìn)的數(shù)值模擬和衛(wèi)星觀測(cè)揭示了野火影響平流層臭氧損耗的新機(jī)制。 臭氧層是保護(hù)地球上的生命免受有害紫外線(UV)輻射的重要屏障。得益于1987年簽訂的《蒙特利爾議定書》,地球大氣臭氧層正在逐步恢復(fù)。這項(xiàng)具有里程碑意...
2024-07-18
青藏高原,被譽(yù)為“亞洲水塔”,為下游地區(qū)提供了重要的水資源。在增暖情景下該地區(qū)水循環(huán)將如何變化是國(guó)際氣候科學(xué)界關(guān)注的重要問(wèn)題之一。此前針對(duì)該地區(qū)水循環(huán)變化的預(yù)估研究多基于粗分辨率的氣候模型,其中深對(duì)流過(guò)程需要進(jìn)行參數(shù)化處理。公里分辨率對(duì)流解析氣候模擬是國(guó)際氣候模擬的前沿方向。針對(duì)青藏高原地區(qū)的對(duì)流解析模擬已受到國(guó)際計(jì)劃的重視?!奥?lián)合區(qū)域降尺度試驗(yàn)”(CORDEX)國(guó)際計(jì)劃于2019年批準(zhǔn)了針對(duì)青藏高原第...
2024-07-18
今年入夏以來(lái),華南多地的強(qiáng)降雨、長(zhǎng)江一帶的特大暴雨以及最近洞庭湖的決堤時(shí)刻牽動(dòng)著全國(guó)人民的心。歷史上,東亞地區(qū)頻繁遭受洪水威脅,嚴(yán)重影響經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和人民生命財(cái)產(chǎn)安全。夏季東亞地區(qū)的許多洪水事件與中尺度對(duì)流系統(tǒng)(MCS)有關(guān),MCS帶來(lái)的降水通常強(qiáng)度大、范圍集中且持續(xù)時(shí)間長(zhǎng),具有引發(fā)洪水的潛力。然而,由于MCS和洪水研究分屬氣象和水文兩個(gè)領(lǐng)域,此前少有研究工作關(guān)注東亞地區(qū)MCS對(duì)大型洪水事件的影響,在氣候...
2024-06-21
近期,中國(guó)科學(xué)院大氣物理所(簡(jiǎn)稱“大氣所”)蘇杭研究員課題組與北京大學(xué)環(huán)境與工程學(xué)院張遠(yuǎn)航院士課題組和李歆研究員課題組合作在《Nature Geoscience》發(fā)表題為《大氣氧化性長(zhǎng)期趨勢(shì)指導(dǎo)臭氧污染控制戰(zhàn)略》(Ozone pollution mitigation strategy informed by long-term trends of atmospheric oxidation capacity)的論文,首次通過(guò)自由基化學(xué)機(jī)制分析揭示我國(guó)臭氧污染的優(yōu)化控制路徑。對(duì)流層臭氧(O3)污染是由排放到大氣...
2024-06-11
2023年“基于地球數(shù)值模擬的縣區(qū)級(jí)農(nóng)業(yè)環(huán)境智慧管理平臺(tái)研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化”項(xiàng)目獲得市科委、中關(guān)村管委會(huì)立項(xiàng),項(xiàng)目由瑞景勵(lì)德能源環(huán)境科技(北京)有限公司、北京桑田灣科技有限公司、清華大學(xué)共同承擔(dān)。目前,該項(xiàng)目取得初步進(jìn)展,依托地球系統(tǒng)數(shù)值模擬裝置,搭建“中國(guó)和全球主要農(nóng)產(chǎn)區(qū)糧食作物旱災(zāi)模擬分系統(tǒng)”,實(shí)現(xiàn)氣候及糧食產(chǎn)量的準(zhǔn)確預(yù)判。一是建成數(shù)值模擬的“孿生農(nóng)田”,分析全區(qū)歷年氣象和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)數(shù)據(jù),開(kāi)發(fā)基于地球...
2024-04-07
二次無(wú)機(jī)氣溶膠是大氣細(xì)顆粒物(PM2.5)的重要組分,其快速生成與積累往往是冬季重污染天氣出現(xiàn)的關(guān)鍵因素。傳統(tǒng)的空氣質(zhì)量數(shù)值模式由于輸入數(shù)據(jù)的不確定性和模式內(nèi)部物理化學(xué)機(jī)制模擬方案的不完善,導(dǎo)致二次無(wú)機(jī)氣溶膠模擬仍然具有較大的不確定性。針對(duì)這一難題,地球系統(tǒng)數(shù)值模擬裝置(以下簡(jiǎn)稱“寰”)核心團(tuán)隊(duì)中國(guó)科學(xué)院大氣物理研究所唐曉正高級(jí)工程師及團(tuán)隊(duì)構(gòu)建了一個(gè)基于層疊泛化算法(Stacked Generalization)的機(jī)器學(xué)...