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中东亚中全新世气候与植被反馈作用:PMIP2多模式结果分析

王志远  
【摘要】: 根据IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change)发布第四次报告,全球变暖已经成为了一个不争的事实,气候的变化不仅影响着人类活动,也影响着区域的经济以及社会发展。因此,对全球变暖的现象已经成为一个备受关注的问题。而中全新世,是距离现代较近的一个温暖湿润的时期,其CO2浓度与前工业时代相当,并且地质资料较为丰富,所以对中全新世的研究则有利于我们理解现在全球变暖的机制。 作为与我国关系密切的区域,中亚区域、中东亚干旱区、东亚季风区域成为近几年的热点区域,这三个区域不仅对我国的经济发展等状况影响较大,也是全球气候变化的敏感区域,并且,由于三个区域所受的气候条件不同,其气候的变化情况也不相同。因此本文选取了参加国际古气候模拟比较计划(Paleoclimate Modeling Intercomparison Project,简称PMIP)的六个耦合气候模式的模拟结果,着重对中全新世中、东亚干旱区以及东亚季风区的夏季气候变化(气温、降水)进行分析,探讨了太阳辐射变化和植被反馈作用对这三块区域中全新世气候变化的影响。由于各个模式之间以及所用的植被模块的差异,它们模拟的气候变化(气温、降水)的幅度有所不同。 本文的主要的研究成果如下: 通过对PMIP2的六个大气-海洋耦合模式(OA)的模拟结果进行分析得出了在中全新世,太阳辐射在对研究区域夏季的温度影响较大,三个区域都出现了不同程度的升温。说明了地球轨道参数的变化是决定中全新世气候(温度、降水)变化的主要因素之一。 通过对PMIP2的六个大气-海洋-植被耦合模式(OAV)的模拟结果进行分析,并与大气-海洋耦合模式做差值对比得出,植被也是影响中全新世气候变化的重要因素之一。 在中全新世,中亚地区由地球轨道参数变化引起的太阳辐射变化的影响下并不是一成不变的增温,在南喜马拉雅地区表现出了区域性特征-除了ECBILTCLIOVECODE和FOAM模式在这一区域温度略微升高外,其他4个模式都出现了1-2℃的显著降温。耦合了植被模式后,植被的变化加强了这一区域的温度降低(除ECBILTCLIOVECODE);降水方面,所有的模式都显示在这一区域降水显著增加。 植被的反馈作用在中东亚干旱区域的表现,中东亚干旱区,ECBILTCLIOVECODE、FOAM和UBRIS-HADCM3M2三个模式的模拟结果表现出中全新世植被的变化导致中东亚干旱区夏季平均温度较现代低,而其他三个模式的模拟结果则表现出较现代高的趋势,但除MRI-CGCM2.3.4NFA模式外,其余五个模式均在中国西北新疆地区表现出0.5℃左右的降温。这可能与植被的叶面反射率增加导致了到达地表的太阳辐射量减小所致。 在东亚季风区,植被的反馈作用使得FOAM、ECHAM5-MPIOM1、MRI-CGCM2.3.4FA三个模式的模拟结果显示温度较现代低;而ECBILTCLIOVECODE、UBRIS-HADCM3M2、MRI-CGCM2.3.4NFA三个模式的模拟结果显示植被的变化导致地表温度较现代高。但各个模式对东亚季风区的中全新世植被变化所引起的降水变化与代用资料比较有一定差异,并且各个模式结果不尽一致。


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