
2025-07-16
中國科學(xué)院大氣物理研究所等研究團隊,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控制陸面氣候過程和水循環(huán),其變化會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)過程。因此,F(xiàn)s的合理模擬對地球能量收支和地表過程研究至關(guān)重要。中國科學(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雷丁大學(xué)...
2025-05-30
針對“動力-物理相互作用對灰區(qū)CPS分辨率敏感性的影響”,中國科學(xué)院大氣物理研究所地球系統(tǒng)數(shù)值模擬與應(yīng)用全國重點實驗室李立娟研究員系統(tǒng)評估了KF方案在灰區(qū)尺度下的分辨率敏感性,揭示了動力-物理相互作用對KF方案分辨率依賴性的作用機制。
對流參數(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題,主要體現(xiàn)在不同網(wǎng)格分辨率下對流過程對模擬結(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,然而針對模式內(nèi)部動力與物理過程、特別是動力-物理之間的復(fù)雜相互作用對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)在過去暖期和未來預(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。季風(fēng)降水的增加,一方面來源于全球平均增暖引起的大氣水汽含量增加,與之相關(guān)的熱力項遵循“濕更濕,干更干”特征;另一方面來源于副熱帶歐亞大陸及北非地表增暖加劇所驅(qū)動的季風(fēng)環(huán)流變化,通過溫度平流導(dǎo)致南亞地區(qū)動力項呈現(xiàn)“南干北濕”的非均勻空間格局。
近日,中國科學(xué)院大氣物理研究所周天軍研究員團隊在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)變化機制的一致性,強調(diào)了古氣候參照物在提升未來氣候預(yù)估準確性方面的重要潛力。該研究綜合了國際耦合模式比較計劃CMIP6所涵蓋的過去和未來共六種增暖情景,包括中上新世(~3.3–3百萬年前)、末次間冰期(~12.7萬年前)、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,但深入理解和準確預(yù)測極端降水仍然是一項巨大的挑戰(zhàn)。除頻率和強度外,降水的持續(xù)時間也是衡量降水極端性的重要指標。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)與中國夏季極端持續(xù)性降水(SEPP)之間的月際至年際預(yù)測問題。
極端降水事件因其致災(zāi)性而備受關(guān)注,但深入理解和準確預(yù)測極端降水仍然是一項巨大的挑戰(zhàn)。除頻率和強度外,降水的持續(xù)時間也是衡量降水極端性的重要指標。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)與中國夏季極端持續(xù)性降水(SEPP)之間的月際至年際預(yù)測問題。研究基于1961–2020年臺站逐日降水數(shù)據(jù)和多套格點觀測數(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,如2012年美國中西部特大驟旱、2022年我國長江流域特大驟旱均導(dǎo)致陸地碳匯顯著下降。定量評估生態(tài)系統(tǒng)對驟旱的抵抗能力,對于制定適應(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)植被對驟旱的抵抗力及其長期演變趨勢仍不明晰。近期,大氣所地球系統(tǒng)數(shù)值模擬與應(yīng)用全國重點實驗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個國家記錄了有史以來最高的溫度,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月的美國東南部及中國海南地區(qū),先后遭受了多次超強臺風(fēng)(颶風(fēng))的襲擊。10月底,西班牙遭受到了“現(xiàn)代史上西班牙最嚴重的洪澇災(zāi)害”的襲擊,短短幾小時內(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,進一步影響人類開發(fā)利用海洋漁業(yè)資源。海洋是臺風(fēng)、颶風(fēng)等極端天氣的能量來源,更暖的海洋也將導(dǎo)致未來臺風(fēng)更強、降水更多,給登陸地造成經(jīng)濟和社會損失:2024年9月超強臺風(fēng)“摩羯”登陸海南,造成了約800億元的直接經(jīng)濟損失。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,由中國科學(xué)院大氣物理研究所(以下簡稱大氣所)牽頭,聯(lián)合國家海洋環(huán)境預(yù)報中心、自然資源部第二海洋研究所、中國科學(xué)院海洋研究所、中國科學(xué)院計算機網(wǎng)絡(luò)信息中心、美國國家海洋和大氣管理局、美國國家大氣研究中心、法國墨卡托海洋國際研究所、意大利國立地球物理與火山學(xué)研究所等全球31個研究單位的54位科學(xué)家組成的國際研究團隊,在《ADVANCES INATMOSPHERICSCIENCES》(AAS)發(fā)布了2024年全球海溫變化研究報告。...
2024-09-29
近日,第20屆CCF全國高性能計算學(xué)術(shù)年會在武漢舉行,我所海洋模式團隊聯(lián)合中國科學(xué)院計算機網(wǎng)絡(luò)信息中心、嶗山實驗室、鵬城實驗室、中國地質(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。大氣所團隊在地球系統(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)實驗、檢驗評估等工作。該成果有效擴...
2024-09-25
作為地球氣候系統(tǒng)最大的熱儲庫,海洋吸收了90%以上人類活動造成的地球能量盈余。過去一個世紀以來,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熱儲存效率(全球平均海洋溫度變化與平均海表溫度變化之比),目前其觀測值僅為0.1左右。那么,在更長時間尺度上,海洋熱儲存效率能達到多少,其背后的物理機制又是什么呢?古氣候記錄為這一問題提供了線索。南極冰芯和深海溫度記錄表明,末次...
2024-08-05
準確的全球海洋溫度和熱含量格點觀測數(shù)據(jù)集對于海洋和氣候科學(xué)研究、氣候監(jiān)測及業(yè)務(wù)化應(yīng)用具有重要意義。由中國科學(xué)院大氣物理研究所(以下簡稱“大氣所”)牽頭,聯(lián)合中國科學(xué)院計算機網(wǎng)絡(luò)信息中心、中國科學(xué)院海洋研究所、嶗山實驗室、中國科學(xué)院南海海洋研究所、美國國家大氣研究中心、意大利國立地球物理與火山學(xué)研究所、新西蘭奧克蘭大學(xué)等機構(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,中國科學(xué)院大氣物理所(簡稱“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,通過先進的數(shù)值模擬和衛(wèi)星觀測揭示了野火影響平流層臭氧損耗的新機制。 臭氧層是保護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)。這項具有里程碑意...
2024-07-18
青藏高原,被譽為“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)將如何變化是國際氣候科學(xué)界關(guān)注的重要問題之一。此前針對該地區(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,其中深對流過程需要進行參數(shù)化處理。公里分辨率對流解析氣候模擬是國際氣候模擬的前沿方向。針對青藏高原地區(qū)的對流解析模擬已受到國際計劃的重視?!奥?lián)合區(qū)域降尺度試驗”(CORDEX)國際計劃于2019年批準了針對青藏高原第...
2024-07-18
今年入夏以來,華南多地的強降雨、長江一帶的特大暴雨以及最近洞庭湖的決堤時刻牽動著全國人民的心。歷史上,東亞地區(qū)頻繁遭受洪水威脅,嚴重影響經(jīng)濟社會發(fā)展和人民生命財產(chǎn)安全。夏季東亞地區(qū)的許多洪水事件與中尺度對流系統(tǒng)(MCS)有關(guān),MCS帶來的降水通常強度大、范圍集中且持續(xù)時間長,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領(lǐng)域,此前少有研究工作關(guān)注東亞地區(qū)MCS對大型洪水事件的影響,在氣候...
2024-06-21
近期,中國科學(xué)院大氣物理所(簡稱“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《大氣氧化性長期趨勢指導(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,首次通過自由基化學(xué)機制分析揭示我國臭氧污染的優(yōu)化控制路徑。對流層臭氧(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)級農(nóng)業(yè)環(huán)境智慧管理平臺研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化”項目獲得市科委、中關(guān)村管委會立項,項目由瑞景勵德能源環(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,該項目取得初步進展,依托地球系統(tǒng)數(shù)值模擬裝置,搭建“中國和全球主要農(nóng)產(chǎn)區(qū)糧食作物旱災(zāi)模擬分系統(tǒng)”,實現(xiàn)氣候及糧食產(chǎn)量的準確預(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),開發(fā)基于地球...
2024-04-07
二次無機氣溶膠是大氣細顆粒物(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)機制模擬方案的不完善,導(dǎo)致二次無機氣溶膠模擬仍然具有較大的不確定性。針對這一難題,地球系統(tǒng)數(shù)值模擬裝置(以下簡稱“寰”)核心團隊中國科學(xué)院大氣物理研究所唐曉正高級工程師及團隊構(gòu)建了一個基于層疊泛化算法(Stacked Generalization)的機器學(xué)...