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亞洲的氣溶膠和季風(fēng)氣候交互——Aerosol and monsoon climate interactions over Asia. Reviews of Geophysics， 2016， in press.

日益嚴(yán)重的干旱/洪澇災(zāi)害和氣溶膠增加導(dǎo)致的空氣質(zhì)量惡化，是居住有60%世界人口的亞洲季風(fēng)區(qū)所面臨的兩個最嚴(yán)重威脅。過去十年里，大量研究已經(jīng)關(guān)注了氣溶膠對亞洲季風(fēng)天氣和氣候產(chǎn)生的影響?；诖?，美國馬里蘭大學(xué)的李占清等對亞洲氣溶膠、季風(fēng)及其相互作用進(jìn)行了綜述。亞洲季風(fēng)區(qū)是多種人為和自然氣溶膠的一個主要源地。氣溶膠的分布與天氣和氣候條件相互影響。在大陸尺度上，氣溶膠減少了地表太陽輻射，減弱了海陸熱力差異，因而抑制了季風(fēng)的發(fā)展。在局地尺度上，氣溶膠輻射效應(yīng)改變了低層大氣的熱力學(xué)穩(wěn)定性和對流潛力，導(dǎo)致溫度降低、大氣穩(wěn)定度增加，并削弱了風(fēng)和大氣環(huán)流。亞洲季風(fēng)區(qū)的吸收氣溶膠（如黑碳和沙塵）還可能誘發(fā)動力反饋過程，從而加強(qiáng)早期的季風(fēng)，并影響季風(fēng)的后續(xù)演進(jìn)。以往研究已經(jīng)提出了關(guān)于氣溶膠如何調(diào)節(jié)不同季風(fēng)氣候變量的振幅、頻率、強(qiáng)度和階段的很多機(jī)制。在一種關(guān)于氣溶膠與季風(fēng)相互作用的新的模式中，天然氣溶膠（如沙塵、生物質(zhì)燃燒產(chǎn)生的黑碳和植被生物氣溶膠）被認(rèn)為是氣溶膠季風(fēng)氣候系統(tǒng)的一種內(nèi)在組成部分，受到全球變暖、人為氣溶膠、土地利用變化等外來強(qiáng)迫的影響。

全新世晚期的氣候：自然的還是人為的？——Late Holocene climate：Natural or anthropogenic？ Reviews of Geophysics， 2016， Vol. 54， No. 1.

十多年來，科學(xué)家一直在爭論當(dāng)前間冰期的溫暖氣候是自然變率還是人為引起的。確切來說，關(guān)于全新世的氣候變暖，目前有兩種觀點：一種認(rèn)為工業(yè)化前全新世的溫暖氣候源于自然因素，地球軌道變化仍然沒有導(dǎo)致地球進(jìn)入一個新的冰期狀態(tài)；另一種認(rèn)為早期農(nóng)業(yè)活動釋放的溫室氣體在很大程度上影響了地球氣候系統(tǒng)。美國弗吉尼亞大學(xué)的Ruddiman等總結(jié)了一些新的證據(jù)，以檢驗這兩種觀點。他們主要通過對比全新世晚期和上一個間冰期期間的一些響應(yīng)差異，以評價全新世晚期的響應(yīng)是否看起來是不同的（因而，可認(rèn)為是人為因素）或者是相似的（自然因素）。對比結(jié)果顯示出了一些異常信號（人為因素），主要是CO2、CH4、δD和δ18O的趨勢變化體現(xiàn)了全新世晚期的異常。另外，研究指出一些反映早期人為溫室氣體釋放的古生態(tài)學(xué)和考古學(xué)證據(jù)記錄了與冰芯人為異常一致的相當(dāng)大的早期人為排放量。

基于貝葉斯模型平均方法重建區(qū)域平均氣候：以中國云貴高原的溫度重建為例——Reconstruct regional mean climate with Bayesian model averaging： a case study for temperature reconstruction in the Yunnan-Guizhou Plateau， China. Journal of Climate，2016， Vol. 29， No. 14.

區(qū)域平均氣候可以反映一個地區(qū)的平均氣候特征。在全球氣候變暖的背景下，不同區(qū)域的平均氣候存在不同的變化趨勢。認(rèn)識長期的區(qū)域氣候變化有助于了解該區(qū)域氣候的低頻變化趨勢。重建過去的長期區(qū)域平均氣候變化對于認(rèn)識區(qū)域氣候變化特征具有重要意義。樹木年輪是重要的過去氣候變化的代用資料?；谀贻喛梢灾亟ǔ鲩L期的逐年氣候變化特征。然而，利用年輪重建區(qū)域平均氣候時，一般利用將該區(qū)域所有樣點的數(shù)據(jù)平均或者主成分分析的方式進(jìn)行。利用平均方法可以基于年輪重建部分區(qū)域的平均氣候，然而并不是在很多區(qū)域利用年輪平均的方式都能達(dá)到重建氣候的閾值。同時，主成分方法處理的是年輪信號，不能反映年輪和氣候之間的關(guān)系。為了克服上述方法的缺陷，沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)的張先亮等利用貝葉斯模型平均方法將各個樣點的年輪樣本，根據(jù)其與氣候的關(guān)系進(jìn)行加權(quán)平均，得到重建的區(qū)域平均氣候變化，并以云貴高原的樹木樣本為例進(jìn)行了說明。研究發(fā)現(xiàn)，基于云貴高原所有采樣點的年輪平均值無法進(jìn)行區(qū)域氣候的重建，而利用貝葉斯平均方法可以重建出過去400年的溫度變化特征。因此，貝葉斯平均方法能很好地為各個年輪樣本加權(quán)以重建區(qū)域平均氣候。

過去30年（1982—2012年）全球陸表物候的變化——Variability and evolution of global land surface phenology over the past three decades（1982-2012）. Global Change Biology，2016， Vol. 22， No. 4.

檢測地表物候?qū)τ诶斫馍鷳B(tài)系統(tǒng)對氣候系統(tǒng)的響應(yīng)和反饋、以及在陸地生物圈模型中準(zhǔn)確地描述它們具有重要意義。而且，通過識別不同尺度上的物候趨勢，有可能彌補(bǔ)傳統(tǒng)的基于點的物候觀測和大尺度全球模型之間的差異。瑞士蘇黎世大學(xué)的Garonna等以生長季長度、生長開始期和結(jié)束期為評價指標(biāo)，分析了全球過去30年衛(wèi)星反演的植被物候變化特征。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，1982—2012年，全球生長季長度（GSL）平均延長了0.22～0.34d/a，不過空間差異明顯。全球陸地區(qū)域的13%～19%顯示出了顯著的GSL變化，其中的30%發(fā)生在北半球北方森林和高山地區(qū)（boreal/alpine biome），在這個群系中，“寒冷、中等濕度”環(huán)境帶的GSL變化又最為顯著。研究進(jìn)一步分析了生長開始期和結(jié)束期改變對GSL變化的影響，發(fā)現(xiàn)生長結(jié)束期變化的貢獻(xiàn)普遍要強(qiáng)于生長開始期。這些發(fā)現(xiàn)為識別植被物候變化的驅(qū)動因子、從而改善陸地生物圈模型提供了必要信息。

E NS O冷暖位相影響東亞冬季風(fēng)與東亞夏季風(fēng)聯(lián)系的非對稱性——《大氣科學(xué)》2016年第40卷第4期

東亞冬季風(fēng)（East Asian Winter Monsoon，簡稱EAWM）和東亞夏季風(fēng)（East Asian Summer Monsoon，簡稱EASM）作為東亞季風(fēng)系統(tǒng)的兩個組成部分，它們之間存在顯著的轉(zhuǎn)換關(guān)系。前人的研究表明EAWM與次年EASM的轉(zhuǎn)換關(guān)系只有在ENSO事件發(fā)生時才顯著，然而這些研究都是基于ENSO對大氣環(huán)流的影響是對稱的這一假設(shè)下進(jìn)行的。徐霈強(qiáng)等的研究表明EAWM和次年EASM的轉(zhuǎn)換關(guān)系在ENSO冷暖事件中存在著明顯的不對稱性。通過將EAWM分為與ENSO有關(guān)的部分（EAWMEN）和與ENSO無關(guān)的部分（EAWMRES），發(fā)現(xiàn)在強(qiáng)EAWMEN年（即La Ni?a年），在西北太平洋會存在一個從冬季維持到次年夏季的氣旋性環(huán)流異常（the anomalous western North Pacific Cyclone，WNPC），從而造成EASM偏弱；而在弱EAWMEN年（即El Ni?o年時），在西北太平洋會存在一個從冬季維持到次年夏季的反氣旋性環(huán)流異常（the anomalous western North Pacific anticyclone，WNPAC），從而引起次年EASM偏強(qiáng)。比較而言，WNPAC的位置比WNPC的位置偏南，且強(qiáng)度更強(qiáng)，因而在El Ni?o年能夠引起次年EASM更大幅度的增強(qiáng)。造成這一不對稱聯(lián)系的主要原因是熱帶太平洋和印度洋異常海溫的演變差異。在強(qiáng)EAWMEN年，熱帶太平洋的負(fù)海溫異常衰減地較慢，使得在次年夏季仍然維持著顯著的負(fù)異常海溫；相反，在弱EAWMEN年，熱帶太平洋的正海溫異常衰減地較快，以至于在次年夏季的異常海溫信號已經(jīng)基本消失，但此時印度洋卻有著顯著的暖海溫異常。海溫演變的差異進(jìn)一步造成了大氣環(huán)流的差異，從而導(dǎo)致EAWM與次年EASM聯(lián)系的不對稱性。

GlobeLand30地表數(shù)據(jù)對北京氣候中心氣候模式的影響——《中國科學(xué)（地球科學(xué)）》2016年第46卷第9期

地表覆蓋是陸面及氣候模式中的重要基礎(chǔ)變量，其數(shù)據(jù)質(zhì)量對氣候模式性能有顯著影響。史學(xué)麗等基于一套中國自主研制的全球30m地表覆蓋數(shù)據(jù)（GlobeLand30），利用北京氣候中心氣候系統(tǒng)模式（Beijing Climate Center Climate System Model，BCC_CSM）中的陸面過程和大氣環(huán)流分量模式，開展GlobeLand30數(shù)據(jù)對氣候模式性能影響的研究。首先通過GlobeLand30和其他衛(wèi)星遙感等輔助數(shù)據(jù)融合細(xì)化植被功能型（Plant Function Type，PFT）類型數(shù)據(jù)滿足BCC_CSM模式需求，然后利用基于面積比例的升尺度方法得到適合于全球模式的不同覆蓋類型及其面積百分比數(shù)據(jù)。GlobeLand30與模式原有覆蓋數(shù)據(jù)都能合理描述全球地表覆蓋基本分布特征，但也存在一定差異，其中植被PFT類型的差別最明顯。通過數(shù)值模擬試驗全面評估GlobeLand30數(shù)據(jù)對模式結(jié)果的影響，結(jié)果表明在BCC_ CSM的陸面模式和大氣模式中采用GlobeLand30數(shù)據(jù)可以合理再現(xiàn)陸面與大氣的基本氣候特征；更新植被PFT數(shù)據(jù)的氣候效應(yīng)大于更新冰川和水體類型，綜合更新所有覆蓋類型數(shù)據(jù)對模擬結(jié)果的影響最大。引入GlobeLand30數(shù)據(jù)可降低BCC_CSM大氣模式對北半球中高緯地區(qū)降水的正偏差和南美亞馬遜等地區(qū)模擬降水的負(fù)偏差，以及南半球部分地區(qū)大氣溫度模擬的負(fù)偏差，因此GlobeLand30數(shù)據(jù)適用于BCC_CSM分量模式并對改善模式性能有正貢獻(xiàn)。

基于WRF模式的青藏高原斜坡和平臺加熱影響亞洲夏季風(fēng)的模擬研究——《地球物理學(xué)報》2016年第59卷第9期

青藏高原大地形的熱力強(qiáng)迫作用對亞洲夏季風(fēng)的形成和發(fā)展具有重要的影響。王子謙等利用較高分辨率的WRF區(qū)域模式，探討了高原不同區(qū)域（斜坡和平臺）的地形加熱分別對南亞夏季風(fēng)和東亞夏季風(fēng)的影響。結(jié)果表明：高原南部喜馬拉雅山脈的斜坡地形加熱對其周圍局地的環(huán)流形勢和降水影響十分明顯，是南亞夏季風(fēng)北支分量形成和維持的主導(dǎo)因子，也是斜坡上氣流爬坡和降水發(fā)生的必要條件。斜坡加熱對東亞夏季風(fēng)也有明顯的增強(qiáng)作用，它不僅加強(qiáng)了中國東部低空西南季風(fēng)環(huán)流，還會造成北部南下的異常干冷空氣的響應(yīng)。斜坡上的地形加熱作用也是對流層高層暖中心位置維持在斜坡上空的一個重要原因。而高原平臺加熱對季風(fēng)環(huán)流和降水的影響雖然沒有喜馬拉雅山脈斜坡加熱那么顯著，但是對南亞夏季風(fēng)的影響范圍更廣，對經(jīng)向哈得來環(huán)流影響更明顯，能夠調(diào)控高原以外更遠(yuǎn)處熱帶洋面上的西南季風(fēng)環(huán)流。通過比較高原不同區(qū)域地形加熱條件下的多種季風(fēng)指數(shù)，進(jìn)一步表明了高原地形加熱對南亞和東亞夏季風(fēng)均有增強(qiáng)作用，但是高原不同區(qū)域的地形加熱對兩類夏季風(fēng)子系統(tǒng)又會產(chǎn)生不一樣的影響。

中國區(qū)域性極端降水事件及人口經(jīng)濟(jì)暴露度研究——《氣象學(xué)報》2016年第74卷第4期

景丞等基于中國1960—2014年771個氣象站的逐日降水資料，選取有效降水序列95百分位數(shù)作為極端降水閾值，將既定持續(xù)時間尺度和連續(xù)面積上超過閾值的降水事件定義為區(qū)域性極端降水事件。采用強(qiáng)度-面積-持續(xù)時間（Intensity-Area-Duration，IAD）法，根據(jù)極端降水事件空間和時間上的連續(xù)性特征，對不同持續(xù)時間的區(qū)域性極端降水事件演變趨勢及暴露于極端降水事件下的人口和國內(nèi)生產(chǎn)總值進(jìn)行研究。結(jié)果表明：1）相對強(qiáng)度最大的區(qū)域性極端降水事件主要集中在1960—1968、1991—1999和2006—2013年3個時段；2）區(qū)域性極端降水事件最強(qiáng)中心主要分布在長江以南和東北地區(qū)，發(fā)生在北方的多為單日極端降水，南方多為持續(xù)多日的極端降水；3）1960—2014年區(qū)域性極端降水事件影響面積有所增大，相對強(qiáng)度變化不明顯；4）暴露于極端降水事件影響區(qū)域內(nèi)的人口和國內(nèi)生產(chǎn)總值均呈顯著增大趨勢，暴露人口最多的年份在1983年，達(dá)到2408萬人/d，暴露國內(nèi)生產(chǎn)總值最多的年份在1998年，達(dá)到20億元/d。