2025-07-29
通过对古气候重建、同化数据及多模式模拟数据的对比分析，新研究发现在冰期-间冰期时间尺度上，海洋热含量变化存在显著的“型态效应”。
最近的观测和模拟研究表明，过去90万年以来在冰期-间冰期循环尺度上，海洋平均温度变化与全球平均海表温度变化相当，即海洋热储存效率约等于1（Zhu et al., 2024; Clark et al., 2025）。如末次冰消期（距今约2万年至1万年前）平均海表温度升高了约3°C，与此同时海洋平均温度也升高了约3°C，对应海洋热含量增加约17*1024焦耳。对冰消期海洋热含量及海洋热储存效率的研究将深化我们对长时间尺度上海洋热储库作用的理解。通过对...
2025-07-16
中国科学院大气物理研究所等研究团队，基于DEEPC地表能量平衡数据、再分析资料和CMIP6高分辨率模式计划（HighResMIP）结果，考察了全球和亚洲季风区Fs 的模拟偏差及其来源。
地表能量收支是大气与下垫面之间的能量交换，通常用净地表能量通量（Fs）来量化（图1）。地表能量收支可以调节地表温度和蒸散量来控制陆面气候过程和水循环，其变化会改变植物的光合作用、生产力和二氧化碳吸收，从而影响全球能量、水和碳循环过程。因此，Fs的合理模拟对地球能量收支和地表过程研究至关重要。中国科学院大气物理研究所李剑东和刘屹岷研究员联合广东海洋大学的廖晓晴博士、刘春雷教授与曹宁副教授及英国雷丁大学...
2025-05-30
针对“动力-物理相互作用对灰区CPS分辨率敏感性的影响”，中国科学院大气物理研究所地球系统数值模拟与应用全国重点实验室李立娟研究员系统评估了KF方案在灰区尺度下的分辨率敏感性，揭示了动力-物理相互作用对KF方案分辨率依赖性的作用机制。
对流参数化方案（CPS）的分辨率敏感性是天气与气候模拟中的重要问题，主要体现在不同网格分辨率下对流过程对模拟结果的影响。随着模式分辨率逐步提升至“灰区”（1–10 km），部分对流可显式解析，部分仍需参数化。因此，基于传统CPS的模式模拟表现出较大不确定性。目前相关研究多将分辨率敏感性归因于CPS本身，然而针对模式内部动力与物理过程、特别是动力-物理之间的复杂相互作用对CPS分辨率敏感性的影响尚未被深入研究，这使...
2025-05-22
研究发现，南亚夏季风在过去暖期和未来预估中呈现类似的变化特征，表现为南亚地区降水总体增加，孟加拉湾季风槽环流减弱，阿拉伯海北部季风环流增强。季风降水的增加，一方面来源于全球平均增暖引起的大气水汽含量增加，与之相关的热力项遵循“湿更湿，干更干”特征；另一方面来源于副热带欧亚大陆及北非地表增暖加剧所驱动的季风环流变化，通过温度平流导致南亚地区动力项呈现“南干北湿”的非均匀空间格局。
近日，中国科学院大气物理研究所周天军研究员团队在Nature发表题为“Past warm intervals inform the future South Asian summer monsoon”的研究论文，揭示了不同气候增暖背景下南亚夏季风变化机制的一致性，强调了古气候参照物在提升未来气候预估准确性方面的重要潜力。该研究综合了国际耦合模式比较计划CMIP6所涵盖的过去和未来共六种增暖情景，包括中上新世（~3.3–3百万年前）、末次间冰期（~12.7万年前）、中全新世（~600...
2025-04-17
极端降水事件因其致灾性而备受关注，但深入理解和准确预测极端降水仍然是一项巨大的挑战。除频率和强度外，降水的持续时间也是衡量降水极端性的重要指标。然而，IPCC指出，目前关于降水持续性的研究仍较为有限。在本研究中，我们聚焦于全球海洋模态与中国夏季极端持续性降水（SEPP）之间的月际至年际预测问题。
极端降水事件因其致灾性而备受关注，但深入理解和准确预测极端降水仍然是一项巨大的挑战。除频率和强度外，降水的持续时间也是衡量降水极端性的重要指标。然而，IPCC指出，目前关于降水持续性的研究仍较为有限。在本研究中，我们聚焦于全球海洋模态与中国夏季极端持续性降水（SEPP）之间的月际至年际预测问题。研究基于1961–2020年台站逐日降水数据和多套格点观测数据，筛选出包括ENSO、印度洋海温海盆一致模（IOB）、太平洋年...
2025-03-28
随着气候变化加剧，快速发展的骤旱正成为干旱的一种新常态。近年来，如2012年美国中西部特大骤旱、2022年我国长江流域特大骤旱均导致陆地碳汇显著下降。定量评估生态系统对骤旱的抵抗能力，对于制定适应策略及缓解骤旱影响至关重要。然而，目前全球范围内植被对骤旱的抵抗力及其长期演变趋势仍不明晰。近期，大气所地球系统数值模拟与应用全国重点实验室与南京信息工程大学水文与水资源工程学院合作，在Nature Communications发...
2025-01-13
海洋物理环境的显著变化已经严重威胁了海洋生态环境与人类可持续发展。2024年，全球有104个国家记录了有史以来最高的温度，多地经历了极端天气事件：大范围的干旱、热浪、野火，影响了南非、南亚、菲律宾、巴西、欧洲及美国东北部。2024年3月份，澳大利亚大堡礁发生了大规模的珊瑚白化事件；而7月加勒比海地区、9月的美国东南部及中国海南地区，先后遭受了多次超强台风（飓风）的袭击。10月底，西班牙遭受到了“现代史上西班牙最严重的洪涝灾害”的袭击，短短几小时内，河流泛滥成灾，造成了至少223人丧生。海洋持续变暖会降低海水中的溶解氧含量，影响海洋生态系统稳定性，进一步影响人类开发利用海洋渔业资源。海洋是台风、飓风等极端天气的能量来源，更暖的海洋也将导致未来台风更强、降水更多，给登陆地造成经济和社会损失：2024年9月超强台风“摩羯”登陆海南，造成了约800亿元的直接经济损失。这些极端气候事件背后都有着地球系统增暖的推波助澜。
1月10日，由中国科学院大气物理研究所（以下简称大气所）牵头，联合国家海洋环境预报中心、自然资源部第二海洋研究所、中国科学院海洋研究所、中国科学院计算机网络信息中心、美国国家海洋和大气管理局、美国国家大气研究中心、法国墨卡托海洋国际研究所、意大利国立地球物理与火山学研究所等全球31个研究单位的54位科学家组成的国际研究团队，在《ADVANCES INATMOSPHERICSCIENCES》（AAS）发布了2024年全球海温变化研究报告。...
2024-09-29
近日，第20届CCF全国高性能计算学术年会在武汉举行，我所海洋模式团队联合中国科学院计算机网络信息中心、崂山实验室、鹏城实验室、中国地质大学等单位共同完成的最新研究成果“A Performance-Portable Kilometer-Scale Global Ocean Model Across Various Heterogeneous Supercomputers”获得了超算年度最佳应用奖。大气所团队在地球系统数值模拟装置技术支撑下完成了模式建立和调试、科学实验、检验评估等工作。该成果有效扩...
2024-09-25
作为地球气候系统最大的热储库，海洋吸收了90%以上人类活动造成的地球能量盈余。过去一个世纪以来，海洋增暖主要发生在海洋上层，下层的温度变化则很小。这种差异反映为海洋较小的瞬时热储存效率（全球平均海洋温度变化与平均海表温度变化之比），目前其观测值仅为0.1左右。那么，在更长时间尺度上，海洋热储存效率能达到多少，其背后的物理机制又是什么呢？古气候记录为这一问题提供了线索。南极冰芯和深海温度记录表明，末次...
2024-08-05
准确的全球海洋温度和热含量格点观测数据集对于海洋和气候科学研究、气候监测及业务化应用具有重要意义。由中国科学院大气物理研究所（以下简称“大气所”）牵头，联合中国科学院计算机网络信息中心、中国科学院海洋研究所、崂山实验室、中国科学院南海海洋研究所、美国国家大气研究中心、意大利国立地球物理与火山学研究所、新西兰奥克兰大学等机构，在《EarthSystemScienceData》期刊上正式发布了第四代的全球海洋温度和热...
2024-07-24
近期，中国科学院大气物理所（简称“大气所”）苏杭研究员课题组发表题为《Smoke-charged vortex doubles hemispheric aerosol in the middle stratosphere and buffers ozone depletion》的论文，通过先进的数值模拟和卫星观测揭示了野火影响平流层臭氧损耗的新机制。 臭氧层是?；さ厍蛏系纳馐苡泻ψ贤庀撸║V）辐射的重要屏障。得益于1987年签订的《蒙特利尔议定书》，地球大气臭氧层正在逐步恢复。这项具有里程碑意...
2024-07-18
青藏高原，被誉为“亚洲水塔”，为下游地区提供了重要的水资源。在增暖情景下该地区水循环将如何变化是国际气候科学界关注的重要问题之一。此前针对该地区水循环变化的预估研究多基于粗分辨率的气候模型，其中深对流过程需要进行参数化处理。公里分辨率对流解析气候模拟是国际气候模拟的前沿方向。针对青藏高原地区的对流解析模拟已受到国际计划的重视?！傲锨蚪党叨仁匝椤保–ORDEX）国际计划于2019年批准了针对青藏高原第...
2024-07-18
今年入夏以来，华南多地的强降雨、长江一带的特大暴雨以及最近洞庭湖的决堤时刻牵动着全国人民的心。历史上，东亚地区频繁遭受洪水威胁，严重影响经济社会发展和人民生命财产安全。夏季东亚地区的许多洪水事件与中尺度对流系统（MCS）有关，MCS带来的降水通常强度大、范围集中且持续时间长，具有引发洪水的潜力。然而，由于MCS和洪水研究分属气象和水文两个领域，此前少有研究工作关注东亚地区MCS对大型洪水事件的影响，在气候...
2024-06-21
近期，中国科学院大气物理所（简称“大气所”）苏杭研究员课题组与北京大学环境与工程学院张远航院士课题组和李歆研究员课题组合作在《Nature Geoscience》发表题为《大气氧化性长期趋势指导臭氧污染控制战略》（Ozone pollution mitigation strategy informed by long-term trends of atmospheric oxidation capacity）的论文，首次通过自由基化学机制分析揭示我国臭氧污染的优化控制路径。对流层臭氧（O3）污染是由排放到大气...
2024-06-11
2023年“基于地球数值模拟的县区级农业环境智慧管理平台研发及产业化”项目获得市科委、中关村管委会立项，项目由瑞景励德能源环境科技（北京）有限公司、北京桑田湾科技有限公司、清华大学共同承担。目前，该项目取得初步进展，依托地球系统数值模拟装置，搭建“中国和全球主要农产区粮食作物旱灾模拟分系统”，实现气候及粮食产量的准确预判。一是建成数值模拟的“孪生农田”，分析全区历年气象和农业生产数据，开发基于地球...
