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百年全球气温变化的第一近似 ·219· 百年全球气温变化的第一近似+ 谢志辉1 王绍武2 (1北京应用气象研究所，北京100029；2北京大学物理学院大气科学系，北京100871) 关键词：气候全球变暖覆盖率第一近似 et 在20世纪全球气候研究中，全球气候变暖是一个重要的问题并取得了长足进展(Houghton et a1．，2001；Jonesa1．，2001)，而在全球气候变暖问题的研究中，资料覆盖面是一个重要问题(Mad— denet eta1．，1991；Jones，1995；Jones，et a1．，1991；Madden a1．，1998)。而早期覆盖率按经纬网格计 强调，要想使全球平均温度序列更有代表性，需要减少样本过少带来的误差。 提高覆盖率主要可以使用两个方法：一是使用代用资料，在陆地上可以使用树木年轮，其精度可 以精确到年，但是主要反映的是夏半年的温度，还可以使用冰芯氧18同位素含量8180资料；至于占 地表约70％的海洋区域，主要的代用资料是珊瑚。不过代用资料也不可能覆盖全球。另一个方法是用 气候模式来解决覆盖率的问题，弥补资料的不足。 本文试验用气候模式的模拟结果来弥补资料的覆盖面的不完整。由于气候模式是全球模式，对区 域气候的模拟有一定的局限性，所以本文只分析模拟结果的大尺度特征，并且称之为第一近似。 1资料的覆盖率及其影响 现在来看一下全球温度观测资料的覆盖面问题， 以Jones资料为例，其空间分辨率是5。×5。经纬网格 点，共有72x36个网格点，在计算某年的覆盖率时， 大于等于8个月有资料时就认为该点有值，有值点除 图1 1872～1999年Jones资料的覆盖率 以总点数再乘以100得到实际年平均气温的覆盖率， 从图1可以看到随着时间的推移，资料覆盖率基本上是稳步上升的，两次世界大战期间的覆盖率有所 的网格点是有资料的。 2数值模拟方案简介 CCM3(Kiehleta1．，1996)， 本文使用的模式是美国国家大气研究中心的公共气候模式NCAR 它包括了完整的物理过程参数化方案。本文中的数值模拟是大气模式单独运行的结果。 et a1．， 1994；Parkereta1．，1994)，从1951年开始用的是Hadley气候预测研究中心的月平均海温分析资料， 分辨率为1。×1。。 本文中使用的大气初始场没有具体的年份。在实况海温(1871．1～2000．12)强迫下，模拟1871～ 率，在月平均气候海温强迫下，积分100年，得到100年气候海温强迫下的模拟结果。在本文的模拟 中，没有做集合模拟。如果做集合模拟，效果也许会更好。 *自然科学基金项目“20世纪中国气候变率的模拟研究”和国家科学技术部重点基础研究发展规划“我国重大气候和 天气灾害形成机理和预测理论的研究”(G1998040900)第一部分资助。 ·220· 气候变化与气候变异、生态一环境演变及可持续发展 3模拟有效性的检验 为了验证模式对全球温度模拟的有效性，需要对模拟能力进行检验。从模式对标准气候的模拟能 力和模式对陆地、海洋平均温度的模拟能力两个方面进行检验。 模式模拟的全球气温具有完整的覆盖率，而Jones序列的覆盖率是不完整的，为了比较，仅取与 Jones有资料格点完全对应的模拟结果得到一个序列，与Jones序列的相关系数和变暖趋势见表1和 表2。从表1和表2中可以得到结论：全球气候模式模拟可以出模拟大范围的低频变化。陆地模拟效 果比海洋差，但也具有较高的相关系数，海洋上空有海温强迫的信息，而大陆上空的信息也来自