編輯選編

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太陽活動(dòng)年代際變化對現(xiàn)代氣候影響的研究進(jìn)展——《地球科學(xué)進(jìn)展》2013年第28卷第12期

太陽活動(dòng)對現(xiàn)代氣候變化尤其在年代際尺度的影響和貢獻(xiàn)是亟待認(rèn)識(shí)的科學(xué)問題之一。肖子牛等撰文回顧了近年在年代際尺度上太陽活動(dòng)影響地球氣候的新觀測證據(jù)，側(cè)重闡述了太陽總輻射、紫外輻射和宇宙射線影響氣候的途徑和氣候系統(tǒng)響應(yīng)機(jī)制的細(xì)節(jié)，以及對其評估驗(yàn)證的新進(jìn)展。此外，還指出對觀測資料不確定性的評估、氣候系統(tǒng)對太陽活動(dòng)效應(yīng)的放大機(jī)制的數(shù)值檢驗(yàn)以及對未來可能的太陽活動(dòng)極端事件的影響預(yù)估是目前研究中面臨的挑戰(zhàn)。最后，展望了該領(lǐng)域可能取得突破的關(guān)鍵點(diǎn)，為未來的科學(xué)研究提供參考。

“2013年1月中國東部嚴(yán)重霧霾天氣”專欄——《中國科學(xué)：地球科學(xué)》2014年第44卷第1期

近幾十年來，隨著中國經(jīng)濟(jì)的高速增長以及氣候變化，霧霾天氣的頻繁發(fā)生及其強(qiáng)度的增強(qiáng)，對人民生活、人體健康以及我國經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展帶來了越來越多的負(fù)面影響，因此霧霾備受關(guān)注。《中國科學(xué)：地球科學(xué)》組織了專欄，針對2013年1月發(fā)生在我國東部的強(qiáng)霧霾天氣進(jìn)行了研究，從氣象角度提出了應(yīng)對霧霾天氣的對策和措施。

穆穆等分析了氣象條件對霧霾的影響，提出氣象科學(xué)與技術(shù)在應(yīng)對霧霾天氣方面的對策。指出，對于霧霾天氣的觀測、形成機(jī)理、數(shù)值模擬乃至預(yù)測與防控，都需要發(fā)揮氣象科學(xué)與技術(shù)的作用，更需要環(huán)保和氣象領(lǐng)域的科學(xué)技術(shù)工作者與行業(yè)部門的密切合作。并對專欄中4篇論文的主要結(jié)論進(jìn)行了簡要介紹。

其中，王自發(fā)等介紹利用自主研制的嵌套網(wǎng)格空氣質(zhì)量數(shù)值預(yù)報(bào)模式（NAQPMS）模擬研究2013年1月我國中東部的持續(xù)強(qiáng)灰霾天氣，初步評估灰霾天氣下大氣細(xì)顆粒物（PM2.5）時(shí)空分布特征、傳輸規(guī)律和防控力度。結(jié)果表明：這一模式能夠合理反映灰霾天氣下中東部PM2.5的時(shí)空分布特征和演變規(guī)律。發(fā)現(xiàn)靜穩(wěn)天氣京津冀地區(qū)仍舊存在顯著的區(qū)域輸送，并直接造成京津冀地區(qū)PM2.5濃度的累積，來自區(qū)域外的跨城市群輸送對京津冀PM2.5濃度貢獻(xiàn)為20%～35%，區(qū)域內(nèi)輸送的貢獻(xiàn)為26%～35%，兩者之和與局地污染源貢獻(xiàn)相當(dāng)。針對這次強(qiáng)霾的控制試驗(yàn)表明，當(dāng)京津冀周邊區(qū)域省份污染源不控制，河北、天津和北京的污染物排放需要消減90%，90%和60%以上才能實(shí)現(xiàn)京津冀區(qū)域PM2.5達(dá)標(biāo)（二級標(biāo)準(zhǔn)），表明京津冀灰霾污染防控不僅需要重視區(qū)域內(nèi)的聯(lián)防聯(lián)控，同時(shí)也需要其他城市群的協(xié)同控制。氣象―大氣污染雙向反饋機(jī)制對強(qiáng)霾的形成也有非常重要影響，可使京津冀部分地區(qū)細(xì)顆粒物月均濃度增加30%，忽視這種耦合作用會(huì)導(dǎo)致模式對重污染期間污染物濃度的低估。

王躍思等介紹了中國科學(xué)院“大氣灰霾追因與控制”專項(xiàng)組利用其建立的“中國氣溶膠觀測研究網(wǎng)”（CARE-China）對整個(gè)強(qiáng)霾污染過程進(jìn)行了全程追蹤觀測，并對其成因進(jìn)行了分析研究。本次強(qiáng)霾污染涉及我國整個(gè)中東部地區(qū)，污染最嚴(yán)重的京津冀地區(qū)共計(jì)發(fā)生5次強(qiáng)霾污染過程，其中兩次超強(qiáng)過程發(fā)生在9—15日和25—31日，北京PM2.5小時(shí)濃度最高值分別達(dá)到680和530μ·gm-3，石家莊和天津等重要城市強(qiáng)霾污染狀況與北京相似。天氣系統(tǒng)弱、強(qiáng)冷空氣活動(dòng)少和極其不利于污染物擴(kuò)散的局地氣象條件及地理位置，是造成本次強(qiáng)霾污染形成的外部條件；一次排放的氣態(tài)污染物向顆粒態(tài)的快速轉(zhuǎn)化，是本次強(qiáng)霾污染“爆發(fā)性”和“持續(xù)性”的內(nèi)部促發(fā)因子，特別是大氣中燃油排放為主的大量NOx促發(fā)了燃煤排放氣態(tài)SO2向顆粒態(tài)硫酸鹽的快速轉(zhuǎn)化。通過NOx/SO2協(xié)同轉(zhuǎn)化途徑分析，發(fā)現(xiàn)氣態(tài)污染物在細(xì)顆粒表面的非均相反應(yīng)可改變大氣顆粒物的粒徑及化學(xué)組分，促使顆粒物中的二次無機(jī)鹽（如硫酸鹽和硝酸鹽等）的比例逐漸增大，導(dǎo)致顆粒物吸濕性顯著增強(qiáng)，從而對強(qiáng)霾污染形成起到了促進(jìn)作用。

張人禾等利用資料診斷，從大氣環(huán)流背景場和霧霾天氣演變過程兩個(gè)方面，分析了氣象條件在這次持續(xù)性強(qiáng)霧霾天氣發(fā)生中的作用。結(jié)果表明，2013年1月東亞冬季風(fēng)異常偏弱，在中國東部區(qū)域，對流層中低層的異常南風(fēng)有利于水汽向中國東部地區(qū)輸送，500hPa的高壓異常抑制了對流的發(fā)展，而表面風(fēng)速的減弱不利于近地面附近的霧霾向區(qū)域外輸送，水平風(fēng)垂直梯度的減小減弱了天氣尺度擾動(dòng)的發(fā)展和大氣的垂直混合，對流層低層異常逆溫層的存在使得大氣近地層變得更加穩(wěn)定。這些氣象背景場為霧霾天氣的維持和發(fā)展提供了有利的氣象條件。對霧霾天氣演變過程的分析表明，霧霾天氣區(qū)域內(nèi)的表面風(fēng)速及其上空對流層中低層的水平風(fēng)垂直切變對霧霾天氣過程具有動(dòng)力影響，二者偏?。ù螅r(shí)霧霾天氣偏強(qiáng)（弱），對流層中低層的層結(jié)不穩(wěn)定性以及近地面層的逆溫狀況和溫度露點(diǎn)差對霧霾天氣的演變可以產(chǎn)生熱力影響，層結(jié)不穩(wěn)定性和逆溫偏大（?。┮约皽囟嚷饵c(diǎn)差偏?。ù螅r(shí)霧霾天氣偏強(qiáng)（弱）。多元線性回歸分析的結(jié)果表明，熱力和動(dòng)力因子對這次霧霾天氣過程具有大致相同的作用，氣象因子可以解釋超過2/3的霧霾天氣逐日變化的方差，方差貢獻(xiàn)達(dá)到0.68。

丁一匯等則用近5 0年（1961—2011年）我國霧和霾臺(tái)站長期觀測資料進(jìn)行分析，得到霧日發(fā)生的頻率呈先增（1980年之前）后減（1990年后）的變化，尤其是1990年以后明顯減少，這與氣候變暖引起的近地面相對濕度減小的趨勢一致，而霾日發(fā)生的頻率總體上

呈增加的趨勢。據(jù)此，文章進(jìn)一步討論了大氣濕度減少在霧—霾轉(zhuǎn)變中的作用，結(jié)果表明霾日的平均相對濕度在69%左右，比以前得到的值低，這意味著霾粒子更不易向霧滴轉(zhuǎn)換，這可能是導(dǎo)致霧日減少的主要環(huán)境因子之一；霧和霾轉(zhuǎn)換的相對濕度閾值平均為82%左右；這個(gè)值也低于以前得到的值，因而在氣候變暖條件下，主要由于溫度和飽和比濕增加導(dǎo)致的中國近地面相對濕度減少對霧和霾形成的環(huán)境條件可能產(chǎn)生了明顯的影響。也研究了霾與能見度的關(guān)系，結(jié)果表明隨著霾日發(fā)生頻率的增加，能見度有明顯的下降，從1961年至今平均能見度從4～10km減小到2～4km，下降一半左右。

1958—2005年中國高空大氣比濕變化——《大氣科學(xué)》2014年第38卷第1期

郭艷君等利用經(jīng)過質(zhì)量控制和均一化的92站探空露點(diǎn)溫度序列，研究了中國高空大氣比濕氣候?qū)W特征和1958—2005年比濕時(shí)間、空間演變以及不同時(shí)段線性變化趨勢地區(qū)和季節(jié)差異。中國比濕氣候場特征顯示，垂直方向上90%以上的水汽集中在對流層中低層，空間呈南高北低的緯向分布。通過累積距平、滑動(dòng)平均和突變點(diǎn)分析等方法研究了中國平均高空比濕的年代際變化，得到 1958—2005年中國對流層中低層大氣比濕經(jīng)歷“濕”、“干”、“濕”階段性變化。不同時(shí)段線性變化趨勢分析表明，1958—2005年對流層低層比濕呈上升趨勢，對流層中層、高層和平流層下層為下降趨勢；1979—2005年對流層低層上升趨勢和對流層高層下降趨勢均較整個(gè)時(shí)段明顯增強(qiáng)。近50年來中國高空各層溫度與比濕變化基本同步，統(tǒng)計(jì)達(dá)到顯著相關(guān)，說明溫度是影響比濕變化的重要因子。趨勢的空間分布顯示對流層下層全國大部比濕為上升趨勢，且1979年以來上升趨勢更加明顯，對流層中層趨勢呈北升南降分布，對流層高層多為下降趨勢。中國五個(gè)分區(qū)中西北地區(qū)對流層低層比濕上升趨勢最明顯，長江和華南地區(qū)升幅較小。1958—2005年對流層下層各季節(jié)比濕變化趨勢差異較明顯，上升趨勢發(fā)生在夏、冬兩季，1979—2005年四季比濕均呈上升趨勢，其中夏季上升趨勢最為明顯。

不同觀測分辨率強(qiáng)臺(tái)風(fēng)云系的遙感特征——《應(yīng)用氣象學(xué)報(bào)》2014年第25卷第1期

靜止氣象衛(wèi)星的快速區(qū)域掃描是監(jiān)測不同天氣過程的有利手段。劉健等撰文以獲取的風(fēng)云靜止氣象衛(wèi)星快速區(qū)域掃描數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，選取2011年臺(tái)風(fēng)梅花（1109）及2012年臺(tái)風(fēng)海葵（1211）的觀測數(shù)據(jù)，采用Hovmller分析圖、變異系數(shù)等參數(shù)，研究不同時(shí)空分辨率觀測數(shù)據(jù)對臺(tái)風(fēng)云系結(jié)構(gòu)特征參數(shù)監(jiān)測的敏感性影響。分析結(jié)果表明：可見光通道10min觀測時(shí)間間隔配以1.25km空間分辨率可以很好地反映云系演變特征，在相同觀測時(shí)間分辨率條件下，降低空間分辨率會(huì)對云系結(jié)構(gòu)特征的提取有較大影響；在相同空間分辨率條件下，觀測時(shí)間分辨率的降低對云系結(jié)構(gòu)及演變特征的分析影響較??；基于變異系數(shù)的分析說明云像元特性在60min的觀測時(shí)間間隔下發(fā)生了較大變化，如果以60min為觀測時(shí)間間隔將會(huì)失去較多的云像元變化特征。水汽通道不同觀測時(shí)間的變異系數(shù)差值小于紅外通道1，說明云像元在紅外通道1的特性演變對觀測時(shí)間的敏感性高于水汽通道，提高觀測頻率可獲取更多的云像元紅外通道1的輻射特性。

近30年城市化對北京極端溫度的影響——《科學(xué)通報(bào)》2013年第58卷第33期

王君等撰文基于1978—2008年北京地區(qū)20站均一化逐日氣溫資料，評估了城市化對溫度和極端溫度變化的影響。與以往研究不同，此研究采用聚類分析，客觀地將觀測站點(diǎn)分為4類（城市站、近郊站、鄉(xiāng)村站和山地站），并利用遙感夜晚燈光數(shù)據(jù)驗(yàn)證了分類結(jié)果的合理性。近30年來，城市化所致城市熱島增強(qiáng)的效應(yīng)對城市站點(diǎn)平均氣溫增溫趨勢的貢獻(xiàn)為10.9%（影響最大的站點(diǎn)該貢獻(xiàn)達(dá)18.4%或0.12℃/10a），對最低氣溫增溫趨勢的貢獻(xiàn)為12.7%（影響最大的站點(diǎn)該貢獻(xiàn)達(dá)20.8%或0.19℃/10a），對溫度日較差下降趨勢的貢獻(xiàn)為24%（影響最大的站點(diǎn)該貢獻(xiàn)達(dá)37.4%或0.15℃/10a）。城市化效應(yīng)對城市站點(diǎn)最高溫度影響較小，但對極端暖夜（冷夜）的增加（減少）趨勢貢獻(xiàn)為12.7%或2.07d/10a（29.0%或5.06d/10a）。

1998年夏季西北太平洋副熱帶地區(qū)30～60天季節(jié)內(nèi)振蕩特征——

Advances in Atmospheric Sciences, 2014, Vol. 31, No.1.

Lu Riyu等研究了1998年夏季西北太平洋副熱帶地區(qū)30～60天對流振蕩特征以及西北太平洋熱帶與副熱帶振蕩之間的關(guān)聯(lián)程度。分析表明，1998年夏季在西北太平洋的熱帶及副熱帶地區(qū)30～60天振蕩都表現(xiàn)得異常強(qiáng)烈，為研究副熱帶振蕩及其與熱帶振蕩之間的關(guān)系提供了機(jī)會(huì)。進(jìn)一步研究表明，30～60天振蕩從西北太平洋副熱帶地區(qū)向西傳播，到達(dá)中國東部；并且，副熱帶30～60天振蕩受到南海和西北太平洋熱帶地區(qū)的兩種機(jī)制影響：（1）從熱帶地區(qū)直接向副熱帶地區(qū)傳播；（2）熱帶和副熱帶地區(qū)之間的蹺蹺板型。而后者是主要影響機(jī)制。

NOAA全球溫度時(shí)間序列年度排名的不確定性——Uncertainty in annual rankings from NOAA’s global temperature time series.Geophysical Research Letters, 2013, Vol. 40, No. 22.

全球溫度年度排名是氣候監(jiān)測重要的組成部分。然而，每年全球溫度時(shí)間序列的值存在一定的不確定性，這也導(dǎo)致了排名的不確

定性。美國國家海洋和大氣管理局（NOAA）國家氣候數(shù)據(jù)中心的Arguez等采用Monte Carlo方法對該中心發(fā)布的全球陸-海表面溫度（NOAATMP）時(shí)間序列進(jìn)行了不確定性分析。結(jié)果表明，年與年之間的持續(xù)性對結(jié)果和假設(shè)的統(tǒng)計(jì)獨(dú)立性影響不大。對1880—2012年溫度時(shí)間序列的分析顯示，最暖年的最高概率出現(xiàn)在2010年（約36%）、2005年（約28%）、1998年（約11%）。與NOAATMP時(shí)間序列的標(biāo)準(zhǔn)誤差相比，基于觀測數(shù)據(jù)得到的幾個(gè)最暖年之間的差異相對較小。不過，1997—2012年間的每一年的溫度都要比1880年以來的大多數(shù)其他年份更高（置信水平為95%）。

城市土地利用影響下的鹿特丹城市熱島的空間變異——Spatial variability of the Rotterdam urban heat island as influenced by urban land use.Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 2014, in press.

瓦赫寧根大學(xué)的Heusinkveld等利用一種新穎的騎自行車觀測（如圖所示）方法，評價(jià)了鹿特丹一天內(nèi)的溫度空間變異，在當(dāng)?shù)貢r(shí)間2009年8月6日的中午和傍晚分別進(jìn)行了兩次觀測，每次觀測都在兩個(gè)小時(shí)內(nèi)完成，當(dāng)天最高氣溫達(dá)到30.4℃。觀測發(fā)現(xiàn)，由于城市不同區(qū)域地表覆蓋特征的不同，導(dǎo)致夜間城市溫度的空間差異可達(dá)7K。中午的觀測結(jié)果顯示，城市公園的溫度要比市中心低4.0 K，而市中心溫度比周邊郊區(qū)高1.2 K。但位于鹿特丹機(jī)場的一個(gè)WMO氣象站的溫度信號受到了來自機(jī)場跑道和城市方向的城市熱島（UHI）效應(yīng)的影響?？傮w上，不論白天還是夜晚，植被覆蓋好、建筑物密度低的區(qū)域都具有最低的溫度。回歸分析也顯示，夜間UHI現(xiàn)象與土地利用有關(guān)，植被覆蓋良好的居民區(qū)能夠明顯減緩夜間的UHI效應(yīng)。利用自行車觀測數(shù)據(jù)，構(gòu)建了一個(gè)多元線性回歸模型，并使用4個(gè)城市固定氣象站3年的夏季UHI統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)對其進(jìn)行了獨(dú)立驗(yàn)證。回歸模型再現(xiàn)了城市熱島夜間空間變異中的4.3%的偏差，利用該模型生成了鹿特丹及周邊區(qū)域的熱島地圖。這張地圖表明，缺乏綠化或接近大型水體的高密度城市結(jié)構(gòu)在夜間很容易受到高溫?zé)崂说挠绊?。分析一個(gè)位于海港區(qū)的城市氣象站的數(shù)據(jù)，也發(fā)現(xiàn)水體的升溫效應(yīng)相當(dāng)明顯，其夜間UHI的頻率分布與市中心的氣象站類似。該熱島地圖可以作為一種有價(jià)值的規(guī)劃工具，以減輕夜間城市熱脅迫或識(shí)別熱浪期間的住宅區(qū)高溫風(fēng)險(xiǎn)。

基于非城市氣象站數(shù)據(jù)的伊比利亞半島的夏季極端溫度趨勢——Trends in summer extreme temperatures over the Iberian Peninsula using non-urban station data.Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 2014, in press.

基于20個(gè)遠(yuǎn)離城市影響并規(guī)則分布的氣象站1961—2010年間的夏季（6—8月）日溫度數(shù)據(jù)，西班牙Extremadura大學(xué)的Acero等使用極值理論（EVT），特別是閾值頂點(diǎn)（peaks-over-threshold，POT）方法，研究了伊比利亞半島的熱浪事件趨勢。首先，將所使用的整個(gè)研究時(shí)段的夏季溫度數(shù)據(jù)按最大值（Tmax）到最小值（Tmin）進(jìn)行排列，超過95百分位定義為熱浪事件。然后，使用一種“滑動(dòng)拆分”方法選取了超出閾值的獨(dú)立極端溫度事件，并將這些事件的出現(xiàn)日期擬合成一個(gè)泊松過程。通過分析POT方法的尺度參數(shù)、泊松強(qiáng)度、平均值、低值（25百分位）、高值（75百分位）等參數(shù)的變化趨勢，發(fā)現(xiàn)，當(dāng)出現(xiàn)熱浪時(shí)，泊松強(qiáng)度的最優(yōu)趨勢顯著增加。對Tmin和Tmax值的分析表明，低值區(qū)比高值區(qū)的增長趨勢更為顯著，特別是Tmax，其方差反而出現(xiàn)了下降。研究認(rèn)為，在伊比利亞半島，極端溫度事件預(yù)期正在增加，但達(dá)不到平均值的增加幅度，因?yàn)榉讲畛尸F(xiàn)出減小趨勢，這也表明方差在極端氣候的描述上具有重要作用。

迅速城市化下的植被覆蓋和地表反照率變化：以華南區(qū)域?yàn)槔狹odifications in vegetation cover and surface albedo during rapid urbanization: a case study from South China.Environmental Earth Sciences, 2014, in press.

植被覆蓋和地表反照率是氣候和陸面模式中的兩個(gè)重要參數(shù)。中國氣象局氣象干部培訓(xùn)學(xué)院的侯美亭等以華南廣州地區(qū)為例，使用高分辨率的Landsat TM/ETM+數(shù)據(jù)和中等分辨率的MODIS數(shù)據(jù)，分析了迅速城市化對植被覆蓋度（GVF）和地表反照率的影響。研究發(fā)現(xiàn)，在1990年，從廣州市中心至遠(yuǎn)郊，GVF逐漸升高，短波反照率出現(xiàn)了明顯的下降趨勢。而在2000年，沿城市—鄉(xiāng)村的空間梯度上，反照率并沒有出現(xiàn)明顯變化，這與低反照率城市建筑的增多和土地覆蓋格局的異質(zhì)化增高有關(guān)。而MODIS反照率盡管不能捕捉到Landsat數(shù)據(jù)所反映的異質(zhì)化細(xì)節(jié)，但二者之間存在明顯相關(guān)。在不需要高分辨率反照率數(shù)據(jù)的情況下，更易利用的MODIS數(shù)據(jù)是一種較好的選擇。

陸面模式、遙感和GRACE衛(wèi)星蒸散產(chǎn)品的不確定性——Uncertainty in evapotranspiration from land surface modeling, remote sensing, and GRACE satellites.Water Resources Research, 2014, in press.

目前，蒸散（ET）產(chǎn)品正在逐漸增多，評價(jià)它們的不確定性具有重用意義。德克薩斯大學(xué)奧斯汀分校的Long等使用不需要真實(shí)ET先驗(yàn)信息的Grubbs估算方法，評價(jià)了4種

陸面模式（Noah，Mosaic，VIC，SAC）輸出的ET產(chǎn)品，兩種遙感數(shù)據(jù)（MODIS，AVHRR）反演的ET，以及源于水分收支平衡的GRACE蒸散產(chǎn)品的不確定性。 研究區(qū)域?yàn)槊绹心喜康?個(gè)流域，涵蓋了干旱到濕潤的不同氣候特征。研究發(fā)現(xiàn)，陸面模式輸出的ET具有最低的不確定性（大約5mm/month），MODIS或AVHRR反演的ET產(chǎn)品具有中度不確定性（10～15mm/month），GRACE蒸散產(chǎn)品的不確定性最高（20～30mm/month）?？臻g分辨率和不確定性之間存在折衷關(guān)系，例如，不確定性較低的陸面模式也具有較低的分辨率（約14km），而較高分辨率的MODIS或AVHRR蒸散產(chǎn)品（約1～8km）具有較高的不確定性。未來估算ET時(shí)，應(yīng)考慮將陸面模式和衛(wèi)星遙感產(chǎn)品相結(jié)合，以發(fā)揮二者的優(yōu)點(diǎn)。

有關(guān)氣候振蕩的討論：CMIP5大氣環(huán)流模式與基于天文周期的半經(jīng)驗(yàn)諧波模式之間的對比——Discussion on climate oscillations: CMIP5 general circulation models versus a semiempirical harmonic model based on astronomical cycles.Earth-Science Reviews, 2013, Vol. 126.

全球地表溫度（GST）記錄的功率譜顯示出9.1年、10～11年、19～22年和59～62年幾種主要的周期。在許多長期的古氣候記錄中，也發(fā)現(xiàn)了相似的振蕩。然而，美國ACRIM實(shí)驗(yàn)室的Scafetta對IPCC第5次評估報(bào)告（AR5）使用的國際耦合模式比較計(jì)劃5（CMIP5）大氣環(huán)流模式（GCMs）進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)這些模式不能重建上述的這些變率。特別是從2000年到2013年上半年，盡管觀測數(shù)據(jù)顯示GST基本保持穩(wěn)定，然而GCM預(yù)測的變暖速率達(dá)到了2℃/100a。相比，“氣候由特定的自然振蕩所調(diào)節(jié)”的假說在多種時(shí)間尺度上可能更適合于GST記錄。例如，準(zhǔn)60年的自然振蕩同時(shí)解釋了1850—1880年、1910—1940年和1970—2000年的變暖期，1880—1910年和1940—1970年的變冷期，以及2000年以來的GST穩(wěn)定期。這個(gè)假說暗示了觀測到的1970—2000年全球地表增暖（0.5℃）的50%可歸因于氣候系統(tǒng)的自然振蕩，而不是歸因于如CMIP3和CMIP5 GCMs模擬的人為強(qiáng)迫。從而，CO2加倍的氣候敏感效應(yīng)應(yīng)該減少一半，例如，從2.0～4.5℃（IPCC，2007）減少到1.0～2.3℃，而且中值由3.0℃減至1.5℃。近代的古氣候溫度重建也顯示了比2000年初建立的曲棍球溫度重建更大的工業(yè)化前的變率，這暗示了太陽活動(dòng)對氣候變化的較強(qiáng)貢獻(xiàn)和人為因素對氣候變化的較弱影響。觀測到的自然振蕩可能是由天文強(qiáng)迫所驅(qū)動(dòng)。9.1年振蕩好像是長期的太陽—月亮潮汐振蕩的一個(gè)結(jié)合，盡管準(zhǔn)10～11年、20年和60年振蕩典型地存在于主要由木星和土星驅(qū)動(dòng)的太陽和日球振蕩之中?；谌涨蛘袷幍奶柲Ｊ揭差A(yù)測到準(zhǔn)長期（例如，115年）和千年（例如，983年）的太陽振蕩，其可用于回報(bào)全新世的氣候振蕩。該研究推薦使用一個(gè)由6個(gè)特別的天文振蕩所組成的半經(jīng)驗(yàn)氣候模式來構(gòu)建年代至千年尺度的自然氣候變異，再加上一個(gè)由GCM平均模擬推斷出的輻射變暖組分（其效應(yīng)需減少50%）來估算人為和火山活動(dòng)對氣候變化的貢獻(xiàn)。這個(gè)半經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｊ街亟ǖ?850—2013年的GST格局明顯好于任何一個(gè)CMIP5 GCM模擬的結(jié)果。在相同的CMIP5人為釋放情景下，該模式預(yù)測2000—2100年平均變暖可能達(dá)到0.3～1.8℃，這個(gè)范圍顯著低于原始CMIP5 GCM集合預(yù)報(bào)的增溫范圍（大約1～4℃）。下一步的研究需要尋找太空—?dú)夂虻鸟詈蠙C(jī)制，以發(fā)展更先進(jìn)的解析和半經(jīng)驗(yàn)氣候模式。

流域尺度的土壤濕度：遙感技術(shù)——Soil moisture at watershed scale: Remote sensing techniques.Journal of Hydrology, 2014, in press.

許多有關(guān)陸面過程的研究需要高空間分辨率的土壤濕度數(shù)據(jù)。然而，被動(dòng)微波遙感反演的土壤濕度的分辨率目前比較低（約25km）。南卡羅來納大學(xué)的Fang等提出了解決這個(gè)問題的兩種不同的方法。第一種，基于日溫度變化和由植被條件調(diào)節(jié)的平均土壤濕度之間的熱慣性關(guān)系，建立了一種土壤濕度降尺度算法。以俄克拉荷馬的一個(gè)小流域?yàn)槔?，將本算法?yīng)用到AMSR-E和SMOS土壤濕度產(chǎn)品，生成了2010和2011年生長季的1km土壤濕度降尺度數(shù)據(jù)。第二種，利用不同時(shí)間獲取的主動(dòng)雷達(dá)數(shù)據(jù)之間的差異，對被動(dòng)微波遙感反演的土壤濕度進(jìn)行降尺度。同實(shí)地觀測獲取的土壤濕度相比，這兩種方法都具有較好的效果。

失控和潮濕的地球溫室氣候的延遲開始——Delayed onset of runaway and moist greenhouse climates for Earth.Geophysical Research Letters, 2014, in press.

在目前太陽的主序星階段內(nèi)，太陽正在緩慢地變亮，這將威脅到地球表面的可居住性，因?yàn)樽兞恋奶枌?huì)導(dǎo)致地球濕度加大，最終形成失控的溫室氣候。一維氣候模式預(yù)測，當(dāng)太陽常數(shù)在目前水平上增加6%時(shí)，災(zāi)難性的熱失控將會(huì)被觸發(fā)。然而，科羅拉多大學(xué)Boulder分校的Wolf等使用一個(gè)三維氣候模式（NCAR CAM3）研究太陽變亮下的地球命運(yùn)，發(fā)現(xiàn)在CO2和CH4濃度不變的情形下，地表的可居住性可能被維持在較大的太陽常數(shù)下。研究指出，太陽常數(shù)增加15.5%時(shí)，全球平均地表溫度將穩(wěn)定在312.9 K，而此時(shí)，盡管地球的氣候非常炎熱，但水散失和熱失控也達(dá)到了極限，從而地球?qū)⒈３职踩?。?dāng)太陽常數(shù)增加16%時(shí)，對流和垂直擴(kuò)散框架出現(xiàn)了數(shù)值不穩(wěn)定性，這限制了進(jìn)一步的模擬。盡管如此，本研究結(jié)果意味著地球氣候可能在至少15億年或更長時(shí)間內(nèi)保持安全。