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积雪作为冰冻圈的主要组成部分，对全球气候系统起着十分重要的调节作用。积雪具有高反照率、低导热率及融化吸收大量潜热等特性，不仅在积雪覆盖期间，而且在积雪融化以后，都对气候异常产生重要的影响。作为全球重要的积雪区，欧亚大陆积雪对亚洲季风系统的变化起着十分重要的作用。欧亚大陆积雪对印度夏季风降水和东亚气候的影响近百年来也一直为气候学家所关注。
中国科学院大气物理研究所对流允许及模式分辨率对模拟中尺度对流系统影响的最新进展（图）
对流系统 耦合 降水
2024/1/14
中尺度对流系统（MCS）是组织化的深对流系统，在热带和中纬度地区频发。在东亚夏季，MCS与季风相耦合，其生成与活动既受到季风的调节，又可以通过加速能量循环，提高对质量、水汽和能量的输送效率，对季风的爆发和降水起到重要作用。受限于模式的分辨率和积云对流参数化方案的不确定性，传统的对流参数化模式（CParM）一直以来难以准确模拟MCS。2024年来，对流可分辨模式（CPM）得到了蓬勃发展，为大规模、长...
海洋所在基于天气分型的海浪统计降尺度模拟方面取得新进展（图）
气候变化 大气环流
2024/1/12
2024年1月4日，中国科学院海洋研究所尹宝树研究团队在基于天气分型的海浪统计降尺度模拟方面取得新进展，相关成果发表在国际学术期刊Ocean Modelling（JCR1区）。 全球变暖背景下中国近海海浪灾害风险持续增加，探究极端海浪的未来多尺度变化及不确定性，是防灾减灾、科学应对气候变化风险的国家重大需求。但基于海浪动力谱模型的大集合模拟计算效率较低，不能对快速变化的极端天气气候过程...
西北太平洋热带气旋是地球上最具破坏性的自然灾害之一。提高其未来预测和预估的可靠性，对于防台减灾相关的风险管理与适应决策至关重要，因此成为科学界广泛关注的重要问题。然而，现有针对西北太平洋热带气旋生成频数变化的预估研究仍存在大量争议，预估结果的不确定性令未来亚太区域的人民生命安全和生态环境面临严峻威胁。
中国科学院大气物理研究所AAS: CAS-ESM2.0成功实现大气CO2的全耦合模拟（图）
大气 耦合模拟 海洋碳循环
2023/11/10
2023年9月22日，地球系统数值模拟装置核心软件——中国科学院地球系统模式（CAS-ESM）的研发团队在Advances in Atmospheric Sciences上发表了关于CAS-ESM大气CO2全耦合模拟的最新研究进展。该研究指出：CAS-ESM2.0已成功解决了陆地碳循环、海洋碳循环与大气CO2双向耦合的难题，并能够合理的计算大气CO2的时空变化。
海平面上升给沿海地区增加了风暴潮、洪水、海岸侵蚀和咸潮入侵的风险。因此，预估海平面变化对于沿海地区制定适应政策颇为重要。动力海平面（DSL）是模式重点研究的区域海平面变量，是由海水密度和海洋环流变化引起的海平面变化的重要部分。通常认为，DSL未来预估的可靠性取决于气候模式对DSL当前状态模拟的能力，因而评估气候模式对DSL的模拟能力较为重要。
海平面上升给沿海地区增加了风暴潮、洪水、海岸侵蚀和咸潮入侵的风险。因此，预估海平面变化对于沿海地区制定适应政策颇为重要。动力海平面（DSL）是模式重点研究的区域海平面变量，是由海水密度和海洋环流变化引起的海平面变化的重要部分。通常认为，DSL未来预估的可靠性取决于气候模式对DSL当前状态模拟的能力，因而评估气候模式对DSL的模拟能力较为重要。
气候增暖背景下大气蒸发需求显著增加，干旱事件发生更为频繁和剧烈，是干旱区未来亟需应对的极端事件之一。深入理解全球干旱区干旱事件对气候增暖响应、准确预估其未来变化和风险，对于碳中和、气候变化风险应对等政策的制定具有重要意义，进而有利于联合国可持续发展目标(SDGs)的实现。
自2013年《大气污染防治行动计划》(即“大气十条”)实施以来，我国各个重点区域大气细颗粒物(PM2.5)污染浓度逐年降低，日均值超标率也呈现下降趋势。然而，臭氧浓度却在波动中呈现上升趋势。在南方一些城市，臭氧已经取代PM2.5成为大气的首要污染物。近地表臭氧浓度的上升将对空气质量、农业生产和人类健康产生不利影响。臭氧主要是通过挥发性有机化合物和氮氧化物在光照的条件下反应而产生的，但由于臭氧与其前...
暖北极-冷欧亚（WACE）是近20年来北半球冬季气温的主要特征，与该模态相关的极端冷事件在北半球频繁发生，造成严重的人员伤亡和经济损失。气候模式对该模态的模拟能力直接影响冬季气温的模拟效果。过去的研究表明，CMIP5模式对中纬度大气对海冰的响应模拟较弱，导致对暖北极-冷欧亚的模拟比实际的偏弱。但是，目前的CMIP6气候模式是否对WACE模态和相应的大气环流型有足够的模拟能力尚不清楚。
印度洋偶极子(Indian Ocean Dipole，IOD) 是热带印度洋海表温度的东-西反位相分布。最近的研究进一步确定了热带印度洋次表层海温也存在一固有东-西偶极子型振荡模态，被称为印度洋次表层偶极子 (subsurface Indian Ocean Dipole，Sub-IOD)，其为表层IOD的发生发展提供了基础。有趣的是，IOD和Sub-IOD都会受到太平洋厄尔尼诺-南方涛动 (El ...
陆面和低层大气间的能量和水分交换强烈地影响着区域气候变化。地表交换系数(Ch)是表征陆气耦合强度的重要参量之一，其参数化方案通过影响陆气间水热交换过程在陆气相互作用过程模拟中起着关键性作用，进而对天气和气候演变的预测准确性产生影响。然而，数值模式中陆气相互作用的表征仍然存在很大的不确定性，其中陆气耦合强度在很大程度上被高估，Ch的确定是主要问题之一。
近年来极端的热带气旋频繁袭击西北太平洋沿海地区，例如2021年的超强台风“雷伊”和2022年的超强台风“轩岚诺”，给周边地区造成了严重的人员伤亡和经济损失。合理预估未来增暖情景下热带气旋的变化对相关地区的防灾减灾工作至关重要。为了得到对热带气旋活动更为合理的的预估，许多研究从不同的方向着手提高用气候模式模拟热带气旋活动的能力，包括提高模式的分辨率，改进热带气旋的识别算法，使用海气耦合试验取代海气非...
冰川物质平衡是表征冰川积累和消融最重要的参数之一，是目前国际冰川学界重点和前沿观测研究领域。冰川物质平衡和冰川区气象数据的稀缺限制了对天山冰川变化的认知。为更好地理解冰川与气候之间的联系，进一步理解冰川消融过程和机理，冰冻圈科学国家重点实验室、新疆天山冰川国家野外科学观测研究站（简称天山冰川站）研究人员利用德国柏林洪堡大学研制开发的冰川能量-物质平衡模型（COSIMA，COupled Snowpa...