NC: 最新研究揭示了近20年来东亚沙尘暴活动减弱的原因
沙尘暴是我国主要的灾害之一，对国民生产生活活动和身体健康都有重要影响。同时，沙尘气溶胶作为地球系统的重要组成部分，对辐射、冰云、风尘堆积和海洋碳循环均有重要作用。另外，沙尘暴活动作为气候环境变化的指示器，也是认识地球系统演变的“一面镜子”。 近几十年来，东亚沙尘暴活动整体上呈减弱的趋势。特别是经历了本世纪初沙尘暴活动较为活跃的时期后，近20年来沙尘暴活动持续减弱。过去沙尘暴活动变化的原因是什么，其未来将如何变化，这是广为关注的科学和社会问题。如果不厘清沙尘暴活动历史变化的原因，将很难对其未来的变化趋势做出准确预测。 鉴于此，中国科学院大气物理研究所吴成来副研究员、林朝晖研究员联合德国科隆大学邵亚平教授、美国德州农工大学刘小红教授、国家气候中心李莹高级工程师等人利用团队开发的风蚀起沙模型（DuEM v1），开展了2001-2017年东亚地表起沙通量的模拟试验，并通过考虑地表风速、土壤湿度、植被覆盖等单个因子变化的多组敏感性试验间的对比，量化了地表风速、土壤湿度、植被覆盖等不同因子对2001-2017年东亚沙尘暴活动减弱趋势的分别贡献。 结果表明，DuEM起沙模型很好地模拟出了200
2022-11-22
AAS: 2022年，海洋热含量、盐度、层化等多个环境参数变化再创新高
1月11日，由中国科学院大气物理研究所牵头，联合国家海洋环境预报中心、中国科学院海洋研究所等全球16个研究单位的24位科学家组成的国际研究团队，在《ADVANCES IN ATMOSPHERIC SCIENCES》（AAS）发布了涵盖2022整年的全球海洋环境（温度和热含量、盐度、层结）变化研究报告。新的研究指出：2022年海洋升温持续——成为有现代海洋观测记录以来海洋最暖的一年。同时，报告还指出：海洋“咸变咸，淡变淡”的盐度变化态势加剧，海水垂向层化现象持续加强。图1. 海洋和人类生活和福祉息息相关。 全球变暖90%以上的热量被海洋吸收，海洋热含量成为全球变暖的最佳指标之一。最新IAP数据表明：在2022年，全球海洋上层2000米储存的热量与2021年相比增加了10.9 ± 8.3 ZJ (1 ZJ=10×1021)焦耳，这些热量可以使7亿个1.5升的电热水壶的水同时烧开；也相当于中国2021全年发电总量的约325倍。过去半世纪，海洋每一个十年都比前十年更暖（图2）。图2. 1958-2022年全球海洋上层2000米热含量变化时间序列：上图为IAP/CAS数据、下图为NOAA/NC
2023-01-11AAS: 全球变暖将提高全球植被的覆盖度和碳通量
全球平均气温上升，降水格局变化以及极端事件频发等无时无刻不在提醒着我们全球气候正经历着巨大变化。那么，全球变暖会对陆地生态系统产生怎样的影响呢？针对这一问题，中国科学院大气物理研究所曾晓东研究员课题组利用团队自主研发的新版全球植被动力学模型（IAP-DGVM），在中科院地球系统模式（CAS-ESM2）框架下，对未来陆地植被和碳通量变化进行了模拟研究。模拟结果表明，全球变暖将导致植被覆盖度总体增加，碳通量（包括总初级生产力、净初级生产力和自养呼吸）也会有所增加。研究团队进一步分析了植被变化与气候之间的关系，研究发现温度对未来植被分布起主导作用，而碳通量的变化则是叶面积指数、温度和降水共同作用的结果。该研究不仅提升了对全球植被动态演变以及陆地碳循环的认识，还加深了对全球植被动力学模型模拟行为的了解。这将有助于研究团队进一步改进并提升模式的模拟性能。同时，该工作为研究陆地碳循环对碳中和不同路径的响应提供基础，为国家的碳中和战略提供科学支撑。绿树环绕的的纽约长岛足球场 （摄影：朱家文）以上研究得到了国家自然科学基金、国家自然科学基金重大项目和地球系统数值模拟装置的共同资助，高小斐为第一作者，朱
2022-06-07
CAS-ESM起沙方案的发展及对全球和东亚沙尘循环的良好再现能力
沙尘作为最主要的自然气溶胶，不仅造成严重的空气污染，同时对气候和环境有重要影响，在地球系统演变中发挥着重要的作用，因此沙尘循环是地球系统模式需重点考虑的过程之一。气候与环境卓越中心地球系统模式研发团队吴成来副研究员、林朝晖研究员、张贺副研究员等人及其合作者在前人工作基础上构建了一个基于风蚀物理学理论的动力学起沙模型(图1)，并通过与陆面过程模式CoLM的耦合，建成了包含沙尘-气候-植被间相互作用的中国科学院地球系统模式CAS-ESM2.0.该起沙模型可考虑土壤沙粒的轰击运动、土壤团聚体的破裂作用，以及精细地表土壤和植被特征对起沙的影响，具有坚实的风沙物理学基础。基于上述耦合起沙模型的CAS-ESM2对全球沙尘循环的模拟分析结果表明，CAS-ESM2能很好地模拟出全球主要的沙尘源地和沙尘气溶胶空间分布，以及沙尘沉降通量、地面沙尘浓度的空间分布和量值范围;模式也能合理地模拟出东亚沙尘活动的季节变化特征。在此基础上给出了全球沙尘收支的定量估算，其中全球年总起沙量约为25.18亿吨/年(图2)。此外，与NCAR通用地球系统模式(CESM2)相比，CAS-ESM2在全球沙尘气溶胶分布、沙尘气溶胶
2021-10-21气候与环境卓越中心持续共享海洋多变量（温度、盐度、层结等）格点观测数据集
中心成里京副研究员发展了全球海洋温度、盐度、层结等海洋最主要物理变量的格点观测数据（IAP数据集）。该数据集是进行气候变化、气候监测、物理海洋、气候政策、社会经济影响评估等学科研究的重要基础，有效服务于一带一路沿线国家地区海洋气候变化研究。
2021-09-30气候与环境卓越中心发布了全球沙尘起沙通量的分布数据，服务于一带一路国家
中心吴成来副研究员发布了全球沙尘起沙通量的分布数据，该数据集提供了两个地球系统模型（中国科学院地球系统模型CAS-ESM2）和社区地球系统模型CESM2）在 1998 年 9 月至 2010 年 8 月期间对全球沙尘排放通量、沉积通量、负荷和光学深度的 12 年模拟，以及中国天气气象站沙尘事件特征的统计数据。
2021-09-30JAMES/AAS: 我国首个自主研发的地球系统模式参加国际耦合模式比较计划
数学建模和数值模拟是研究地球各圈层演化机理及预测其未来变化的重要手段。随着人们认识的不断深入，模型考虑的物理、化学过程也日趋完善。面对日益严峻的气候变化问题，国家主席习近平在2020年9月召开的第75届联合国大会期间提出，中国二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和。为了给政府决策提供科学支撑，传统的气候系统模式已经无法满足要求，因为生态、陆地海洋生物地球化学等与碳循环密切相关的物理化学过程并未考虑在内，因此亟需发展将气溶胶、大气化学、植被动力学、生物地球化学及碳氮循环等过程考虑在内的地球系统模式。
2021-09-18
AAS: 大气所联合全球13家单位学者发布全球海洋变暖2020年度报告
1月13日，由中国科学院大气物理研究所牵头，联合全球13个研究单位的20位科学家组成的国际研究团队（包括美国科学院院士Prof. M. Mann、AAAS/AGU/AMS会士Prof. K. Trenberth等），在《ADVANCES IN ATMOSPHERIC SCIENCES》（AAS）以News&Views的形式发布了国际第一份涵盖2020整年的全球海洋环境（温盐）变化研究报告。新的研究指出：2020年海洋升温持续——成为有现代海洋观测记录以来海洋最暖的一年。同时，报告还指出：海洋“咸变咸，淡变淡”的盐度变化态势加剧，海水垂向层化持续加强。
2021-09-18
AAS: 2020/21年前冬我国为什么会这么冷？
在2020/21年冬季的前半段（2020年12月1日-2021年1月10日），影响我国的冷空气活动持续偏强（一次全国型强冷空气，两次全国型寒潮），导致我国中东部大部地区气温显著异常偏低，部分站点最低气温甚至突破台站历史观测极值。同时，一次中等强度的拉尼娜事件从2020年8月开始发展，并于2020/21年冬季到达成熟阶段。
2021-09-18
中科院院刊: 碳中和中的地球系统科学和技术问题
为加深青年学者对“碳中和”国家战略的理解，为国家碳中和目标的实现提供科技支撑，2021年1月11日，中科院青年创新促进会大气所小组联合大气所青年实验室举办了“碳中和青年研讨会”，探讨地球科学在碳中和中的贡献以及知识不足。会后，大气所青促会小组组织了以青年科研工作者为主的团队，联合撰写了“碳中和目标下的若干地球系统科学和技术问题分析”一文。《中国科学院院刊》于5月20日刊登了此文。
2021-09-18