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第1章 引论1

1.1 IPCC第三次评估报告主要结果评述1

1.1.1 观测的气候变化1

1.1.2 温室气体浓度变化2

1.1.3 气候变化的检测与原因识别2

1.1.4 气候模式预估2

1.2 中国气候变化研究现状与进展3

1.2.1 中国气候变化研究历史与现状3

1.2.2 中国气候变化检测和预估研究进展4

1.3 有待解决的科学问题6

1.4 本书阐述的科学问题8

1.4.1 科学术语8

1.4.2 基本内容8

1.4.3 与国家科技攻关课题研究的关系8

参考文献8

第2章 中国的温室气体排放与吸收10

2.1 碳循环与CO2辐射强迫10

2.1.1 引言10

2.1.2 世界碳源汇分布11

2.1.3 CO2辐射强迫15

2.1.4 中国大气CO2浓度17

2.2 中国碳排放的历史与现状18

2.2.1 中国碳排放的总量18

2.2.2 中国的人均碳排放量19

2.2.3 中国近百年的累积碳排放量20

2.2.4 中国碳排放的主要特征与趋势20

2.3 甲烷和其他温室气体排放21

2.3.1 甲烷21

2.3.2 氧化亚氮25

2.4 中国碳源汇分布27

2.5 土地利用与碳通量变化29

2.6 总结与展望30

参考文献31

第3章 大气气溶胶及其气候效应39

3.1 大气气溶胶的基本特性39

3.1.1 气溶胶的物理特性39

3.1.2 气溶胶的光学特性40

3.1.3 气溶胶的化学特性41

3.2 大气气溶胶的源和汇42

3.2.1 大气气溶胶的源42

3.2.2 大气气溶胶的汇46

3.3 气溶胶浓度的时空分布46

3.3.1 气溶胶的水平分布和输送47

3.3.2 气溶胶的垂直分布48

3.3.3 气溶胶浓度的时间变化48

3.4 气溶胶的气候效应及其对中国气候的可能影响51

3.4.1 气溶胶气候效应的机理51

3.4.2 气溶胶对地气系统的能量收支影响52

3.4.3 气溶胶对水循环的影响52

3.4.4 气溶胶对中国气候的可能影响53

3.5 近年来有关气溶胶研究的国际计划56

3.5.1 亚洲气溶胶特性实验56

3.5.2 大气棕色云57

3.6 小结57

参考文献58

第4章 近100年全球和中国地区观测的气候变化63

4.1 近100年全球气候变化63

4.1.1 近100年全球气温变化63

4.1.2 近100年全球降水量变化65

4.2 近100年中国气候变化66

4.2.1 资料与方法67

4.2.2 气温变化68

4.2.3 降水变化70

4.3 近50年中国气温和降水变化71

4.3.1 资料和方法71

4.3.2 气温变化72

4.3.3 降水变化76

4.4 近50年中国其他气候要素变化78

4.4.1 资料和方法78

4.4.2 日照时数78

4.4.3 蒸发量79

4.4.4 积雪深度和面积81

4.4.5 平均风速82

4.5 小结83

参考文献84

第5章 中国地区极端气候事件的变化87

5.1 引言87

5.2 中国气候极端值的变化89

5.2.1 温度极端值89

5.2.2 降水极端值91

5.3 中国极端事件的变化92

5.3.1 高温和低温事件92

5.3.2 强降水和暴雨频率92

5.3.3 干旱93

5.3.4 沙尘暴94

5.4 历史时期代用资料中反映出来的极端气候事件95

5.4.1 极端寒冷事件和高温事件95

5.4.2 历史干旱、雨涝事件96

5.4.3 沙尘暴98

5.5 小结98

参考文献99

第6章 全球及中国气候变化的检测和原因分析101

6.1 检测和原因分析的基本理论及主要方法101

6.1.1 检测和原因分析的主要气候变量指标101

6.1.2 检测和原因分析的主要参照物102

6.1.3 检测和原因分析的主要方法104

6.1.4 近百年影响气候变化的可能因子106

6.2 近现代气候变暖的历史透视106

6.2.1 过去气候变化的记录106

6.2.2 过去气候变化的原因109

6.2.3 古气候史上的突变及其意义111

6.3 20世纪全球气候变暖的主要原因112

6.3.1 20世纪全球自然变率的检测112

6.3.2 20世纪太阳活动、火山活动与人类活动作用的对比模拟分析113

6.3.3 20世纪人类活动对全球气候影响多模式模拟集成检测116

6.4 20世纪中国气候变暖的主要原因118

6.4.1 20世纪中国气候变暖的自然贡献检测118

6.4.2 太阳活动和火山活动的影响122

6.4.3 人类活动对中国气候变化的影响123

6.5 检测与原因分析的可靠性评估129

6.5.1 从历史透视分析20世纪气候变暖的可靠性129

6.5.2 20世纪100年时间尺度气候变暖中的自然与人类影响129

6.6 小结131

参考文献132

第7章 气候变化预估模式的检验与气候敏感性137

7.1 气候模式137

7.1.1 气候模式简介137

7.1.2 气候模式的研究现状138

7.2 气候模式发展的主要计划138

7.2.1 大气环流模式比较计划138

7.2.2 耦合模式比较计划140

7.2.3 古气候模拟比较计划144

7.3 气候模式对中国气候模拟能力的检验146

7.4 气候敏感性问题149

7.4.1 气候敏感性的重要性149

7.4.2 主要敏感性因子的分析150

7.4.3 模式估算的气候敏感性结果分析（基于IPCC-TAR）151

7.5 小结152

参考文献153

第8章 21世纪全球和东亚地区气候变化趋势预测157

8.1 气候变化预测的主要方法157

8.1.1 气候变化预测考虑的主要因子157

8.1.2 气候模式预测方法158

8.1.3 其他方法159

8.2 IPCC全球模式预测的主要结果160

8.2.1 IPCC使用的主要全球气候模式与排放情景160

8.2.2 主要结果162

8.2.3 气候变化的惯性和突变事件165

8.3 东亚气候变化预测的主要结果167

8.3.1 各种排放情景下东亚地区不同时期温度和降水变化168

8.3.2 东亚地区其他气候因子不同时期的变化173

8.4 亚洲季风区未来100年气候变化预测173

8.4.1 亚洲夏季风174

8.4.2 亚洲冬季风174

8.5 小结176

参考文献176

第9章 21世纪中国及分区域气候变化趋势178

9.1 引言178

9.1.1 全球环流模式对温室效应的模拟178

9.1.2 降尺度方法和区域气候模式179

9.2 降尺度技术180

9.2.1 基本原理180

9.2.2 预报量180

9.2.3 预报因子181

9.2.4 统计模式181

9.2.5 前景与展望182

9.3 中国区域气候变率的空间尺度和区域划分182

9.4 全球气候模式模拟结果的集成183

9.4.1 资料与模式介绍183

9.4.2 全球模式模拟的中国地表气温的变化184

9.4.3 全球模式模拟的中国降水的变化186

9.4.4 全球模式模拟的中国各地区地表气温和降水的变化188

9.4.5 几个重要地区的变化：西北、青藏铁路沿线、长江中下游地区和黄河流域192

9.5 区域气候模式模拟的中国未来气候情景197

9.5.1 中国地区地面气温的变化197

9.5.2 中国地区降水的变化198

9.5.3 中国各地区气温和降水的变化199

9.5.4 几个重要地区的变化：西北、青藏铁路沿线、长江中下游地区和黄河流域201

9.5.5 极端天气事件的变化204

9.6 统计降尺度技术在中国的应用207

9.6.1 转移函数与环流分型法207

9.6.2 天气发生器及其降水的模拟研究207

9.7 小结和中国未来气候情景的综合集成预估212

参考文献213

第10章 气候变化检测与预估的不确定性218

10.1 不确定性的基本概念及其分类218

10.1.1 不确定性的主要含义218

10.1.2 不确定性的分类218

10.2 代用气候资料分析及其问题219

10.2.1 长温度序列219

10.2.2 末次冰期的热带温度220

10.2.3 过去气候突变研究221

10.2.4 代用资料制图与古气候模拟222

10.3 器测时期观测资料及其问题223

10.3.1 陆面气温223

10.3.2 海面温度224

10.3.3 全球温度224

10.3.4 降水量224

10.3.5 高空温度和湿度225

10.3.6 卫星观测225

10.4 对气候系统过程与反馈认识的不确定性226

10.4.1 大气的作用226

10.4.2 海洋的作用226

10.4.3 植被和土壤的作用226

10.4.4 人类活动227

10.4.5 从气候变化到碳循环的反馈227

10.4.6 碳循环中的不确定性227

10.4.7 温室气体228

10.5 未来排放情景的不确定性228

10.5.1 矿物燃料燃烧所释放CO2排放量计算方法中的不确定性228

10.5.2 固定源所排放的CH4,N2O的排放量计算方法中的不确定性229

10.5.3 流动源所排放的CH4,N2O的排放量计算方法中的不确定性229

10.5.4 政策对温室气体排放量估算所造成的不确定性229

10.5.5 技术进步对温室气体排放量估算所造成的不确定性230

10.5.6 新型能源开发对温室气体排放量估算所造成的不确定性230

10.5.7 未来温室气体排放清单与排放构想中的主要不确定性230

10.6 气候模式的代表性和可靠性231

10.6.1 水蒸气231

10.6.2 平流层232

10.6.3 海洋232

10.6.4 冰冻圈232

10.7 IPCC评估报告中对不确定性的处理方法233

10.7.1 IPCC第三次评估报告对不确定性的处理233

10.7.2 IPCC第四次评估报告对不确定性处理的新考虑234

10.7.3 可能性与信度235

10.7.4 关于不确定性的指导意见236

10.8 小结236

10.8.1 认真采取适应措施，审慎对待减缓行动237

10.8.2 加强气候变化研究，减少科学不确定性238

参考文献238

第11章 对气候变化若干科学问题的认识243

11.1 气候变化的检测244

11.2 全球碳循环245

11.3 气溶胶的气候效应246

11.4 气候变化的预估247

11.5 极端气候事件与突变248

11.6 温室气体浓度稳定水平249

11.7 科学研究的不确定性250

11.8 小结251

参考文献252

缩略词表253

附录：气候变化有关问题与解答255