相对于单独的海洋和大气模式，海气耦合模式为什么能更好地再现气候的变化

为什么气候模式 热带地区模拟效果好

对温室气体浓度变化引起的气候变化的预测主要靠数值模拟，如前所述，现在世界上已经发展了几十个气候模式，特别是最近，已经出现了一些较好地海－气耦合模式，这些模式大都能较好地模拟当代气候。

海洋在地球气候的形成和变化中的重要作用已越来越为人们所认识,它是地球气候系统的最重要的组成部分.80年代的研究结果清楚地表明,海洋-大气相互作用是气候变化问题的核心内容,对于几年到几十年时间尺度的气候变化及其预测,只有在充分了解大气和海洋的耦合作用及其动力学的基础上才能得到解决.海洋在气候系统中的重要地位是由海洋自身的性质所决定的.
地球表面约71％为海洋所覆盖,全球海洋吸收的太阳辐射量约占进入地球大气顶的总太阳辐射量的70％左右.因此,海洋,尤其是热带海洋,是大气运动的重要能源.
海洋有着极大的热容量,相对大气运动而言,海洋运动比较稳定,运动和变化比较缓慢.
海洋是地球大气系统中CO2的最大的汇.
上述三个重要性质,决定了海洋对大气运动和气候变化具有不可忽视的影响.
(一)海洋对大气系统热力平衡的影响
洋吸收太阳入射辐射的70％,其绝大部分(85％左右)被贮存在海洋表层(混合层)中.这些被贮存的能量将以潜热、长波辐射和感热交换的形式输送给大气,驱动大气的运动.因此,海洋热状况的变化以及海面蒸发的强弱都将对大气运动的能量产生重要影响,从而引起气候的变化.
海洋并非静止的水体,它也有各种尺度的运动,海洋环流在地球大气系统的能量输送和平衡中起着重要作用.由于地球大气系统中低纬地区获得的净辐射能多于高纬地区,因此,要保持能量平衡,必须有能量从低纬地区向高纬地区输送.研究表明,全球平均有近70％的经向能量输送是由大气完成的,还有30％的经向能量输送要由海洋来承担.而且在不同的纬度带,大气和海洋各自输送能量的相对值也不同,在0°～30°N的低纬度区域,海洋输送的能量超过大气的输送,最大值在20°N附近,海洋的输送在那里达到了74％,但在30°N以北的区域,大气输送的能量超过海洋的输送,在50°N附近有最强的大气输送.这样,对地球大气系统的热量平衡来讲,在中低纬度主要由海洋环流把低纬度的多余热量向较高纬度输送；在中纬度的50°N附近,因有西部边界流的输送,通过海气间的强烈热交换,海洋把相当多的热量输送给大气,再由大气环流以特定形式将能量向更高纬度输送.因此,如果海洋对热量的经向输送发生异常,必将对全球气候变化产生重要影响.
(二)海洋对水汽循环的影响
大气中的水汽含量及其变化既是气候变化的表征之一,又会对气候产生重要影响.大气中水汽量的绝大部分(86％)由海洋供给,尤其低纬度海洋,是大气中水汽的主要源地.因此,不同的海洋状况通过蒸发和凝结过程将会对气候及其变化产生影响.
(三)海洋对大气运动的调谐作用
因海洋的热力学和动力学惯性使然,海洋的运动和变化具有明显的缓慢性和持续性.海洋的这一特征一方面使海洋有较强的“记忆”能力,可以把大气环流的变化通过海气相互作用将信息贮存于海洋中,然后再对大气运动产生作用；另一方面,海洋的热惯性使得海洋状况的变化有滞后效应,例如海洋对太阳辐射季节变化的响应要比陆地落后1个月左右；通过海气耦合作用还可以使较高频率的大气变化(扰动)减频,导致大气中较高频变化转化成为较低频的变化.
(四)海洋对温室效应的缓解作用
海洋,尤其是海洋环流,不仅减小了低纬大气的增热,使高纬大气加热,降水量亦发生相应的改变,而且由于海洋环流对热量的向极输送所引起的大气环流的变化,还使得大气对某些因素变化的敏感性降低.例如大气中CO2含量增加的气候(温室)效应就因海洋的存在而被减弱.

　　对温室气体浓度变化引起的气候变化的预测主要靠数值模拟，如前所述，现在世界上已经发展了几十个气候模式，特别是最近，已经出现了一些较好地海－气耦合模式，这些模式大都能较好地模拟当代气候。在给定未来二氧化碳浓度变化条件下，大多数模式给出的未来全球平均地表温度的变化是大致一致的，是可以接受的。但是如果采用另一种想定方案，则结果完全是另一回事。更严重问题在于不同模式给出的温度变化的区域分布差别却是巨大的，不同模式给出的降水变化之间差别更大，这就不光使人们怀疑模式结果的实用价值，也使人们对当代气候模式的正确性产生怀疑。首先，当代气候模式都没有很好地解决反馈过程，即在地表温度上升后，地面蒸发增加，在高空气温略有下降的情况下，天空云量将随地表蒸发增加而增加，而云量增加将会使地表温度下降；这一过程正确模拟至关重要；其次，当代气候模式对许多引起10年以上时间尺度气候变化的因子，如太阳辐射的变化，地球轨道的变化，固体地球的变化，地表状况（包括冰雪圈、生物圈、水圈）的变化等尚未包括在内，或尚未正确描述。模式中对于气溶胶的辐射过程和气溶胶本身的物理化学特性的描述也还远远不够。因此，严格说来，当前关于人为活动引起的全球气候变化的数值模拟结果，只是对气候模式的一种敏感性实验结果；绝不能视为对未来气候变化的预测。影响未来气候变化的因子很多，人类活动造成的大气温室气体浓度增加只是诸多因子中的一个，而且现在还不能断言，它是最重要的因子。例如有的模式研究结果表明，到目前为止，人类活动造成的气溶胶浓度增加，引起的地表温度降低可以全部抵销温室气体浓度增加引起的升温效果。人类活动造成的地表状况变化，人类活动直接的热效应的影响都可能与大气温室效应增强的效应有大致相当的量级。布引起长期气候变化的自然因子的变化也有大致相当的效果。 　　毫无疑问，对于气候变化的影响的评价问题更多。这首先表现为到目前为止，还没有形成统一的客观的科学评价体系。气候变化的影响是多方面的，“影响评价”的尺度标准是十分复杂而难以定量的。当前研究较多的是对农业生产，森林和其它生态系统的影响。研究结果基本上都是定性的描述，有些定量结果也都是很粗的估计值。 　　关于气候变化影响评价的不确定性另一原因是所依据的气候变化预测结果的巨大不确定性，如前所述，关于未来气候变化预测结果中只有全球平均地表温度一项是可以接受的，有应用价值的。关于气温变化的空间分布，降水变化及气候极端事件的预测都是很不确定的。然而对于气候变化的影响评价来说,恰恰需要各地区的气温变化，更需要降水变化，气候极端事件变化。很容易理解，对于气温很高降水丰富的热带和亚热带地区，气温上升1-2度对农业和其它生态系统的影响可能并不明显，而对于气温偏低，降水相对较多的冷温带地区，气温上升对农业和生态系统的影响总体上反而是有利的；而对于气温适中，降水相对偏少的暖带大多数地区，气候变化的影响显然主要取决于降水的变化，在这些地区如果气温上升，伴随着较大幅度的降水增加则气候变化对农业和其它生态系统显然是有利的，反过来气温上升降水不增加甚至减少，气候变化对农业和其它生态系统将造成灾难性结果。 地球气候系统极为复杂，气候变化的原因很多，气候变化预测是一个十分困难的科学难题，可能需要全世界科学家几代人的努力。 气候变化预测研究应当遵循科学研究自身发展规律，不要被二氧化碳问题所左右。已经有许多证据证明，引起不同时间尺度气候变化的起因是很多的。大气温室效应增强只是其中之一，它只是引起10年到几十年时间尺度气候变化的重要原因，而且不一定是最重要的原因。对气候变化预测的研究决不应由于对二氧化碳问题的过分强调而倍受重视,也不应因证明二氧化碳影响不那么严重而被忽视。气候变化毕竟是和人类生存息息相关的生存环境变化的原动力之一和重要方面，气候变化预测研究任何时候都不应放松。在各种时间尺度气候变化预测中显然季度、年际变化预测更为迫切需要，与全球平均状态变化相比区域气候变化更为重要；与温度变化相比，降水变化预测更为重要；与平均气候状态变化相比，气候变率和气候极端事件的变化更为重要。这些变化固然都和二氧化碳等温室气体浓度变化有关，但切不可一叶障目忽视了其它因素，而且可能是更重要的因素。
气候变化预测是一个科学难题，是一项长远的基础性工作，决不可因国际上二氧化碳问题闹得沸沸扬扬而蜂拥而上，甚至一些非专业人员也硬要放弃熟悉的本行而来啃这块硬骨头。另一方面，既然是难题就不能指望在三、五年内解决问题，不应急功近利，提出不切实际的目标；需要真正的专家组织精干力量脚踏实地，一步一步地攻关。

北京大学海洋研究中心的北京大学海洋研究中心召开首届学术年会_百度...
答：物理学院胡永云教授报告了模拟太阳系外行星海洋环流对其气候的调节作用的最新结果；杨海军教授通过模型计算揭示了不同时空尺度海洋大气经向热量输送过程中海洋-大气之间的互补关系；韦骏特聘研究员报告的海气耦合模型为模拟海洋大陆的区域洋流变化及反馈机制提供了新的思路 。四位地球科学领域的老师报告了时间跨度...

广东海洋大学海洋与气象学院的学院概况
答：大气科学系设大气科学本科专业和环境监测与评价专科专业。学院现有教职工31 人，其中高级职称9人，有博士学位15人。院长张书文教授荣获广东省高等学校“珠江学者岗位”特聘教授，是粤西高校的首次突破。目前海洋与气象学院在上层海洋对气候变化的响应、海气耦合机制及区域海洋数值模拟技术等方面取得了许多高水平...

温盐环流重要性
答：以前，人们主要关注大气过程，但现在研究发现，海洋的极向热输送占海气耦合系统中该方向总输送的约50%。在北半球，海洋通过西边界流，如北大西洋湾流（属于暖水环流）和温盐环流（冷水环流）的交互作用，将低纬的热量输送到高纬度。特别是北大西洋的温盐环流，其在50N附近通过强烈的海气热交换，为大气...

国家海洋环境预报中心部门简介
答：海洋气候预测室：关注海气相互作用、CO2及气候变化研究，涉及厄尔尼诺监测预测和全球气候变化影响评估。有海洋碳研究组、厄尔尼诺组、海气气候变化预测组和资料同化组。数值预报研究部：致力于数值预报模式引进、研发，提供气象和海洋数值预报产品，有大气模式组和海洋模式组。网络与计算机部：提供高性能计算机和...

什么是气候变化的不确定性?
答：（三）气候模式本身的缺陷对未来气候变化情景的研究有很大影响。要预测未来50～100年的全球和区域气候变化，必须依靠复杂的全球海气耦合模式和高分辨率的区域气候模式。但是，目前气候模式对云、海洋、极地冰盖等的描述还很不完善，模式还不能处理好云和海洋环流的效应，以及区域降水变化等。（四）气候极端...

为什么气候变化会影响大洋温盐环流
答：以前人们认为，这种输送作用主要通过大气过程来实现。现在研究表明，海洋的极向热输送约占海气耦合系统中极向热输送总量的50%，在北半球，它把低纬的热量输送到高纬，在50N附近（那里的海洋西边界流最强）通过强烈的海气热交换，把大量的热量输送给大气，再由大气把能量向更高纬度输送。

温盐环流对全球气候的影响机制是什么
答：温盐环流又称为大洋传送带，形成机制是在北半球格陵兰海和南半球南极附近的威德尔海和罗斯海产生的高密度水下沉形成的，它可以将赤道地区的热量传送到两极地区。温盐环流被认为是气候变化的驱动器，有证据表明，1.8万年前的末次冰期就是由于温盐环流减弱或短暂停止造成的。产生这一结果的主要机制是：温...

水文气象的影响
答：海洋是水分循环过程中水的贮藏库，海洋和大气，通过热量、水汽和动量的交换和输送而耦合在一起，最初研究海气耦合模式的是真锅 (1969 年 ) 。近十几年来，这方面的研究已经很多。随着卫星技术的提高，以后可以由卫星提供海温、海面应力资料，和由卫星测定海洋区域的降水率和水汽浓度，将会更大地增强模...

ARGO计划Argo计划的科学意义
答：过去20年的热带海洋和全球大气实验（TOGA）以及世界海洋环流实验（WOCE）的成功实施，揭示了海洋在海气耦合系统中的关键作用，对天气预报和气候预测研究产生了深远影响。而在未来气候研究计划中，短期气候预测将得到更多关注。然而，目前的海洋观测技术与资金限制导致观测资料匮乏，影响了气候模型的精度。大范围...

海冰对气候有哪些影响?
答：研究还表明，北大西洋风暴路径有随海冰边缘自北向南移动的趋势，在薄冰年份，西白令海气旋频度增大，在厚冰年份，东白令海气旋活动更为频繁。在南极区域，气旋路径的季节变化与海冰范围季节变化一致，气旋活动的年际变化与海冰范围的年际变化也很一致。有人利用冰—海洋—大气耦合模式对大气中二氧化碳浓度增...