目錄
第1章　緒論1
1.1　氣候的概念1
1.2　氣候系統(tǒng)的概念1
1.2.1　熱力學(xué)系統(tǒng)的基本概念1
1.2.2　氣候系統(tǒng)2
1.2.3　基于氣候系統(tǒng)的氣候概念2
1.3　氣候觀測2
1.3.1　氣候觀測的手段2
1.3.2　氣候觀測網(wǎng)3
1.3.3　資料處理9
1.4　氣候?qū)W的發(fā)展歷史10
參考文獻(xiàn)12
第2章　氣候的基本狀態(tài)13
2.1　氣候系統(tǒng)的構(gòu)成13
2.2　大氣圈的基本狀態(tài)13
2.3　水圈的基本狀態(tài)17
2.4　冰雪圈的基本狀態(tài)19
2.5　生物圈的基本狀態(tài)20
2.6　巖石圈的基本狀態(tài)21
2.7　水循環(huán)特征22
2.7.1　陸地水循環(huán)(經(jīng)典水文學(xué))方程22
2.7.2　大氣水循環(huán)方程23
2.7.3　陸氣水循環(huán)總方程23
2.8　氣候帶及氣候分布23
2.8.1　氣候區(qū)劃23
2.8.2　氣候分類法24
2.8.3　氣候帶的劃分24
2.8.4　氣候分布24
參考文獻(xiàn)25
第3章　氣候形成的內(nèi)部因子26
3.1　氣候系統(tǒng)的內(nèi)部因子(各圈層的相互作用)26
3.1.1　陸氣相互作用26
3.1.2　海氣相互作用28
3.1.3　冰雪圈與大氣的相互作用29
3.1.4　生態(tài)系統(tǒng)與氣候的相互作用29
3.2　大氣圈-水圈30
3.2.1　ENSO概述30
3.2.2　ENSO的成因33
3.2.3　ENSO對(duì)氣候的影響34
3.2.4　海氣相互作用38
3.3　大氣圈-冰雪圈40
3.3.1　冰雪圈影響大氣圈41
3.3.2　大氣圈影響冰雪圈41
3.4　大氣圈-巖石圈42
3.4.1　巖石圈影響大氣圈42
3.4.2　大氣圈影響巖石圈42
3.5　大氣圈-生物圈43
3.5.1　生態(tài)系統(tǒng)與氣候變化之間的相互作用43
3.5.2　植被與氣候相互作用的概念模型43
3.6　遙相關(guān)44
3.6.1　北極/北大西洋濤動(dòng)44
3.6.2　北太平洋濤動(dòng)44
3.6.3　歐亞大陸遙相關(guān)45
3.6.4　北太平洋/北美遙相關(guān)45
參考文獻(xiàn)45
第4章　氣候形成的外部因子49
4.1　太陽輻射因子49
4.1.1　太陽輻射與天文氣候49
4.1.2　太陽常數(shù)52
4.1.3　地日關(guān)系52
4.1.4　影響太陽輻射的因素53
4.2　大氣對(duì)太陽輻射的削弱及地-氣輻射53
4.2.1　大氣消光53
4.2.2　大氣對(duì)太陽輻射的削弱54
4.3　地-氣能量平衡56
4.4　輻射平衡的變化特征59
4.4.1　地表輻射平衡的變化規(guī)律59
4.4.2　大氣輻射平衡變化規(guī)律59
4.4.3　地-氣系統(tǒng)輻射平衡的變化規(guī)律60
4.5　熱量平衡的特征62
4.5.1　潛熱62
4.5.2　感熱62
4.5.3　全球熱量平衡的特征63
4.6　大氣的溫室效應(yīng)64
4.6.1　溫室氣體64
4.6.2　輻射強(qiáng)迫65
4.6.3　溫室效應(yīng)增強(qiáng)66
4.7　大氣環(huán)流與氣候67
4.7.1　大氣環(huán)流的基本特征68
4.7.2　大氣環(huán)流的氣候?qū)W意義71
4.7.3　大氣環(huán)流的低頻振蕩72
4.8　海陸分布與氣候72
4.8.1　海陸分布影響氣候形成的原因72
4.8.2　季風(fēng)73
4.9　地形與氣候76
4.9.1　地形對(duì)氣候的影響77
4.9.2　影響因子間的相互作用78
參考文獻(xiàn)79
第5章　氣候變化及其影響80
5.1　概述80
5.1.1　問題的重要性80
5.1.2　氣候變化的時(shí)間尺度82
5.2　地質(zhì)歷史時(shí)期的氣候變化83
5.2.1　地球年齡的計(jì)算方法83
5.2.2　地質(zhì)歷史時(shí)期的古氣候變化84
5.2.3　第四紀(jì)古氣候變化86
5.3　歷史時(shí)期的氣候變化87
5.3.1　全球歷史時(shí)期的氣候變化87
5.3.2　中國東部歷史時(shí)期的氣候變化89
5.3.3　我國西北干旱區(qū)近3000年來的氣候變化90
5.3.4　我國青藏高原的歷史氣候變化90
5.4　近代的氣候變化90
5.4.1　時(shí)段90
5.4.2　世界氣候變化的特征90
5.4.3　中國近代的氣候變化93
5.5　未來可能的氣候變化97
5.5.1　溫室氣體97
5.5.2　全球未來可能的氣候變化99
5.5.3　我國未來可能的氣候變化102
5.5.4　我國減緩氣候變化的行動(dòng)102
5.6　氣候變化中的突變現(xiàn)象103
5.6.1　一些氣候躍變的事實(shí)103
5.6.2　氣候突變的機(jī)制104
5.7　氣候變化的影響104
5.7.1　氣候變化對(duì)自然環(huán)境的影響104
5.7.2　氣候變化對(duì)國民經(jīng)濟(jì)的影響106
5.7.3　特大洪澇和干旱事件對(duì)國民經(jīng)濟(jì)的影響107
參考文獻(xiàn)107
第6章　人類活動(dòng)與氣候變化109
6.1　人類活動(dòng)對(duì)氣候的影響109
6.1.1　大氣成分改變對(duì)氣候的影響110
6.1.2　溫室氣體改變對(duì)氣候的影響110
6.1.3　人為氣溶膠對(duì)氣候的影響115
6.1.4　下墊面性質(zhì)改變對(duì)氣候變化的影響117
6.1.5　人為熱源和水汽排放對(duì)氣候變化的影響118
6.1.6　城市氣候效應(yīng)119
6.2　氣候變化對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的影響122
6.2.1　對(duì)農(nóng)業(yè)的影響122
6.2.2　對(duì)畜牧業(yè)的影響123
6.2.3　對(duì)林業(yè)的影響123
6.2.4　對(duì)能源的影響124
參考文獻(xiàn)124
第7章　氣候與氣候變化的研究方法126
7.1　地質(zhì)時(shí)期古氣候變遷的研究方法126
7.2　歷史時(shí)期氣候變遷的研究方法129
7.2.1　歷史文獻(xiàn)研究方法129
7.2.2　樹木年輪研究方法130
7.2.3　歷史時(shí)期氣候序列的建立132
7.3　近代氣候?qū)W的研究方法133
7.3.1　氣候監(jiān)測133
7.3.2　氣候診斷137
7.3.3　氣候的數(shù)值模擬139
參考文獻(xiàn)139
第8章　氣候的數(shù)值模擬141
8.1　氣候模式簡介141
8.1.1　數(shù)值模擬的定義及模式141
8.1.2　數(shù)值模擬的發(fā)展歷史及現(xiàn)狀141
8.1.3　我國數(shù)值模式的發(fā)展142
8.2　模式分類142
8.2.1　氣候系統(tǒng)特征與氣候模式144
8.2.2　氣候模式的類型和特點(diǎn)144
8.2.3　模式的技術(shù)問題144
8.2.4　氣候模式體系145
8.3　大氣環(huán)流模式146
8.3.1　大氣環(huán)流模式簡介146
8.3.2　預(yù)報(bào)模式中的物理過程147
8.3.3　數(shù)值積分方法148
8.3.4　氣候模擬概述150
8.4　海洋模式151
8.4.1　背景151
8.4.2　海洋數(shù)值模式152
8.4.3　小結(jié)155
8.5　陸氣相互作用及陸面過程模式156
8.5.1　背景156
8.5.2　陸面過程模式的發(fā)展157
8.5.3　公共陸面模式介紹159
8.6　其 他 應(yīng) 用161
8.6.1　國際耦合模式比較計(jì)劃161
8.6.2　實(shí)例164
參考文獻(xiàn)166
第9章　氣候預(yù)測169
9.1　氣候預(yù)測的重要性169
9.1.1　WCRP的年代際氣候預(yù)測計(jì)劃及其重要性169
9.1.2　年代際氣候預(yù)測的理論基礎(chǔ)和實(shí)現(xiàn)方案170
9.2　氣候預(yù)測的方法(中長期天氣預(yù)報(bào))171
9.2.1　全球氣候變化研究的試驗(yàn)設(shè)計(jì)172
9.2.2　專業(yè)模式的需求173
9.2.3　季節(jié)至多年尺度的初值預(yù)報(bào)174
9.2.4　全球氣候的再分析175
9.2.5　氣候降尺度176
9.2.6　氣候降尺度解決實(shí)際問題的例子177
9.3　可預(yù)報(bào)性178
9.3.1　問題的產(chǎn)生178
9.3.2　可預(yù)報(bào)性的研究方法183
9.3.3　可預(yù)報(bào)性的分類184
9.3.4　氣候預(yù)測結(jié)果的評(píng)估190
9.3.5　當(dāng)今氣候預(yù)測的發(fā)展192
參考文獻(xiàn)195
附圖196