北京大学物理学院大气与海洋科学系的大气与海洋科学博士生学术论坛

北京大学物理学院大气与海洋科学系举办“第一届全国大气与海洋科学博士生学术论坛”

根据教育部的规划，第一届全国大气与海洋科学博士生学术论坛2011年7月25到27日在北京大学成功举行。本次论坛的主题为“气候变化：科学问题、影响与对策”。由北京大学资助、北京大学物理学院大气与海洋科学系主办，共有来自海峡两岸14所高等院校所（包括南京大学、北京师范大学、中国科技大学、南京信息工程大学、中山大学、中国海洋大学、兰州大学、解放军理工大学、台湾师范大学、中国科学院大气物理研究所、中国科学院青藏高原研究所、中科院寒区旱区环境与工程研究所、中国科学院研究生院）的77名博士生参加论坛。与会的博士生分别就“全球气候”、“区域气候”、“海－气相互作用”、和“大气物理”四个主题做口头报告或张贴报告。开幕典礼上，中国气象局国家气候中心研究员、中国工程院丁一汇院士做了题为“气候变化对水循环的影响”精彩的特邀报告。另外，北京大学物理学院大气与海洋科学系刘征宇教授和胡永云教授，也分别做了关于气候年代际变化和全球变暖科学研究历史的特邀报告。

论坛期间参加人员之间讨论热烈，达成论坛促进不同院校间青年科研人员交流的目的。与会博士生还分组进行了国家自然科学基金青年基金的模拟答辩，并由曾参与基金委评审的老师点评，让与会博士生体验了申请基金项目的要点。论坛最后颁发最佳口头报告、最佳张贴报告、最佳科研团队等奖项。与会者一致认为这次博士生论坛促进不同单位、不同领域的博士生之间的认识和交流，提醒大家做研究不可闭门造车，非常有意义，并期待未来继续举办。

中国天气异常的原因

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中国冬季气温变化的趋向性研究

黄嘉佑　胡永云北京大学物理学院大气科学系,北京,100871

使用160 个测站冬半年月平均气温资料,对中国最近几十年(1951/ 1952 —2003/ 2004) 的冬季气温变化趋向的气候特征进行分析。分析方法包括趋势分析、主分量分析。结果表明,中国冬季的前冬和后冬气温的变化存在明显的年际、年代际趋向性差异。趋向性差异在年际的变化方面的表现,中国南方地区冬季气温变化,最主要的特征是变化趋向的一致性,即前冬有变暖的趋向,后冬也有变暖的趋向,但是前冬变暖趋向不明显。而北方地区与南方地区有不同,表现在冬季气温变化,虽然也存在变暖趋向,但是前冬变暖的趋向比南方趋向明显。第2 个气候变化特征,南方地区是前、后冬

相反的变化趋向,即前冬暖(冷) ,后冬则冷(暖) 。而北方地区这种特征表现不明显。趋向性差异在年代际的趋向性变化方面的表现更加明显。南方地区在1980 年以前,前后冬的气温变化趋向都是下降的,但是后冬下降速度较前冬缓和,在1980 年以后,前后冬的气温变化趋向都是上升的,但是后冬上升速度也较前冬缓和。而北方地区在1980 年以前,前后冬的气温变化趋向同样都是下降的,但是后冬下降速度较前冬加快,而在1980 年以后,前后冬的气温变化趋向都是上升的,但是后冬上升速度也较前冬加快。不同的前冬和后冬气温序列不同时段标准化距平的平均值也存在差异。南方地区1980 年以前,大部分地区,气温均比常年偏低。但是后冬偏低程度较前冬缓和,而在1980 年以后,气温均比常年偏高,后冬偏高的程度也较前冬缓和。而北方地区在1980 年以前,冬半年气温均比常年偏低,后冬气温偏低的程度较前冬大。而在1980 年以后,冬半年气温均比常年偏高,而且后冬偏高的程度较前冬大。关键词: 气温变化,冷趋向,暖趋向。1引　言近年来,气温变化的趋向性研究受到气象学家很大关注。例如胡桂芳等[1 ]对济南、青岛年及四季的平均和平均最低(高) 的百年气温序列进行诊断分析,发现近百年来年平均最低气温和平均气温都呈上升趋势,但前者的增温率明显高于后者;最高气温青岛呈上升趋势,而济南却呈下降趋势。这种最高和最低气温的趋向性变化趋势在国内外均有很多的表现[225 ] 。

从气象学的角度来看，正常年份里，每年的7月中下旬到8月上旬，随着夏季风的向北推进，我国的主雨带会北推到华北、东北地区，形成雨季。此时的长江中下游地区，一般都受副热带高压控制，盛行下沉气流，以晴朗少云天气为主，夏天增温和太阳辐射增温在这时都比较明显，一般也容易出现高温天气。但今年由于主雨带提前北移，南方地区长时间受西太平洋副热带高压或者是大陆高压的暖高压控制，影响范围广、强度强、持续时间长，因而就造成了南方大范围的持续高温天气。

除了副高势力强以外，马学款表示，还有另外两个因素不容忽视。“一是北方地区的冷空气虽然比较活跃，但势力弱，影响区域偏北；二是在低纬度地区的热带系统中，台风或者热带风暴的势力也比较弱，路径又偏南。因此，冷空气和热带系统都很难直接影响高温区。”这无疑加剧了南方的持续高温天气。随着持续的高温，降水稀少，加之比较高的蒸发量，便造成了贵州、湖南、江西等地旱情的持续发展。

多因素合力的结果

表面来看，西太平洋副热带高压势力强是造成持续高温少雨天气的主因，但为何今年副高势力如此强盛，且持续时间这么长？对此，中国气象局气候研究计划首席科学家李维京从气候学的角度进行了深入分析。他指出：“从今年入汛以来的气候特征来看，西太平洋副热带高压异常偏强，且位置偏北、偏西是持续高温少雨的主要诱因，其中，有四个因素对助推副高势力起到了主要作用。”

第一个是海洋因素。李维京表示，“今年海洋受到的东太平洋和印度洋的海风量都偏低，而整个西太平洋暖风地区的海风量偏高，这便有利于副高的增强和偏北。”

第二个是青藏高原热力作用非常显著。去年冬季，东部地区温度偏低，但惟独青藏高原的温度很高。加之去冬今春，青藏高原很少积雪，可以接收到比较多的太阳辐射，因此，青藏高原在夏季便成为强大的热源。“这个热源有利于副高偏北、偏西，而且有利于华北降水，不利于长江及江南地区的降水。”李维京解释说。

第三个是中高纬度因素。李维京说：“从去年9月份以来，北极海冰便处于十多年来的低点，海冰减少吸收了较多的太阳热量。而现在北极又处于负位相，正好有利于副高偏北，季风偏强，有利于华北降水，不利于长江及江南地区降水。”

第四个是全球变暖因素。由于全球变暖，使得副热带高压向北扩大，并显示出全球副热带高压都向北移动的趋势。因此，李维京表示，“从年代纪的视角来看，今后很长一段时间内，我国可能会形成北涝南旱的趋势。并且随着全球变暖的持续，我国主要雨带未来很可能向北移动”。

天气现象未来趋势

从全球气候变化的视角来看，全球气候变暖究竟会对天气现象造成何种影响？对此，北京大学物理学院大气与海洋科学系教授胡永云表示：“根据分析我们发现，今年的气候特点与通过气候模式预测的全球变暖的变化趋势比较一致。”也就是说，在全球变暖的大背景下，高温干旱等异常天气现象很可能经常“光临”。

胡永云进一步解释：“比如，我们使用了全球几十个气候模式进行降水预测：假定在21世纪里，二氧化碳排放量不断增加的情况下，我国北方的降水确实在增加，而南方的降水则在减少，但不至于减少到干旱的程度，但北方的降水是增加的。”

副热带高压的变化特征，同样受到了全球变暖影响。通过近几年的气候资料分析，胡永云发现，随着气候变暖，副热带高压的位置逐渐向北走，与此相对，南半球的副热带高压则在逐渐向南走。“虽然扩展得不是非常多，移动还是蛮缓慢的，但整体来讲，北半球的副热带高压还是向北走的。”胡永云表示，随着全球变暖加剧，副热带高压的位置也逐步向北移动，雨带又总是在副热带高压的北部，因此，雨带也就相应偏北边了，这无疑加剧了南方的高温少雨。

总体上可以看出，今年的南方干旱、降水偏少，而北方降水偏多，与全球变暖形势紧密一致。但胡永云强调：“不能说今年的温度太高就是全球变暖，这并不意味着全球变暖，而是形势相一致美国进口普卫欣天猫。”

对此，李维京也表示，“全球变暖后，近地层即对流层变暖最显著，大气中的水循环会加剧，令大气不稳定度增加，容易出现旱涝等极端天气”。也就是说，随着全球变暖，未来的发展趋势将会是：极端天气事件持续增加，大家都在遭遇全球变暖后的天气影响。