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大气科学的热点问题 钱维宏 林 祥 随着社会的发展和科学的进步，人类对于地球 ② 。更长时间尺度波动则包含多个十 自身的因素有关 大气的认识在不断深入，关注在不断增加，但未知 年际波动。有观测以来的 150 年中，全球气温变化 领域和迷惑依旧存在。这里，我们将针对当前大气 表现有年际、十年际和年代际的三个时间尺度波动。 科学领域的几个热点问题展开讨论，希望了解大气 从月分辨率资料③描述的年际气温变化，它的变 科学的现状和未来，促进大气科学的健康发展。 幅比用年资料描述的几十年气温变化大。前者，在 一、全球温度变化的新认识 2～3 年内气温变化了 0.6 ℃。对后者，在 20～30 年 大气的变化包含很多的周期，比如日周期、年 中气温变化了 0.5 ℃。历史上，年与年之间气温变化 周期，每个周期都对应着自己的规则波动，这些波 幅度为 0.6 ℃的现象很多，并没有引起争论，是海洋 动反映的是大气中的一些自然现象，比如白天温暖 与大气耦合的结果。对 20 世纪 60～70 年代的全球 黑夜凉爽的气温① 日变化和夏季炎热多雨冬季寒冷 平均气温偏低和近 20～30 年全球平均气温偏高，人 干燥的气候年（四季）变化，显然这些变化是规则 们感到不安。一百年中，能够见到这样几十年的气 的波动。一般来说，这种规则的波动通常代表自然 温波动没有多少次。全球平均的温度中有 10 年、20 变率，因为其背后对应的是规则的物理机制，比如 年和 60 年左右的变化波动。 太阳辐射的日变化和年变化。我们常说的异常变化， 气温变化接近或即将退出一个平台时会出现更 指的是叠加在规则波动上的不规则波动，背后对应 短时间的气温涨落，或小尺度的波动。这种小尺度 的可能是非正常的扰动或强迫，比如太阳强度的异 的涨落可能是进入平台和退出平台的前期信号。 常波动、火山活动对太阳辐射的影响或人类活动的 2008 年以来北半球不断发生的大范围寒冷、雨雪、 影响等。 冰冻天气过程也可能是全球平均气温要退出前期暖 目前主流的观点认为，人类活动造成了全球增 平台和进入新阶段的前兆。自然界中，人们可以列 暖，并且增暖趋势还将继续持续下去。理论依据主 举很多这样的例子。北京地处北半球温带地区。太 要是广为人知的温室效应，核心是强调人类碳排放 阳辐射最强的时间在 6 月 22 日，但最高的北京气候 的影响，相对忽视了区分自然变率和人类活动的不 温度在 7 月底，比太阳最强辐射的时间滞后 39 天。 同。然而温室效应仅仅是大气中无数物理过程的一 最低气候温度出现在 1 月 19 日，比太阳辐射最少时 员，过分强调温室效应可能导致研究结论就是该效 间晚了 27 天。这个时差反应了大气和海洋对太阳加 应的变体而不是事实真相的全部。因此，笔者在此 热响应的迟缓特性，也反映了大气的辐射平衡过程。 将结合自己的研究，介绍一些全球温度变化研究中 围绕北京气温的季节循环常常出现天气波动引起的 的新认识。这些认识未必是广为人知的，但却是最 气温变化。冬季的明显降温是受寒潮影响。夏季的 新的，是尊重事实的。 升温受到热浪的影响。寒潮和热浪，相邻 1～2 日的 1. 百年温度变化