气候系统响应时间尺度及可逆性研究

气候系统对外强迫的响应时间尺度及气候变化的可逆性是目前气候研究领域前沿课题之一。由于海洋巨大的热惯性，气候响应时间尺度可以长达数千年，这意味着人类活动导致的气候变化的影响将可能持续长达几千年。由于气候系统的复杂性，气候变化是否可逆以及在何种程度上可以恢复是一个争议很大的问题，受到各国民众及政策制定者的极大关注。研究气候变化的时间尺度就是要逐步理解气候变化的各种过程，弄清不同时间尺度上决定气候变化的关键因素。研究气候变化的可逆性就是要为目前人类活动提供警示。本项目将定量确定气候系统响应时间尺度，明确气候响应各个阶段的气候状态，具体指出气候可逆及不可逆过程。本项目的研究不仅有助于理解过去的气候变化，而且对未来气候预测具有重要的科学意义，并能为国家相关政策的制定提供科学依据。

项目背景：.气候系统响应时间尺度及气候变化可逆性是目前气候研究领域前沿课题之一。由于海洋巨大的热惯性，气候变化时间尺度可以长达数千年，这意味着人类活动导致的气候变化的影响将可能持续长达几千年。由于气候系统的复杂性，气候变化是否可逆以及在何种程度上可以恢复是一个争议很大的问题，不仅是科学家们急欲解答的问题，还受到各国民众及政策制定者的极大关注。..主要内容：.（1）气候系统大气-海洋两个子系统对辐射强迫改变的调整过程及其时间变化。大气-海洋的瞬时响应及平衡响应时间尺度。海洋风生环流及热盐环流随时间的演变。.（2）当气候系统辐射强迫渐进或突然向最初状态恢复时，气候系统哪些变量可以恢复到最初状态，哪些变化是不可逆的？是否存在多平衡态？.（3）气候系统恢复时间尺度及其与辐射强迫的关系。气候系统的恢复机制。..重要结果：.（1）气候系统响应时间尺度有海洋决定，由上层海洋的200年增加到3-4公里深度的1500年。.（2）青藏高原大地形能显著改变全球经圈环流的对称性，造成ITCZ的显著北移。.（3）在CO2的强迫下，全球降水存在明显的迟滞效应。.（4）客观准确分解了地球气候系统大气-海洋经向热量输送及其子分量。.（5）详细探讨了风对大气-海洋经向热量输送的贡献。揭示了风扰动导致热量输送Bjerknes补偿的机制。.（6）详细探讨了风对AMOC的影响机制，提出海冰在其中的重要作用。..科学意义：.研究气候变化的时间尺度就是要逐步理解气候变化的各种过程，弄清不同时间尺度上决定气候变化的关键因素。研究气候变化的可逆性就是要为目前人类活动提供警示。本项目的研究不仅有助于理解过去的气候变化，而且对未来气候预测具有重要的科学意义，并能为国家相关政策的制定提供科学依据。