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科学家们早先研究历史气候的主要方法有利用树木年轮、冰芯、石笋等各种自然证据进行历史气候的重建研究,还有运用历史文献、考古资料等对历史气候进行研究。近年来随着数值模式的不断成熟,用数值模式模拟历史气候的研究方法逐渐在历史气候的科学研究中得到不断应用。
1700年以来植被覆盖的变化和太阳辐射的变化都对历史气候的变化有着相当大的作用。本文研究运用全球大气模式和区域环境系统集成模式进行了1700年以来几个主要时间的历史气候模拟试验,主要考虑植被覆盖和太阳辐射变化对历史气候的影响。
全球大气环流模式模拟的结果显示在植被覆盖变化比较大时(1700、1750、1800、1850),只改变植被覆盖的结果与同时改变太阳辐射常数和植被覆盖的结果相类似,即植被覆盖的改变对于两气候平均态的差别起主要作用。1700、1750、1800、1850年与1990年相比,由于地表植被的退化,夏季平均地面温度在中国中部、南部地区降温,在欧洲及欧亚大陆其它地区主要为增温,冬季平均地面温度在中国中部、南部地区增温,在西欧、中欧地区,在印度半岛北部增温,在欧亚大陆其它地区主要为降温。而年平均地面温度变化的空间分布趋势与冬季的相类似。降水的变化主要在东亚和南亚季风区,欧亚大陆其它地区相对变化不大。夏季平均降水在中国中东部,中南半岛,印度半岛北部主要为增加,冬季平均降水的变化相对于夏季较小。年平均降水变化趋势和夏季平均降水变化相类似。850hpa风场变化显示夏季欧洲上空低层有反气旋性环流的增强,中国中东部有气旋性的环流增强,两者都有利于将更多的水汽从海洋输送到陆地。冬季中国南方地区的北风分量减弱。全年平均850hpa风场变化与夏季的较为类似。
区域数值模式的模拟结果在大范围的空间尺度上与全球环流模式的相似,但温度差值绝对值比全球环流模式的模拟结果要大,区域数值模式模拟的结果比全球环流模式的结果在空间上更详细。