两者在科学上有明确的定义。天气是短时间发现的气候现象,刮风、下雨、打雷、冰雹等等短期的气候现象。
更多名词解释
本名词解释表以IPCC第三次评估报告中的术语表为基础,重点选择列出其中的科学术语部分。
1.气候部分
气候
狭义地讲,气候常常被定义为“平均的天气状况”,或者更精确地表述为,以均值和变率等术语对变量在一段时期里的状态的统计描述。这里的“一段时期”可以是几个月到几千年甚至数百万年,但通常采用的是世界气象组织(WMO)定义的30年。而“变量”一词一般指地表变量,如温度、降水和风。
广义来讲,气候就是气候系统的状态,包括统计上的描述。
气候系统
由五个主要组分构成的高度复杂的系统,包括有大气圈、水圈、冰雪圈、陆面、生物圈,以及它们之间的相互作用。气候系统的演变进程受到自身动力学规律的影响,也由于外部驱动如火山喷发、太阳变化,以及由人类引起的诸如大气组成的改变以及土地利用的驱动等。
注:冰雪圈指由所有的雪、冰以及陆地和海洋表面上面和下面的永久冻结带组成。
辐射强迫
由于气候系统内部变化或如二氧化碳浓度或太阳辐射的变化等外部强迫引起的对流层顶垂直方向上的净辐射变化(用每平方米瓦表示:Wm-2)。辐射强迫一般在平流层温度重新调整到辐射平衡之后计算,而其间对流层性质保持着它未受扰动之前的值。
辐射强迫情景
对辐射强迫未来发展的一种可能是合理的表述。这种辐射强迫与多种变化有关,如大气成分的变化、土地利用的变化、外部因子(如太阳活动)的变化。辐射强迫情景可以作为简化的气候模式的输入,用以对气候预计进行计算。
能量平衡
气候系统能量收支的全球长期平均应该是平衡的。因为驱动气候系统的所有能量均来自于太阳,能量平衡意味着进入的全球太阳辐射总量必须等于被反射的太阳辐射与气候系统射出的红外辐射之和。全球辐射平衡的扰动被称为辐射强迫,它是由自然或人为因素引起的。
气候变化
气候变化指气候平均状态统计学意义上的巨大改变或持续较长一段时间的(典型的为10年或更长)气候变动。气候变化的原因可能是自然的内部进程或外部强迫,或者对大气组成和土地利用的持续性的人为改变。
《联合国气候变化框架公约》(UNFCCC)第一款将“气候变化”定义为“经过相当一段时间的观察,在自然气候变化之外由人类活动直接或间接地改变全球大气组成所导致的气候改变”。UNFCCC因此将因人类活动而改变大气组成的“气候变化”与归因于自然原因的“气候变率”区分开来。
温室效应
温室气体有效地吸收地球表面、大气本身和云所发射出的红外辐射。大气辐射向所有方向发射,包括向下方的地球表面的辐射。温室气体则将热量捕获于地面—对流层系统之内。这被称为“自然温室效应”。
温室气体
温室气体是指大气中由自然或人为产生的能够吸收和释放地球表面、大气和云所射出的红外辐射谱段特定波长辐射的气体成分。该特性导致温室效应。
水汽( H2 O )、二氧化碳(CO2 )、氧化亚氮(N2O)、甲烷(CH4)和臭氧(O3)是地球大气中主要的温室气体。此外,大气中还有许多完全由人为因素产生的温室气体,如《蒙特利尔协议》所涉及的卤烃和其他含氯和含溴物。除CO2、N2O和CH4外, 《京都议定书》将六氟化硫(SF6 )、氢氟碳化物(HFCs )和全氟化碳(PFCs )定为温室气体。
全球增温潜势(GWP)
描述充分混合的温室气体的辐射特性的指数,它反映了不同时间这些气体在大气中的混合效应以及它们吸收向外发散的红外辐射的效力。该指数相当于与二氧化碳相关的在现今大气中给定单位温室气体量在完整时间内的升温效果。
气候反馈
气候系统中各种物理过程间的一种相互作用机制。一种初始物理过程触发了另一种过程中的变化,而这种变化反过来又对初始过程产生影响,这种相互作用被称为气候反馈。使最初的物理过程增强的是正反馈,使之减弱的则为负反馈。
气候模式(体系)
气候系统的数值表述是建立在气候系统各部分的物理、化学和生物学性质及其相互作用和反馈过程的基础上,以解释已知特征的全部或部分。
气候系统可以用不同复杂程度的模式来描述。气候模式不仅是一种学习和模拟气候的研究手段,而且还被用于实际操作,包括月、季节、年际的气候预测。
气候预计与气候预测
对气候系统响应温室气体和气溶胶的排放或浓度构想以及辐射强度情景等的预计,往往基于气候模式的模拟。气候预计与气候预测不同,气候预计主要根据一些设想和关注的问题,例如未来可能的或不可能实现的社会经济和技术发展状况,应用排放浓度/辐射强迫情景对气候进行的预计,具有很大的不确定性。而气候预测或气候预报是对未来(如季节、年际或长时间尺度)气候的实际演变过程进行最接近的描述或估测的一种手段。
平衡和瞬变气候实验
“平衡气候实验”是指对于一种辐射强迫的改变,允许气候模式完全调整到与之平衡的状态的实验。这种实验提供了有关模式初态和终态的差异的信息,但没有给出模式响应随时间的变化。如果强迫是按照预先给出的排放情景逐渐演变的,就可以分析气候模式响应随时间的变化。这样的实验被称之为“瞬变气候实验”。另见气候预计。
气候情景
在气候逻辑关系内在一致性的基础上,对未来气候的一种近乎合理的、通常简化的表述。这种未来的气候被直接用于研究人为气候变化的潜在结果,经常作为输入因子应用于影响模型。气候预计经常作为原始数据应用于气候情景的构建,但气候情景通常还需要其他的信息如观测到的当前的气候。一个“气候变化情景”表述的是气候情景和当前气候之间的差异。
气候敏感性
在IPCC报告中,“平衡气候敏感性”是指全球平均表面温度在大气中(当量) C O2 加倍后的平衡变化。更一般地讲,平衡气候敏感性是指当辐射强迫(℃/Wm-2)发生一个单位的变化时表面气温的平衡变化。实际工作中,对平衡气候敏感性的评估需要耦合环流模式的长期模拟。“有效气候敏感性”是围绕该要求的一个相关度量。它根据模式输出来评估不断演变的非平衡性条件。它是衡量特定时间反馈力度的方法,并可能会随强迫的历史和气候状况而变化。
气候变异
气候变异是指气候的平均态和其他统计量(如标准偏差、极值的出现频次等)的变化,这种变异在时间和空间的尺度都要超过单独的天气事件的变化。
气候变异可能是由于气候系统内部的自然过程(内部变异)造成,也可能是因为自然的或人为的外部强迫(外部变化)。
剧烈的气候变化
气候系统的非线性可以导致剧烈的气候变化,有时被称之为突发事件甚至意外事件。这些突发事件有些是可以想象得到的,如温盐环流戏剧性的重组、冰川的迅速消失或永久冻结带的大量融化所导致的碳循环的快速变化。其他的则确实是不可预见的,如非线性系统强烈地、迅速地变化所造成的结果。
风暴潮
由于极端气象条件(低气压或强风)引起的某一特定地点的海水高度暂时增加。风暴潮被定义为在该时间和地点超出潮汐变化的部分。
冷却度日与加热度日
一日温度高于18℃的部分(如:某一日平均温度为20℃,就记为2冷却度日)。
一日温度低于18℃的部分(如:某一日平均温度为16℃,就记为2加热度日)。
响应时间
响应时间或调整时间是指在外部、内部过程或反馈造成的强迫后, 气候系统或其分量在重新平衡到一个新的状态所需的时间。气候系统的不同分量的响应时间有非常大的差异。对流层的响应时间相对较短,从几天到几个星期,而平流层要达到平衡状态的典型时间尺度为几个月。海洋因其巨大的热容量,其响应时间要更长,典型的为十几年,但也可以达到上百年甚至千年。表面—对流层强烈耦合系统的响应时间与平流层相比会更慢,它主要决定于海洋。生物圈对某些变化(如干旱)的响应可以很快,但对于叠加的变化则响应则很慢。有关影响示踪气体浓度的过程速度的响应时间的不同定义,请参见生命期。
瞬变气候响应
平均每20年的全球平均表面气温升高,中间值出现在CO2加倍时(即利用全球耦合气候模式进行的在每年1%的CO2混合物增加实验中的第70年)。
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