- Trang Chủ
- Địa Lý
- Bài giảng Cơ sở khoa học của biến đổi khí hậu (Đại cương về BĐKH) – Phần II: Bài 8 – ĐH KHTN Hà Nội
Xem mẫu
- VNU HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE
REGIONAL CLIMATE MODELING AND CLIMATE CHANGE
CƠ SỞ KHOA HỌC
CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU
(Đại cương về BĐKH)
Phần II
-----------------------------------------------------------
Phan Van Tan
phanvantan@hus.edu.vn
- B08: Biến đổi trong các thành phần hệ thống khí hậu
Bài 1: Các thành phần của hệ thống khí hậu
Bài 2: Sự truyền bức xạ và khí hậu
Bài 3: Hoàn lưu khí quyển và khí hậu
Bài 4: Bề mặt đất, Đại dương và khí hậu
Bài 5: Lịch sử và sự tiến triển của khí hậu Trái đất
Bài 6: Khái niệm về Biến đổi khí hậu
Bài 7: Tác động bức xạ và BĐKH
Bài 8: Biến đổi trong các thành phần của hệ thống khí hậu
Bài 9: Biến đổi của các hiện tượng cực đoan
Bài 10: Giới thiệu về khí hậu Việt Nam
Bài 11: Biến đổi khí hậu ở Việt Nam
Bài 12: Mô hình hóa khí hậu
Bài 13: Dự tính khí hậu
Bài 14: Xây dựng kịch bản BĐKH
Bài 15: Tác động của BĐKH và tính dễ bị tổn thương do BĐKH
- Biến đổi các thành phần khí quyển
Tăng nhanh từ những năm 1950
- Biến đổi các thành phần khí quyển
| CO2: was 390.5 ppm (390.3÷390.7) in 2011; è 40%
greater than in 1750 (276.4 ppm)
| N2O: was 324.2 ppb (324.0÷324.4) in 2011; è 20%
greater than in 1750 (270.00 ppb)
| CH4 was 1803.2 ppb (1801.2÷1805.2) in 2011; è 150%
greater than before 1750 (719.01 ppb).
| Hydrofluorocarbons (HFCs), perfluorocarbons (PFCs),
and sulphur hexafluoride (SF6) all continue to increase
relatively rapidly, but their contributions to radiative
forcing are less than 1% of the total by well-mixed
GHGs.
- Biến đổi các thành phần khí quyển
- Biến đổi các thành phần khí quyển
(https://www.climate.gov/news-features/understanding-climate/ climate-change-
atmospheric-carbon-dioxide)
- Biến đổi các thành phần khí quyển
Timeseries (a) and the Rate Of
Change (ROC=d/dt) (b) in
GHG concentrations in recent
decades
• Linear trends
• Variation of ROC
- Biến đổi các thành phần khí quyển
(a) Annual average aerosol optical
depth (AOD) trends at 0.55 µm for
2000–2009, based on
deseasonalized, conservatively
cloud-screened MODIS aerosol
data over oceans. Negative AOD
trends off Mexico are due to
enhanced volcanic activity at the
beginning of the record. Most non-
zero trends are significant (i.e., a
trend of zero lies outside the 95%
confidence interval).
(b) Seasonal average AOD trends at
0.55 µm for 1998–2010 using
SeaWiFS data. White areas
indicate incomplete or missing
data. Black dots indicate
significant trends (i.e., a trend of
zero lies outside the 95%
confidence interval) (IPCC, 2013)
- Biến đổi trong các nguồn năng lượng bức xạ
Global mean energy budget under present-day climate conditions. Numbers state magnitudes
of the individual energy fluxes in W/m2, adjusted within their uncertainty ranges to close the
energy budgets. Numbers in parentheses attached to the energy fluxes cover the range of
values in line with observational constraints. (IPCC, 2013)
- Biến đổi của nhiệt độ bề mặt
| Một số nhận định từ AR4:
{ Số liệu quan trắc 157 năm qua (đến 2005) cho thấy nhiệt độ bề mặt tăng lên với
những biến động theo vùng rõ rệt
{ Trong 100 năm, từ 1906 đến 2005 nhiệt độ đã tăng +0,74±0,18ºC, nhanh hơn bất
kỳ thế kỷ nào trong lịch sử, kể từ thế kỷ 11 đến nay
{ Tốc độ tăng nhiệt độ trong 50 năm cuối là +0,13±0,03ºC/thập kỷ, gần bằng hai
lần tốc độ tăng trong thời kỳ 1906-2005
{ Tốc độ nóng lên trên đất liền lớn hơn trên đại dương. Trong giai đoạn
1979-2005, nhiệt độ trên đất liền tăng 0,27ºC/thập kỷ còn trên đại dương là
0,13ºC/thập kỷ
{ Những nơi nóng lên mạnh nhất nằm ở sâu trong lục địa châu Á và Tây Bắc của
Bắc Mỹ
{ Trung bình toàn cầu, sự nóng lên trong thế kỷ 20 đã xảy ra ở hai pha, từ khoảng
những năm 1910 đến những năm 1940 (0.35°C), và mạnh hơn là từ những năm
1970 đến nay (0.55°C)
{ 25 năm gần đây tốc độ nóng lên được gia tăng
{ Trong 12 năm, từ 1995-2006, có 11 năm, trừ 1996, là những năm nóng nhất kể
từ 1850.
{ Từ cuối những năm 1950 tầng đối lưu (cho đến khoảng 10km) có tốc độ nóng lên
lớn hơn một ít so với bề mặt, còn ở tầng KQ khoảng 10-30km đã bị lạnh đi đáng
kể từ 1979.
- Biến đổi của nhiệt độ bề mặt
It is certain that globally averaged
LSAT has risen since the late 19th
century and that this warming has been
particularly marked since the 1970s
Global annual average land-surface air temperature (LSAT) anomalies relative to a 1961–
1990 climatology from the latest versions of four different data sets (Berkeley, CRUTEM,
GHCN and GISS) (IPCC, 2013)
- entirely
and
analyses
replicatednew in and
to(Simmons structurally
under-estimate
the ERAet al., 2010).distinct
adjustments.
reanalysesVarious product
(SimmonsThis
inves- et(Rohde
propensity etis al.,
al.,2012a).
2010). 2013b)
critically
Various and to
dependent
inves- under-estimate adjustm
2012a).
ne
007;aofSimmons
complete
upon
tigators reprocessing
the
et
(Onogi (unknown)
al.,
et 2010; ofnature
GHCN
Parker,
al., 2007; 2011;
Simmons of(Lawrimore
Vose
et et2010;etParker,
al., 2011).
theal.,inhomogeneities in None
2011; the
Voserawof
et dataupon the (unknown) natu
these
ords
LSAT
al., yielded
records.
estimates
2012a) Biến đổi của nhiệt độ bề mặt
more
fromthan
Their
showed modern
that minor perturbations
homogenization
LSATreanalyses
estimates fromtomodern
increases
were the
both global
minimum
Regional LSAT records
analyses
reanalyses of LSATrecords.
temperature
were have not
Regional Their
beenhomogeniza
analyses limited to
of LSAT
ent since
icitly
in 1900.
and
quantitative
with observed Willett
maximum ettemperature
agreement
products. al. (2008) and
with observed Peterson
centennial-time-scale
products. et al. (2011)
Various USA explicitly
national average and
LSAT maximum
Various
and regional national
studies have temperatu
and regio
undertak
showed
.5.5) that Since
trends. changes 1979inthese
specific and relative
adjusted data agreehumidity
with a(Section
Europe range of2.5.5)
(Winkler, reanalysis
2009; trends.
Europe
Bohm et Since 19792009;
(Winkler,
al., 2010; theseBo
ad
Tietavain
were products
esult physically
Trend whereas consistent
estimates thewith
raw reported
andrecords temperature
90%doconfidencenot (Fall et trends, a result
al.,intervals
2010; Vosefor products
LSAT whereas
et al., global the raw
replicated
nves- 2012a).in the ERA reanalyses (Simmons et al., 2010). Various inves- 2012a).
andTable
90% 2.4: average
| Trend
confidence intervals values
estimates(Box
and2.2) over
90%forconfidence
LSAT five
global common
intervals
average(Box forperiods
2.2) over
values LSAT
five global
common (IPCC,
average 2013)
values
periods. over five common perio
se tigators
et (Onogi et al., 2007; Simmons et al., 2010; Parker, 2011; Vose et
wereal., 2012a)
Regionalshowed that of
analyses LSAT
LSATestimates
have notfrom beenmodern
limited reanalyses
to the United wereStates.Regional analyses of LSAT
Trends in °C per decadeTrends in °C per decade
in quantitative
Various Data Set and regional
agreement
national with observed
studiesproducts.
have undertaken assessments for Various national and regio
1880–2012 1880–2012
1901–2012 1901–2012
1901–1950 1901–1950
1951–2012
Europe (Winkler, 2009; Bohm et al., 2010; Tietavainen et al., 2010; van Europe (Winkler, 2009; Bo
012)CRUTEM4.1.1.0 (Jones
0.086 et al., 2012)
± 0.015 0.086
0.095 ± 0.015
± 0.020 0.095
0.097 ± 0.020
± 0.029 0.097
0.175 ± 0.029
± 0.037
GHCNv3.2.0 0.094
2011) (Lawrimore et al., 2011)
± 0.016 0.094
0.107 ± 0.016
± 0.020 0.107
0.100 ± 0.020
± 0.033 0.100
0.197 ± 0.033
± 0.031
balTable 2.4:
average | Trend
values estimates
over and 90%
five common
GISS (Hansen et al., 2010)
confidence
periods. intervals (Box 2.2) for LSAT
0.095 ± 0.015
global average values over
0.099 ± 0.020
five common perio
0.098 ± 0.032
0.095 ± 0.015 0.099 ± 0.020 0.098 ± 0.032 0.188 ± 0.032
Berkeley (Rohde
Trends et
in±al.,°C
0.094 2013)
0.013per 0.094
decade 0.101 ± 0.013
± 0.017 0.101
0.111 ± 0.017
± 0.034 0.111
0.175
Trends in±°C ± per
0.034decade
0.029
Data Set
2012 1901–1950 1880–2012
1951–2012 1901–2012
1979–2012 1901–1950
0.020CRUTEM4.1.1.0 (Jones et 0.029
0.097 ± al., 2012) 0.086
0.175 ± 0.015
0.037 0.095
0.254 ± 0.020
0.050 0.097 ± 0.029
0.020GHCNv3.2.0 (Lawrimore
0.100 ± et al., 2011)
0.033 0.094
0.197 ± 0.016
0.031 0.107
0.273 ± 0.020
0.047 0.100 ± 0.033
0.020GISS (Hansen et al.,
0.0982010)
± 0.032 0.095
0.188 ± 0.015
0.032 0.099
0.267 ± 0.020
0.054 0.098 ± 0.032
0.017Berkeley (Rohde et al., 2013)
0.111 ± 0.034 0.094
0.175 ± 0.013
0.029 0.101
0.254 ± 0.017
0.049 0.111 ± 0.034
187
- Biến đổi của nhiệt độ bề mặt
(c)
(a)
Global annual average SST and Night Marine
Air Temperature (NMAT) relative to a 1961–
1990 from:
(a) gridded SST observations, the raw SST
measurement archive and night marine air
temperatures,
(b) state of the art data sets.
(c) Global monthly mean SST anomalies
(b) relative to a 1961–1990 from satellites
(ATSRs) and in situ records (HadSST3)
(IPCC, 2013)
- Biến đổi của nhiệt độ bề mặt
Decadal global mean surface temperature (GMST)
anomalies relative to a 1961–1990 (white vertical lines
in grey blocks) and their uncertainties (90% confidence
intervals as grey blocks) based upon the LSAT and SST
combined HadCRUT4 ensemble (IPCC, 2013)
Annual global mean surface temperature (GMST) anomalies relative to a
1961–1990 from the latest version of the three combined LSAT and SST
data sets (HadCRUT4, GISS and NCDC MLOST) (IPCC, 2013)
- Xu thế biến đổi của nhiệt độ bề mặt
From HadCRUT4,
GISS and NCDC
MLOST data sets for
1901–2012 period.
From NCDC MLOST
for three periods of
1911–1940, 1951–
1980, and 1981–2012
White areas indicate
incomplete or missing
data. Black plus signs
(+) indicate grid boxes
where trends are
significant (IPCC,
2013), (IPCC, 2013)
- -0.6 Figure 2.21 | Trends in surface temperature from the three data sets of Figure 2.20
Xu thế biến đổi của nhiệt độ bề mặt
1850 1900 1950 2000
Figure 2.20 | Annual global mean surface temperature (GMST) anomalies relative to a
for 1901–2012. White areas indicate incomplete or missing data. Trends have been
calculated only for those grid boxes with greater than 70% complete records and more
than 20% data availability in first and last decile of the period. Black plus signs (+)
1961–1990 climatology from the latest version of the three combined land-surface air indicate grid boxes where trends are significant (i.e., a trend of zero lies outside the 90%
temperature (LSAT) and sea surface temperature (SST) data sets (HadCRUT4, GISS and confidence interval). Differences in coverage primarily reflect the degree of interpolation
NCDC MLOST). Published data set uncertainties are not included for reasons discussed to account for data void regions undertaken by the data set providers ranging from none
in Box 2.1. beyond grid box averaging (HadCRUT4) to substantial (GISS).
Trend estimates and 90% confidence intervals for global mean surface temperature (GMST)
over
Table 2.7 | Same as Table 2.4, but for global mean surfacefive common
temperature (GMST) overperiods. (IPCC, 2013)
five common periods.
Trends in °C per decade
Data Set
1880–2012 1901–2012 1901–1950 1951–2012 1979–2012
HadCRUT4 (Morice et al., 2012) 0.062 ± 0.012 0.075 ± 0.013 0.107 ± 0.026 0.106 ± 0.027 0.155 ± 0.033
NCDC MLOST (Vose et al., 2012b) 0.064 ± 0.015 0.081 ± 0.013 0.097 ± 0.040 0.118 ± 0.021 0.151 ± 0.037
GISS (Hansen et al., 2010) 0.065 ± 0.015 0.083 ± 0.013 0.090 ± 0.034 0.124 ± 0.020 0.161 ± 0.033
193
| Trends are different among data sets
| HadCRUT4:
{ the warming from 1850–1900 to 1986–2005 is 0.61 [0.55 to
0.67] °C (90% confidence interval),
{ the warming from 1850–1900 to 2003–2012 (the most recent
decade) is 0.78 [0.72 to 0.85] °C
- Biến đổi trong chu trình nước
Observations: Atmosphere and Surface Chapter 2
Trend estimates and 90% confidence intervals for annual
precipitation for each time series over two periods
Table 2.10 | Trend estimates and 90% confidence intervals (Box 2.2) for annual precipitation for each time series in Figure 2.28 over two periods. Dashes indicate not enough
data available for trend calculation. For the latitudinal band 90°S to 60°S not enough data exist for each product in either period.
Trends in mm yr–1 per decade
Data Set Area
1901–2008 1951–2008
60°N–90°N – 5.82 ± 2.72
CRU TS 3.10.01 (updated from Mitchell and 30°N–60°N 3.82 ± 1.14 1.13 ± 2.01
Jones, 2005) 30°S–30°N 0.89 ± 2.89 –4.22 ± 8.27
60°S–30°S 3.88 ± 2.28 –3.73 ± 5.94
60°N–90°N – 4.52 ± 2.64
30°N–60°N 3.23 ± 1.10 1.39 ± 1.98
GHCN V2 (updated through 2011; Vose et al., 1992)
30°S–30°N 1.01 ± 3.00 –5.15 ± 7.28
60°S–30°S –0.57 ± 2.27 –8.01 ± 5.63
60°N–90°N – 2.69 ± 2.54
30°N–60°N 3.14 ± 1.05 1.50 ± 1.93
GPCC V6 (Becker et al., 2013)
30°S–30°N –0.48 ± 3.35 –4.16 ± 9.65
60°S–30°S 2.40 ± 2.01 –0.51 ± 5.45
60°N–90°N – 0.63 ± 1.27
30°N–60°N 1.44 ± 0.50 0.97 ± 0.88
Smith et al. (2012)
30°S–30°N 0.43 ± 1.48 0.67 ± 4.75
60°S–30°S 2.94 ± 1.40 0.78 ± 3.31
• Precipitation over tropical land areas
CRU 1901-2010 CRU 1951-2010
(30°S to 30°N) has increased over the last
decade reversing the drying trend that
occurred from the mid-1970s to
Annual precipitation anomalies averaged mid-1990s. GHCN 1901-2010 GHCN 1951-2010
over land areas for four latitudinal bands • As a result the period 1951–2008 shows
and the globe from five global precipitation no significant overall trend in tropical land
data sets relative to a 1981–2000 precipitation in any of the datasets
GPCC 1901-2010 GPCC 1951-2010
- Biến đổi trong chu trình nước
• Increases for the period
1901–2010 are seen in
the mid- and higher-
latitudes of both the NH
and SH consistent with
the reported changes for
latitudinal bands.
• Most areas show similar
trends between the 1901–
2010 and 1951–2010
periods with few
exceptions Trends over
shorter periods can differ
from those implied for
the longest periods
Trends in annual precipitation over land from the CRU, GHCN and GPCC data sets for 1901–
2010 (left) and 1951–2010 (right). White areas indicate incomplete or missing data. Black plus
signs (+) indicate grid boxes where trends are 90% significant
- Biến đổi trong chu trình nước
| Changes in Snowfall:
{ It is likely that decreasing numbers of snowfall events are occurring where
increased winter temperatures have been observed (North America, Europe,
Southern and East Asia)
{ Confidence is low for the changes in snowfall over Antarctica
| Streamflow and Runoff:
{ Confidence is low for an increasing trend in global river discharge during the 20th
century
| Evapotranspiration Including Pan Evaporation:
{ Pan evaporation continued to decline in most regions studied since AR4 related to
changes in wind speed, solar radiation and humidity
{ On a global scale, evapotranspiration over land increased from the early 1980s up
to the late 1990s.
{ After 1998, a lack of moisture availability in SH land areas, particularly decreasing
soil moisture, has acted as a constraint to further increase of global
evapotranspiration
| Surface Humidity:
{ Global near surface air specific humidity has increased since the 1970s
{ During recent years the near surface moistening over land has abated. As a result,
fairly widespread decreases in relative humidity near the surface are observed over
the land in recent years
- Biến đổi trong hoàn lưu khí quyển
Trends in sea level
pressure (SLP), 500 hPa
geopotential height (GPH)
and 100 hPa GPH in
November to April
1979/1980 to 2011/2012
and May to October 1979
to 2011 from ERA-Interim
data. Trends are shown
only if significant
• The spatial distribution of SLP represents the distribution of atmospheric mass,
which is the surface imprint of the atmospheric circulation
• Sea level pressure has likely decreased from 1979 to 2012 over the tropical
Atlantic and increased over large regions of the Pacific and South Atlantic, but
trends are sensitive to the time period analysed owing to large decadal variability
nguon tai.lieu . vn