近千年全球气候变化的长积分模拟试验
中国近五千年来气候变迁的初步研究
中国近五千年来气候变迁的初步研究一、概述中国近五千年来的气候变迁是环境科学和历史学的重要研究课题之一。
通过对古代文献记载、考古遗址和自然记录的分析，研究者们对中国气候变迁的规律和特征进行了初步探索。
最为著名的研究成果是竺可桢先生绘制的竺可桢曲线，该曲线通过对历史文献和考古发掘材料的研究，将中国近五千年气温变化制成了一张清晰、简明的曲线图。
竺可桢先生的研究显示，在近五千年中的最初二千年，即从仰韶文化时代到河南安阳殷墟时代，年平均温度比现在高2左右。
在这之后，年平均温度有23的摆动，寒冷时期出现在公元前一千年（殷末周初）、公元四百年（六朝）、公元一千二百年（南宋）和公元一千七百年（明末清初）时代，而汉唐两代则是比较温暖的时代。
这些气候变迁的特征不仅在中国历史文献中有丰富的记载，而且也得到了考古遗址和自然记录的佐证。
研究者们还通过分析黄土高原的历史文献、农民记忆、冰川记录、树木年轮、湖泊和沉积物等多方面的资料，对中国近五千年来的气候变迁进行了更深入的研究。
这些研究不仅揭示了过去几千年中中国气候的暖期和寒期交替的特征，还为我们了解古代气候的湿度、温度等变化情况提供了宝贵的线索。
中国近五千年来的气候变迁研究是一个跨学科、多角度的研究领域，通过综合分析古代文献、考古遗址和自然记录等多方面的资料，我们可以对过去的气候变化有一定的了解，也能够为今后的气候变化研究提供重要的参考。
1. 简述气候变迁的重要性及其对人类社会和自然环境的影响。
气候变迁，作为地球系统长期演变的一部分，不仅是自然界的内在规律体现，更是关乎人类社会福祉与可持续发展的重要议题。
其重要性体现在多个层面，包括对生态系统稳定性、生物多样性、农业生产、水资源分配、人类健康乃至全球经济格局的深远影响。
理解并应对气候变迁，对于人类有效适应未来环境变化、保障社会经济稳定和推进全球生态文明建设具有至关重要的意义。
气候变迁对自然环境的影响广泛而深刻。
它塑造了地球表面的物理和生物条件，决定了不同地理区域的生态系统类型与物种分布。
记录千年尺度气候变化载体研究进展
2020年3月鎳色科忮Journal of Green Science and Technology第6期记录千年尺度气候变化载体研究进展王鑫(上海师范大学环境与地理科学学院，上海200234)摘要：冰芯、深海沉积物、黄土、石笋、湖相沉积物、珊瑚以及树木年轮等都可以作为记录过去气候的载体，能够让学者从中提取过去全球变化的信息，以此来掌握当今气候变化的机理以及预测未来气候变化的态势。
为了准确把握在这一领域的研究现状与动态，对前人关于千年尺度全球变化的研究进行了梳理。
关键词：全球变化；石笋；黄土；氧同位素；沉积物中图分类号：P467 文献标识码：A文章编号：1674-9944(2020)06-0029-021引言本文旨在梳理相关学科领域的研究现状及动态，理 清研究现状进展与困境，为后续的研究提供参考:1:。
目前，气候变化已成为当今社会最重要的环境问题，全球 气候变化对经济、社会和环境的重要影响已经成为了当 前人类关注的焦点问题之一。
近年来，世界各国气候灾 害频发，造成了巨大经济损失，甚至对人类的生命安全构成威胁。
因此，对于气候变化机理的掌握并作出相应 的预测在这种背景形势下则显得尤为重要。
在地理学 上，一个很重要的方法就是“以古论今”，把握过去气候 变化的机理是学者们对当今气候变化的理解以及对未来气候变化预测的先决条件。
黄土与深海沉积以及极地冰芯被称之为记录全球气候变化的三大最佳信息库，是一种记录第四纪气候波动历史十分理想的载体，是重 建古环境、恢复古气候的理想材料2:。
除此之外，还有 石笋、湖相沉积物、珊瑚以及树木年轮等作为记录过去气候信息的载体。
末次冰期作为最近的一次冰期，其时 段内发生了一系列区域性和全球性的快速的气候变化事件，在这些气候变化事件中最为强烈的就是H e i n r i c h 事件（H 事件）和 Dansgaard—Oeschger 旋回（D/()事 件）以及Younger D ryas事件，这成为了学者们的研究热点之一。
BCC气候系统模式开展的CMIP5试验介绍IntroductionofCMIP5
BCC 气候系统模式开展的CMIP5试验介绍Introduction of CMIP5 experiments carried out by BCC climatesystem model辛晓歌，吴统文，张洁中国气象局国家气候中心，北京 100081气候系统模式是研究气候变化机理和预测气候未来变化不可替代的工具。
世界气候研究计划（WCRP）组织的耦合模式比较计划（CMIP），为国际耦合模式的评估和后续发展提供了重要的平台。
参与该计划的试验数据资料被广泛应用于气候变化相关机理以及未来气候变化特征预估等方面的研究，其研究结果是政府间气候变化专门委员会(IPCC)评估报告的重要内容之一。
CMIP在经历了CMIP1、CMIP2和CMIP3几个阶段之后，于2008年9月，启动了第五阶段的模式试验计划（CMIP5）。
该试验计划新增了一些模式试验，目的是解决从第四次评估过程中涌现出的主要科学问题，以丰富现有气候变化理论和提高对未来气候变化的预估的能力。
如过去的CMIP计划一样，试验的评估研究结果将为IPCC 第五次评估报告（ IPCC AR5，计划在2013年出版）提供有价值的科学参考信息。
目前，CMIP5试验的开展已成为国内外气候模式工作组的首要工作之一。
国家气候中心新发展的气候系统模式参与了CMIP5试验计划。
自CMIP5试验设计[1]在2009年10月公布以来，国家气候中心开始致力于试验数据的准备、输出物理量添加和试验的开展。
目前，除个别不具备开展条件的试验外，大部分试验均已顺利完成。
模式试验资料在经过CMOR后处理之后，已经发布到PCMDI网站（/esgcet/），可供国内外学者下载使用。
相对于CMIP3，CMIP5试验设计增加了年代际近期预测试验、包含碳循环的气候试验和诊断气候反馈的敏感性试验。
试验数目较多，且彼此间存在联系，需要使用者投入较大精力进行了解。
本文的目的是对国家气候中心开展的CMIP5试验进行分类介绍，给出各个试验的主要信息，以方便气候研究领域的科学家了解和使用，提高试验资料的利用率。
温室效应
气候变化因素与人类该做的史俊鹏09社会学094082 一．引言这些年来，随着气候的变化，极端气候出现的增加，温室效应与全球气候变化成为全球议题。
而在科学界，争议却从未平息，究竟温室效应对全球气候产生了多大的影响，整个地球的周期性变化在这个过程中又起着怎样的作用，两种观点的不同之处在哪里，我们在节能减排上又该如何采取怎样的行为，这将成为本文所要探究的。
二．摘要笔者对目前关于气候变化的两种观点进行了对于，一种倾向于人类活动、大量二氧化碳的排放使全球气候变化，一种倾向于地球气候本身就处在不断的变化中，以中世纪暖期为重要依据。
笔者认为两种观点的着眼点不同，以不同的时间尺度为视角。
但气候是怎样变化的，该科学做的事情就交给科学去做。
无论如何，节能减排都是势在必行的，这是由环境与资源的状况决定的。
三．关键词温室效应，气候变化，中世纪暖期，节能减排四．正文当下，对全球气候变化存在着争论。
一种观点，也是现在非常流行的观点认为自从工业革命以来，随着工业革命与城市化进程的加速，二氧化碳排放量的迅速增加，全球气候正在上升。
而这一观点的基础即是温室效应。
政府间气候变化专业委员会（IPCC）对温室效应所做的定义是：温室气体有效地吸收地球表面、大气本身相同气体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放射。
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”。
大气辐射与其气体排放的温度水平强烈耦合。
在对流层中，温度一般随高度的增加而降低。
从某一高度射向空间的红外辐射一般产生于平均温度在-19℃的高度，并通过太阳辐射的收入来平衡，从而使地球表面的温度能保持在平均1 4 ℃。
温室气体浓度的增加导致大气对红外辐射不透明性能力的增强，从而引起由温度较低、高度较高处向空间发射有效辐射。
这就造成了一种辐射强迫，这种不平衡只能通过地面- - 对流层系统温度的升高来补偿。
19中叶起，西方世界开展大规模的工业化，二战结束之后，发展中国家也开始了大规模的现代化进程。
近千年全球气候变化的长积分模拟试验
第20卷第5期2005年5月地球科学进展A DVANCE S I N E AR TH S C I ENC EV o l.20 N o.5M a y.，2005文章编号：1001-8166（2005）05-0561-07近千年全球气候变化的长积分模拟试验*刘 健1，H ans v on S t o r ch2，陈 星3，E dua r do Z o r it a2，王苏民1（1.中国科学院南京地理与湖泊研究所，湖泊沉积与环境重点实验室，江苏 南京 210008；2.G K SS研究中心海岸研究所，D-21502G ee s t h ac ht，德国；3.南京大学大气科学系，江苏 南京 210093）摘 要：近千年全球气候变化的长积分模拟试验是全球气候模拟研究的新领域，它不仅将现代器测资料与过去代用指标序列进行了有机的衔接，而且对过去百年和年代际尺度的气候变化可进行动力学解释，探讨其主要控制因素及其导致的区域响应差异。
由于这类长积分模拟对计算机技术和气候模式本身的要求较高，目前能进行这类研究的国家为数不多。
重点介绍了德国马普气象研究所的全球海气耦合气候模式E C H O-G，以及利用该模式进行的千年长积分模拟试验结果。
首先，应用全球120年的器测资料对模拟结果进行了检验，论证了该模型较强的气候模拟能力；其次，根据全球地表2m气温的千年模拟结果，揭示了中世纪暖期—小冰期—20世纪暖期三段式气候变化时段，然后讨论了中世纪暖期和小冰期鼎盛期全球及中国的温度分布特点；最后根据对各控制因子的拟合分析与比较，初步揭示了近千年来的温度变化主要受太阳有效辐射的变化控制，而温室气体含量的增加对100年来温度的快速上升起着主导作用。
关 键 词：气候变化；模拟试验；E C H O-G；千年；温度中图分类号：P46 文献标识码：A 过去2k a气候环境的变化是“过去全球变化”（P a s t G l o b a l C h a n ge s，P AGE S）和“气候变率与可预测性”（C li m a t e V a r i a b ilit y a nd P r e d i c t a b ilit y，C L I V-A R）两大国际研究计划的重要研究内容之一［1，2］，其中1k a来的气候变化是现代器测资料衔接过去代用指标序列的关键时段，也是人类活动影响不断加剧的时期，成为各国科学家关注的热点［3～11］，尤其是围绕中世纪暖期（M W P，1000—1300年）［12～16］、小冰期（L I A，1550—1850年）［17～20］和现代增暖（1900年至今）［21，22］开展了大量工作。
关于非政府间国际气候变化专门委员会(NIPCC)报告
关于非政府间国际气候变化专门委员会(NIPCC)报告王绍武;罗勇;赵宗慈【摘要】NIPCC报告是一份与IPCC针锋相对的报告,报告主要想证明:是自然原因,而不是人类活动造成了全球变暖.本文的目的不是支持NIPCC的观点,而是要分析报告中提出来的各种问题与证据,看看在研究气候变暖时值得注意的事项.兼听则明,偏听则暗.认真听取不同的声音比单边主义更能推动科学的发展.在简要介绍了NIPCC报告的主要内容后,又讲述了代表IPCC观点的"哥本哈根诊断"的核心思想,以供读者自己作出判断.【期刊名称】《气候变化研究进展》【年(卷),期】2010(006)002【总页数】6页(P89-94)【关键词】NIPCC;IPCC;全球变暖【作者】王绍武;罗勇;赵宗慈【作者单位】北京大学物理学院大气科学系,北京,100871;中国气象局国家气候中心,北京,100081;中国气象局国家气候中心,北京,100081【正文语种】中文【中图分类】P467编者按：对政府间气候变化专门委员会（IPCC）持批评态度的一批科学家，于2008年组织了非政府间国际气候变化专门委员会（NIPCC），并于2008年4月出版了一份与2007年IPCC第四次评估相对立的报告。
应读者的要求这里对这份报告作一简要的介绍与评价。
发表这篇介绍，不代表本刊支持这份报告，评价也只代表撰稿人的意见，主要目的是为了给需要的读者提供这方面的信息，以利于提高对气候变化问题的认识，并推动有关的研究工作。
早在1990年IPCC发表第一次评估报告之后，国际上就有人提出反对意见。
这些意见开始散见于各种刊物、书籍、公告及非正式报告。
2007年2月美国伊利诺伊州芝加哥哈特兰德研究所（Hartland Institute），科学与环境政策计划（Science and Environmental Policy Project, SEPP）组建了“B支队”（Team B），目的是对气候变暖的科学证据进行独立于IPCC的评估。
南开20秋学期《全球变化生态学(尔雅)》在线作业答案0158
南开20秋学期《全球变化生态学(尔雅)》在线作业答案0158A:太阳能B:水分C:养分D:二氧化碳正确答案: A单选题)2:随着冰期的结束,全新世气候开始转暖,约在()前进入最暖的时期,国际上称为全新世大暖期。
A: 3.2万年B: 1.8万年C: 9千年D: 1千年正确答案: C单选题)3:传统预测陆地生态系统对全球变化响应的模型假定()。
A:生物与环境相互独立B:生物与环境处于不平衡状态C:生物与环境处于平衡状态D:生物与环境平衡态不断变化正确答案: C单选题)4:人类对地球环境产生大量影响以前,地球二氧化碳升高的主要原因是()。
A:板块运动B:海洋变化C:火山喷发D:水汽输送正确答案: C单选题)5:不考虑人类活动的感化(包孕化石燃料的熄灭和生产等),仅考虑与生物圈有关的自然因素,生态系统的净生产量取决于()。
A:光合同化量B:光合同化量、植被呼吸量C:光合异化量、植被呼吸量、泥土呼吸量D:光合同化量、植被呼吸量、土壤呼吸量、生态循环量精确答案: C单选题)6:生物圈的厚度大约为()。
A: 30米B: 300米C: 3000米D: 米正确答案: D单选题)7:二氧化碳的浓度升高可能导致植物的呼吸作用()。
A:上升B:下降C:先上升再回到原始水平D:先下降再回到原始水平正确答案: B单选题)8:根据瑞典科学家XXX提出的概念,如果大气中二氧化碳的浓度增加一倍,地球表面的平均气温将增加()摄氏度。
A: 4.26B: 5.26C: 6.26D: 7.26正确答案: B单选题)9: TEM模型采用了()平衡态大气环流模型的结果来代表未来可能出现的气候条件。
A: 2个B: 3个C: 4个D: 5个正确答案: C单选题)10:对植物生长影响最大的是()。
A:空气和温度B:空气和土壤C:水分和温度D:水分和土壤正确答案: C单选题)11:下列物种中,对水稻生产危害较大的是()。
A:XXXB:美国海湾扇贝C:大米草D:亚洲蛤蜊精确答案: A单选题)12:从模型的时空尺度上分类,不包孕()。
近千年全球温度变化研究的新进展
序列。 这是美国气候 资料中心 （ Ｎ Ｃ Ｄ Ｃ ） 用海陆观测 记录得到的 ［ ２ ０ ］ ， 海面温度按 ２ 。 × ２ 。 经纬度格点， 陆
地按 ５ 。 ×５ 。 经纬度 格 点 ，覆盖 全球 ； ２ ） ＮＡＳ Ａ戈达 德 空间科学研究所 （ Ｇ Ｉ Ｓ Ｓ ）建立的全球温度序列 ［ ２ １ ］ 。
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１ 期
王绍武等 ： 近 千 年 全 球 温 度 变 化 研 究 的新 进 展
１ ５
１ 近千年温度变化 的新证据
图１ 给 出不 同作 者建 立 的７ 个 北半球 或 全球 平均 温度 序列 ， 其 中观 测序 列最短 （ 黑色） 『 １ ， 其 次为冰 川长 度 （ 深 蓝色 ） 『 ｌ ２ 】 与 钻孔温 度 （ 浅蓝 色 ） 『 ｌ ， Ｈｅ ｇ ｅ ｒ ｌ
０． １ ７ ｏ Ｃ／ １ ０ ａ【
ａ ｎ ｏ ｍａ ｌ ｉ ｅ ｓ ｆ ｏ ｒ ｔ ｈ ｅ Ｎｏ ｒ ｔ ｈ ｅ ｎ ｒ Ｈ ｅ ｍｉ ｓ ｐ ｈ ｅ ｒ ｅ ｏ ｒ Ｇｌ ｏ ｂ ｅ（ ｒ ｅ ｌ ａ ｔ ｉ ｖ ｅ ｔ ｏ １ ９ ６ １ － １ ９ ９ ０ ） ｇ ｉ ｖ ｅ ｎ ｂ ｙ ｄ ｉ ｆ ｆ ｅ ｒ ｅ ｎ ｔ ａ ｕ ｔ ｈ ｏ ｒ ｓ
。
根 据 前两 个序 列 ， ２ ０ ０ ５ 年是 有观 测
记 录 以来最 暖 的一年 ， 但是 根据 第 ３ 个序 列 ２ ０ ０ ５ 年
的温度则低于 １ ９ ９ ８ 年， 属于第 ２ 个最暖年。但是这
３个序 列 ２ ０ 世 纪最 记录 以来 温度 上升 最激 烈 的时期 ［ ２ ３ １ 。 过去 有的 作 者 引用 探空 观测 或卫 星观 测来 否认 ２ ０ 世 纪后 期的 变 暖［ ５ ］ ， 最近 的详 尽分 析证 实 ２ ０ 世 纪后期 对流 层气候 也 确 实变 暖 了 （ 表 １ ）【 。 根 据 Ｈａ ｄ ｃ Ｒ ｕＴ ２ ｖ序 列 ，１ ８ ５ ６ －１ ９ １ ０ 年温 度微 降， １ ９ １ ０ －１ ９ ４ ５ 年 上升 ０ ． ４ ℃， １ ９ ４ ５ －１ ９ ７ ５ 年 又微 降 ，
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第20卷第5期2005年5月地球科学进展A DVANCE S I N E AR TH S C I ENC EV o l.20 N o.5M a y.，2005文章编号：1001-8166（2005）05-0561-07近千年全球气候变化的长积分模拟试验*刘 健1，H ans v on S t o r ch2，陈 星3，E dua r do Z o r it a2，王苏民1（1.中国科学院南京地理与湖泊研究所，湖泊沉积与环境重点实验室，江苏 南京 210008；2.G K SS研究中心海岸研究所，D-21502G ee s t h ac ht，德国；3.南京大学大气科学系，江苏 南京 210093）摘 要：近千年全球气候变化的长积分模拟试验是全球气候模拟研究的新领域，它不仅将现代器测资料与过去代用指标序列进行了有机的衔接，而且对过去百年和年代际尺度的气候变化可进行动力学解释，探讨其主要控制因素及其导致的区域响应差异。
由于这类长积分模拟对计算机技术和气候模式本身的要求较高，目前能进行这类研究的国家为数不多。
重点介绍了德国马普气象研究所的全球海气耦合气候模式E C H O-G，以及利用该模式进行的千年长积分模拟试验结果。
首先，应用全球120年的器测资料对模拟结果进行了检验，论证了该模型较强的气候模拟能力；其次，根据全球地表2m气温的千年模拟结果，揭示了中世纪暖期—小冰期—20世纪暖期三段式气候变化时段，然后讨论了中世纪暖期和小冰期鼎盛期全球及中国的温度分布特点；最后根据对各控制因子的拟合分析与比较，初步揭示了近千年来的温度变化主要受太阳有效辐射的变化控制，而温室气体含量的增加对100年来温度的快速上升起着主导作用。
关 键 词：气候变化；模拟试验；E C H O-G；千年；温度中图分类号：P46 文献标识码：A 过去2k a气候环境的变化是“过去全球变化”（P a s t G l o b a l C h a n ge s，P AGE S）和“气候变率与可预测性”（C li m a t e V a r i a b ilit y a nd P r e d i c t a b ilit y，C L I V-A R）两大国际研究计划的重要研究内容之一［1，2］，其中1k a来的气候变化是现代器测资料衔接过去代用指标序列的关键时段，也是人类活动影响不断加剧的时期，成为各国科学家关注的热点［3～11］，尤其是围绕中世纪暖期（M W P，1000—1300年）［12～16］、小冰期（L I A，1550—1850年）［17～20］和现代增暖（1900年至今）［21，22］开展了大量工作。
因为有充足的器测资料为依据，研究结果对于20世纪全球快速增暖的认识十分一致；但对于20世纪增暖之前的气候变化（包括中世纪暖期和小冰期在内）的认识则存在较大分歧。
因为这段时期气候变化研究的主要依据是通过各种代用资料（历史文献、树轮、冰芯、湖芯、珊瑚、石笋等）重建的气候序列［8～20］。
代用资料的代表性和重建手段的精确性对气候重建序列的可靠性起着决定性的作用。
由于资料的缺乏和局限，目前只能论及某些特定区域的中世纪暖期和小冰期。
中世纪暖期和小冰期是否是全球性的现象？各地中世纪暖期及小冰期的出现时间及其内部的冷暖波动变化有何差异？20世纪增暖幅度在近千年是否有先例？就百年尺度的气候变化而言，哪些因素和过程起主要控制作用？对这些问题目前均存在较多争议［21～23］。
同时，对千年气候变化成因机理的研究相对比较薄弱［3，4，24］。
* 收稿日期：2004-03-11；修回日期：2004-10-13.*基金项目：国家自然科学基金项目“过去300年中国东部季风区雨带进退图谱与模拟诊断”（编号：40331013）和“中国小冰期气候环境区域分异与动力学研究”（编号：40272123）；中国科学院知识创新工程重要方向项目“历史时期环境变化的重大事件复原及其影响研究”（编号：K Z CX3-S W-321）；中国科学院南京地理与湖泊研究所创新项目“东亚水汽演变及千年尺度古气候模拟研究”（编号：C XN I G L A S-A02-06）资助. 作者简介：刘健（1966-），女，四川合江人，副研究员，主要从事气候变化与古气候模拟研究.E-m a i l：j i an li u ＠n i g l as. a c.c n近20年来，为了实现全球增暖背景下气候情景的预估，气候模式和模拟结果比较计划发展很快［25］。
为了对近千年来的气候变化特征及其动力学机理有一个更加全面的认识，深入理解不同区域对全球气候变化响应差异，开展长时间积分的气候模拟研究无疑是最有效的手段之一。
受具体条件限制，目前国内还没有开展过千年长时间积分的古气候模拟试验。
国外在这方面的研究已有一定的积累，但采用真正意义上的全球海气耦合气候模式所进行过的长积分模拟试验迄今为止只积分了300个模式年［26］。
其它更长时间的模拟所采用的模式要么是简单的能量平衡模式［6］，要么是简化的海气模式［27］。
这类模式由于对气候系统的过于简化，对长时间气候变化的刻画显得较为粗略。
鉴于此，作者在德国利用先进的计算机系统和较为完善的全球海气耦合气候模式E C H O - G ［28］开展了1000 多个模式年的长时间积分气候模拟试验。
本文对此模拟工作及结果做简要介绍。
关于1k a 来的长时间积分模拟，美国国家大气研究中心（ N C A R ）目前应用其新近开发的气候系统模式（ C S M 1.4 ）也正在开展，至今尚未有正式结果发表。
1 模式模拟采用全球海气耦合气候模式E C H O - G 。
它由全球大气环流模式 E C HA M 4 和海洋环流模式 H O PE- G 耦合而成［28］。
E C HA M 4 和 H O PE- G 均为德国马普气象研究所（M a x P l a n c k I n s tit u t e f o r M e t e- o r o l og y ， M PI ）开发。
E C HA M 4 是第四代大气环流谱模式［29］，它以原始方程为基础，采用混合p-σ坐标，水平分辨率为 T 30 ，相当于3.75°×3.75°，垂直分19层，其中200 h P a 以上有5层，模式顶层为30 h P a ，相当于30 k m 。
预报量包括涡度、散度、气压、温度、比湿、云中水的混合比、有关微量气体和气溶胶混合比等。
动力和物理过程的时间积分步长为24分钟，辐射计算为2小时间隔。
海洋模式 H O PE - G ［30］是海洋原始方程模式，其水平分辨率为 T 42 ，相当于2.8°×2.8°，热带地区采用0.5°×0.5°的加密网格。
垂直方向共20层。
海洋模式H O PE- G 由大气强迫场驱动，其海洋预报量包括水平速度、海表面高度、位温和盐度等。
E C HA M 4 和 H O PE- G 两者通过 O A - S I S3 耦合器耦合为气候模式 E C H O - G 。
该模式在现代气候模拟和古气候模拟研究中均得到较多应用，其气候模拟能力已得到可靠验证［31～34］。
它是目前进行长时间气候模拟最合适的气候模式之一。
2 模拟方案本文共做了2个试验：控制试验和真实强迫试验。
2个试验均从901 年开始，积分到1990年。
控制试验以1990 年的实际情况为强迫（固定强迫条件），真实强迫试验先以控制试验的强迫场为起点，经50年积分后逐步过渡到以真实的随时间变化的有效太阳辐射、C O 2浓度和C H 4浓度场为外强迫。
该试验在1 k a 左右达到稳定态，然后一直积分到1990 年。
真实强迫试验采用的与控制试验不同的强迫条件，包括随时间变化的太阳辐射常数、火山活动指数、C O 2和C H 4浓度。
其中，太阳辐射变化由太阳黑子和大气中的宇宙射线同位素求出［35］，火山灰的辐射强迫效应先由格陵兰不同冰芯中硫化物含量浓度估算［36］，然后在大气环流模式的有关计算中将其转换成有效太阳辐射变化，大气C O 2与C H 4浓度由南极冰芯资料获得［37，38］。
图1是上述强迫因子的时间变化。
图1 强迫因子的时间变化F i g.1 T i m e se q u e n c e o f f o rc i ng f a c t o r s3 模拟结果首先将E C H O - G 模拟的全球年平均温度距平（相对于1961 —1990 年）与国际上认可的120 年观测集成资料［8］做对比，以验证模式的模拟能力；然后分析模拟的1k a 来全球温度的变化特征与主控因子。
3.1 模拟能力验证图2是由模拟结果和琼斯（J o n e s ）观测集成资料计算的全球年平均温度距平（相对于1961—1990 年）的逐年变化。
图中虚线和实线分别为模拟结果和琼斯资料的计算值及相应的变化趋势，点线为零距平线。
可以看出，两者均给出了1860年以来全球265 地球科学进展 第20卷年平均温度变化的上升趋势，两者在99.9％的置信度水平上相关，相关系数达0.68。
模拟值与观测值的偏差范围平均为0.17 ，与琼斯观测集成资料的误差水平相当。
这证明模拟结果和琼斯观测集成资料有相同的可信度。
3.2 全球年平均温度的逐年变化图3是全球地表2m 气温的年平均模拟值。
图中实线为全球年平均气温模拟值，虚线为其百年滑动平均值（101 点滑动平均），点线为百年滑动平均值的最大和最小变化值。
此图显示，近千年来气温变化呈明显的两峰一谷的“V ”字型。
全球年平均温度最高的30年出现在1130 —1160 年，而最低的30年出现在1680—1710 年。
从百年尺度的气候变化来看（图中虚线），近千年来全球气温在1130年达到最高值287.4 K ，随后逐步降低到1710年的最低图2 全球年平均温度距平（相对于1961 —1990 年）模拟值与Jo n e s 观测集成资料的对比 F i g.2 C om p a r i s on o f s i m u l a t e d a nd o b ser v e d g l obal annual m e an t e m p er a t u r e a n om a li e s （ r e l a ti ve t o 1961-1990 ）图3 全球地表2m 气温的年平均模拟值F i g.3 S i m u l a t e d g l obala n n u al s u r f a c e2 m a i r t e m p er a t u r e值286.7 K ，其间历时近600 年；之后，全球气温稳步上升，经过200多年全球气温就达到了与中世纪暖期相当的水平，其升温速率比降温速率快1倍多。