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关于土地表面水文方案在模拟每日最大和
气候系统包括多种互动组件，例如大气，生物圈，水圈，冰冻圈和地质。这些成分在从几天，季节和数年到数千年到具有复杂反馈机制的多个时间尺度相互作用。尤其是，研究水文周期很重要，因为气候变化对水周期预算的影响很大，例如降水，土壤水分，表面和地下表面径流以及蒸散量（Bouraoui等人 2004; Imbach等。 2012;艾伦等。 2020）。 回报，水文循环通过将水蒸气转移到大气中影响气候系统。 关于土壤水分的，还可以通过将总降水作为输入，径流和总反应作为输出来检查水文周期（Peng等人。 2019; Pereira等。 2020）。 此外，水文循环与表面能平衡之间存在直接联系，并最终与表面气候之间存在直接联系，因为太阳辐射通过裸露的土壤和植被的蒸发从地球表面到大气的垂直转移到大气中（Siler等人。2004; Imbach等。2012;艾伦等。2020）。回报，水文循环通过将水蒸气转移到大气中影响气候系统。，还可以通过将总降水作为输入，径流和总反应作为输出来检查水文周期（Peng等人。2019; Pereira等。2020）。此外，水文循环与表面能平衡之间存在直接联系，并最终与表面气候之间存在直接联系，因为太阳辐射通过裸露的土壤和植被的蒸发从地球表面到大气的垂直转移到大气中（Siler等人。2018）。由于土地表面条件在区域表面气候建模时的重要性；几项研究讨论了各种土地表面模型版本之间的比较。在重现平均空气温度和总表面降水方面，社区土地模型3.5版（CLM3.5； Oleson等人（2017）。2008）优于生物圈 - 大气转移系统（BAT； Dickinson等人。1993）如Steiner等人报道。 （2009），Wang等。 （2015）和Maurya等。 此外，当涉及建模平均空气温度和总降水时，社区土地模型4.5版（CLM4.5； Oleson等人 2013）的表现比蝙蝠方案更好（Maurya等人 2017; Chung等。 2018）。 土壤水分在控制气候系统中起着重要作用，尤其是在半干旱和干旱地区，占全球40％的地区（Reynolds等人 2007）。 对控制土壤水分变异性的因素至关重要（Srivastava等人。 2021a）。 此外，土壤水分源自生理和生物地球化学过程，例如植物蒸腾和光合作用（Seneviratne等人。 2010; Lemoine＆Budny 2022）。 的陆地膨胀面（或区域气候模型； RCMS）被认为是研究表面气候/陆地碳浮动对土壤水分变化的反应的重要工具。 例如，Lei等人。 （2014）使用了社区土地模型1993）如Steiner等人报道。（2009），Wang等。 （2015）和Maurya等。 此外，当涉及建模平均空气温度和总降水时，社区土地模型4.5版（CLM4.5； Oleson等人 2013）的表现比蝙蝠方案更好（Maurya等人 2017; Chung等。 2018）。 土壤水分在控制气候系统中起着重要作用，尤其是在半干旱和干旱地区，占全球40％的地区（Reynolds等人 2007）。 对控制土壤水分变异性的因素至关重要（Srivastava等人。 2021a）。 此外，土壤水分源自生理和生物地球化学过程，例如植物蒸腾和光合作用（Seneviratne等人。 2010; Lemoine＆Budny 2022）。 的陆地膨胀面（或区域气候模型； RCMS）被认为是研究表面气候/陆地碳浮动对土壤水分变化的反应的重要工具。 例如，Lei等人。 （2014）使用了社区土地模型（2009），Wang等。（2015）和Maurya等。此外，当涉及建模平均空气温度和总降水时，社区土地模型4.5版（CLM4.5； Oleson等人2013）的表现比蝙蝠方案更好（Maurya等人2017; Chung等。2018）。土壤水分在控制气候系统中起着重要作用，尤其是在半干旱和干旱地区，占全球40％的地区（Reynolds等人2007）。 对控制土壤水分变异性的因素至关重要（Srivastava等人。 2021a）。 此外，土壤水分源自生理和生物地球化学过程，例如植物蒸腾和光合作用（Seneviratne等人。 2010; Lemoine＆Budny 2022）。 的陆地膨胀面（或区域气候模型； RCMS）被认为是研究表面气候/陆地碳浮动对土壤水分变化的反应的重要工具。 例如，Lei等人。 （2014）使用了社区土地模型2007）。对控制土壤水分变异性的因素至关重要（Srivastava等人。2021a）。此外，土壤水分源自生理和生物地球化学过程，例如植物蒸腾和光合作用（Seneviratne等人。2010; Lemoine＆Budny 2022）。的陆地膨胀面（或区域气候模型； RCMS）被认为是研究表面气候/陆地碳浮动对土壤水分变化的反应的重要工具。例如，Lei等人。（2014）使用了社区土地模型
收件人：瑞典空间公司总裁兼首席执行官 Stefan Gardefjord 瑞典空间公司董事会主席 Monica Lingegård
即使是该技术的支持者也承认，如果实施规模足以对全球气温产生影响，SAI 和其他太阳能地球工程技术可能会对气候系统产生不可预测的冲击，改变水文循环，扰乱季风模式，增加干旱。SAI 不但不能减轻气候变化的风险，反而可能会加剧和加剧全球变暖已经造成的极端天气和气候不稳定。例如，计算机模型表明，SAI 可能会以不可预测的方式破坏亚洲和非洲 20 亿人的食物和水源 2 。
气候建模的数学：挑战和观点
摘要：气候建模是一个复杂而跨学科的领域，依靠数学，物理，计算机科学和其他学科来模拟地球的气候系统。本文概述了气候建模进步的数学基础，挑战和观点。它讨论了数学在气候建模中的重要性，包括使用微分方程，数值方法和统计技术。本文还研究了气候建模者所面临的挑战，例如不确定性和敏感性分析，模型复杂性以及物理过程的参数化。此外，它探讨了气候建模的潜在进步，包括机器学习，高性能计算和地球系统模型的整合。案例研究和气候建模的应用，例如区域气候建模，气候变化预测和影响评估，以证明这些模型在理解和解决气候变化方面的相关性和重要性。 总的来说，本文强调了数学在推进气候建模及其对气候科学和政策的影响中的关键作用。 关键字：气候建模，数学，微分方程，数值方法，统计分析，不确定性，灵敏度分析，机器学习，高性能计算，地球系统模型，气候变化预测，影响评估。 I. 简介A.气候建模概述气候建模在理解和预测地球气候系统方面起着关键作用。 B.案例研究和气候建模的应用，例如区域气候建模，气候变化预测和影响评估，以证明这些模型在理解和解决气候变化方面的相关性和重要性。总的来说，本文强调了数学在推进气候建模及其对气候科学和政策的影响中的关键作用。关键字：气候建模，数学，微分方程，数值方法，统计分析，不确定性，灵敏度分析，机器学习，高性能计算，地球系统模型，气候变化预测，影响评估。I.简介A.气候建模概述气候建模在理解和预测地球气候系统方面起着关键作用。B.它涉及使用数学模型来模拟地球系统各个组成部分之间的相互作用，例如大气，海洋，陆地表面和冰。这些模型对于研究过去的气候变化，预测未来的气候变化以及评估人类活动对气候的影响至关重要。气候建模的复杂性来自影响地球气候的物理，化学和生物学过程的复杂相互作用。因此，气候模型是基于物理，化学和生物学的基本原理构建的，使数学成为其开发和应用的基本工具。数学在气候建模中的重要性通过提供了控制气候系统行为的基本方程的语言和框架，在气候建模中起着至关重要的作用。微分方程特别是用于描述大气和海洋的动力学，而统计方法则用于分析气候数据并量化不确定性。数值方法可以在计算机上对这些复杂方程的解，从而使科学家能够在不同情况下模拟地球的气候。没有数学，就不可能开发了解地球气候系统复杂性所需的复杂模型。C.本文的范围本文旨在概述气候建模的数学基础，讨论与气候建模相关的挑战，并探讨有关该领域进步的观点。通过研究2012年至2019年之间发表的最新研究和评论论文，我们将重点介绍气候建模中使用的关键数学概念和技术，分析气候建模者面临的当前挑战，并讨论气候建模研究中潜在的未来方向。
使用数据的气候变化预测和分析...
应对这些局限性，研究人员越来越多地转向机器学习和数据科学技术，以增强气候预测能力。机器学习算法，例如神经网络，支持向量机和集合方法，在建模复杂的气候系统方面已显示出希望。神经网络，尤其是深度学习模型，可以在高维数据中捕获非线性关系，使其适合温度和降水预测等任务。合奏方法结合了多个模型以提高预测准确性，已应用于各种与气候相关的现象，包括飓风跟踪和洪水预测。
科学 NJSLS 2020 学年 K 至 12 年级 - NJ.gov
地球气候的变化速度比现代文明史上任何时候都要快，这主要是人类活动的结果。全球气候变化已经对新泽西州及其许多经济部门产生了广泛影响。增加以气候变化为重点的学术标准非常重要，这样所有学生都能对气候系统有一个基本的了解，包括影响它的自然和人为因素。气候变化的基础涵盖物理、生命以及地球和空间科学。目标是让学生了解气候科学，以此为决策提供参考，改善他们自己、他们的社区和全球的生活质量，并了解工程解决方案如何让我们减轻影响、调整实践并建立弹性系统。
科学 NJSLS 2020 学年 K 至 12 年级 - NJ.gov
地球气候的变化速度比现代文明史上任何时候都要快，这主要是人类活动的结果。全球气候变化已经对新泽西州及其许多经济部门产生了广泛影响。增加以气候变化为重点的学术标准非常重要，这样所有学生都能对气候系统有一个基本的了解，包括影响它的自然和人为因素。气候变化的基础涵盖物理、生命以及地球和空间科学。目标是让学生了解气候科学，以此为决策提供参考，改善他们自己、他们的社区和全球的生活质量，并了解工程解决方案如何让我们减轻影响、调整实践并建立弹性系统。
混乱理论和全球变暖：可以预测气候吗？
尽管通常不可能预测混乱系统的特定未来状态（尚未知道在2012年12月21日在俄勒冈州将在俄勒冈州的哪种温度），但仍然有可能对整个系统的行为提出统计要求（俄勒冈州2012年12月的2012年12月温度很可能比其2012年7月的温度更冷）。气候系统有混乱的组成部分，例如El Nino和流体湍流，但它们的长期影响远低于温室效应。这有点像飞机在暴风雨的天气中飞来飞来：它可能会瞬间被燃烧，但它仍然可以从一个机场转移到另一个机场。
科学 NJSLS 2020 学年 K 至 12 年级 - NJ.gov
地球气候的变化速度比现代文明史上任何时候都要快，这主要是人类活动的结果。全球气候变化已经对新泽西州及其许多经济部门产生了广泛影响。增加以气候变化为重点的学术标准非常重要，这样所有学生都能对气候系统有一个基本的了解，包括影响它的自然和人为因素。气候变化的基础涵盖物理、生命以及地球和空间科学。目标是让学生了解气候科学，以此为决策提供参考，改善他们自己、他们的社区和全球的生活质量，并了解工程解决方案如何让我们减轻影响、调整实践并建立弹性系统。
