中国气候与生态环境演变：2021（第一卷 科学基础）

《中国气候与生态环境演变.2021 卷 科学基础》共13章，在回顾前三次报告中有关中国气候与环境演变的发展和认知的基础上，主要从大气圈、水圈、冰冻圈、生物圈等多个圈层出发，评估了各圈层变化的结论。《中国气候与生态环境演变.2021 卷 科学基础》系统阐述了中国气候与生态环境演变特征、大气成分与大气环境变化、天气气候事件变化、东亚季风演变、人为活动驱动和未来气候变化预估等方面的研究进展和未来发展趋势。《中国气候与生态环境演变.2021 卷 科学基础》是认识气候与生态环境变化的科学基础，也为第二卷、第三卷评估气候与生态环境变化影响、适应与应对措施奠定科学支撑。

目录
总序一
总序二
总序三
前言
第1章 总论 1
1.1 引言 2
1.2 前三次评估报告的发展 2
1.2.1 次评估报告：《中国西部环境演变评估》 2
1.2.2 第二次评估报告：《中国气候与环境演变》 3
1.2.3 第三次评估报告：《中国气候与环境演变：2012》 3
1.2.4 科学认知进展 4
1.3 前三次评估报告对国家的贡献 5
1.3.1 对国家决策咨询和中长期规划的贡献 5
1.3.2 对科学发展的贡献 5
1.4 当前国际关注要点 6
1.4.1 IPCC工作组有关评估报告 6
1.4.2 未来地球计划 9
1.4.3 地球委员会 11
1.5 本卷评估报告框架与重要科学进展 11
1.5.1 本卷章节内容 11
1.5.2 新的科学进展 12
参考文献 15
第2章 过去的气候与环境变化 17
2.1 引言 18
2.2 中国全新世气候适宜期及千年尺度气候突变的特征 19
2.2.1 中国温度变化幅度、干湿格局和区域差异 19
2.2.2 中国地理环境格局变化 20
2.2.3 千年尺度气候突变事件的特征、机制及影响 21
2.3 过去2000年中国气候变化及20世纪变暖 23
2.3.1 温度阶段性变化及区域差异 23
2.3.2 干湿多尺度变化及格局差异 25
2.3.3 小冰期至20世纪的变暖 28
2.3.4 主要气候事件变化 30
2.4 过去两千年中国地表环境变化 32
2.4.1 农耕区范围与垦殖率变化 32
2.4.2 森林、草地及沙地分布范围变化 34
2.4.3 重点区域的冰川、冻土变化 36
2.4.4 海平面与重点区域海岸线和湖泊湿地变化 37
参考文献 39
第3章 观测的大气圈的变化 51
3.1 引言 52
3.2 大气温度变化 52
3.2.1 地面气温 52
3.2.2 平均、气温和日较差 54
3.2.3 高层大气温度 56
3.3 降水变化 59
3.3.1 降水量 59
3.3.2 降水日数 61
3.3.3 降水强度和持续性 61
3.4 大气湿度和云量变化 63
3.4.1 地面和大气湿度 63
3.4.2 云 65
3.5 辐射、日照变化 65
3.5.1 太阳辐射 65
3.5.2 日照时数 67
3.6 大气环流的变化 68
3.6.1 欧亚气压场 68
3.6.2 地面风场 69
3.6.3 西太平洋副热带高压 70
3.6.4 南亚高压 71
3.6.5 东亚急流 72
3.7 中国气候变化与全球及“一带一路”地区的对比 73
参考文献 76
第4章 陆地水循环变化 89
4.1 引言 90
4.2 大气水汽 90
4.2.1 东部季风区大气水汽时空变化 92
4.2.2 印度季风区大气水汽时空变化 94
4.2.3 西风区大气水汽时空变化 95
4.3 蒸散发 97
4.3.1 实际蒸散发时空变化 97
4.3.2 流域尺度蒸散发变化特征 100
4.3.3 潜在蒸散发时空变化 101
4.4 地表径流 103
4.4.1 东部季风区径流变化 104
4.4.2 青藏高原区径流变化 107
4.4.3 西北干旱区径流变化 108
4.5 陆地水储量 109
4.5.1 土壤湿度变化 109
4.5.2 湖泊水储量变化 111
4.5.3 冰冻圈水储量变化 113
4.6 水循环 115
4.6.1 中国区域水循环 115
4.6.2 流域尺度水循环 116
参考文献 118
第5章 海洋变化 131
5.1 引言 132
5.2 全球海洋变化 132
5.2.1 全球海表面温度（SST） 132
5.2.2 全球海洋热含量 135
5.2.3 全球海平面 142
5.2.4 全球海浪 144
5.2.5 全球海洋酸化 146
5.3 对中国气候影响显著的海域的海洋变化 149
5.3.1 北冰洋变化 149
5.3.2 太平洋变化 153
5.3.3 印度洋变化 156
5.4 中国近海海洋变化 159
5.4.1 中国近海海洋温盐与环流 159
5.4.2 中国近海海洋上升流 167
5.4.3 中国近海海平面变化 168
5.4.4 中国近海海浪 174
5.4.5 中国近海海洋事件 175
参考文献 179
第6章 冰冻圈变化 198
6.1 全球与中国冰冻圈变化特征 200
6.1.1 全球冰冻圈变化态势 200
6.1.2 中国冰冻圈的变化特征 204
6.2 陆地冰冻圈变化 212
6.2.1 冰川与冰湖变化 212
6.2.2 冻土变化 223
6.2.3 积雪变化 228
6.2.4 河、湖冰变化 235
6.3 海洋冰冻圈与大气冰冻圈变化 241
6.3.1 海洋冰冻圈变化 241
6.3.2 大气冰冻圈变化 245
6.4 知识差距与不足 249
6.4.1 冰川变化 249
6.4.2 冻土变化 250
6.4.3 积雪变化 252
参考文献 254
第7章 陆地生态系统变化 267
7.1 引言 268
7.2 生态系统格局变化 269
7.2.1 森林 269
7.2.2 草地 275
7.2.3 荒漠 278
7.2.4 湿地 280
7.3 陆地植被覆盖 283
7.3.1 现状 283
7.3.2 变化特征 285
7.3.3 驱动机制 288
7.4 物候 290
7.4.1 现状 290
7.4.2 变化特征 291
7.4.3 驱动机制 293
7.5 总初级生产力 295
7.5.1 现状 295
7.5.2 变化特征 296
7.5.3 驱动机制 297
7.6 碳汇功能 299
7.6.1 碳储量及其空间分布 299
7.6.2 碳收支及其空间分布 300
7.6.3 驱动机制 301
7.7 结论 303
参考文献 304
第8章 海洋生态系统与环境 317
8.1 引言 318
8.2 我国近海生态系统与环境现状 318
8.2.1 物理、化学环境 318
8.2.2 生物和生产力 324
8.2.3 典型生态问题和生态灾害 340
8.2.4 新型特征污染物：海洋微塑料 347
8.3 我国近海生态系统与环境变化趋势分析 351
8.3.1 渤海 352
8.3.2 黄海 357
8.3.3 东海 361
8.3.4 南海 366
8.4 小结 371
8.4.1 我国近海生态环境整体现状、特点和变化趋势 371
8.4.2 新认识、新结果、新特点 372
8.4.3 不足与展望 373
参考文献 373
第9章 大气成分与气候变化的相互作用 388
9.1 引言 390
9.2 中国主要大气成分变化的观测事实 390
9.2.1 中国温室气体变化特征 390
9.2.2 中国重点地区大气气溶胶化学组成变化特征 395
9.2.3 “大气十条”期间（2013～2017年）气溶胶污染变化及其主因 404
9.2.4 中国沙尘气溶胶及沙尘暴变化特征 405
9.3 气候变化对中国重点地区大气成分变化的影响 407
9.3.1 气候年代际变化对气溶胶污染的影响 407
9.3.2 气候年际变化对气溶胶污染的影响 410
9.3.3 气候变化对中国重点地区对流层臭氧的影响 411
9.4 大气成分变化对气候变化的影响 412
9.4.1 温室气体变化对未来气候变化及气候事件的影响 413
9.4.2 气溶胶变化对未来气候变化和气候事件的影响 414
9.4.3 大气气溶胶污染下降对气候平均状态变化的影响 415
9.4.4 大气气溶胶污染减缓对未来天气-气候事件的影响 417
9.4.5 大气气溶胶污染减缓对1.5℃或2℃全球增暖影响 419
9.5 小结 420
参考文献 422
第10章 天气气候事件变化 433
10.1 引言 434
10.2 温度 435
10.2.1 高温 435
10.2.2 低温 439
10.2.3 变化成因与物理机制 440
10.3 降水 443
10.3.1 降水量、发生频次和重现期 443
10.3.2 暴雨洪涝 447
10.3.3 城市内涝 448
10.3.4 变化成因与物理机制 449
10.4 干旱 450
10.4.1 干旱变化 452
10.4.2 变化成因与物理机制 458
10.5 台风 460
10.5.1 西太平洋生成台风及登陆台风 460
10.5.2 台风降水 463
10.5.3 变化成因与物理机制 464
10.6 强对流天气事件 466
10.6.1 雷暴 466
10.6.2 龙卷风 468
10.6.3 冰雹 469
参考文献 470
第11章 全球变暖背景下东亚季风变异及其与中国气候的关系 483
11.1 引言 484
11.2 南海夏季风爆发和撤退的新特征及其驱动机制 485
11.2.1 南海夏季风爆发 485
11.2.2 南海夏季风撤退 487
11.3 东亚夏季风变化及与中国气候的关系 489
11.3.1 东亚夏季风年代际及趋势变化 489
11.3.2 东亚夏季风季节内变率的年代际变化 494
11.3.3 东亚夏季风年际变异的年代际变化 496
11.3.4 南亚夏季风与东亚夏季风相互作用的变化 499
11.3.5 东亚夏季风与中国夏季旱涝和高温热浪的关系 501
11.4 东亚冬季风变化及与中国气候的关系 503
11.4.1 东亚冬季风年代际及趋势变化 504
11.4.2 东亚冬季风季节内变率的年代际变化 506
11.4.3 东亚冬季风年际变异的年代际变化 507
11.4.4 东亚冬季风与中国冬季寒潮和雨雪冰冻事件的关系 508
参考文献 511
第12章 人为驱动力及其对气候变化的影响 525
12.1 引言 526
12.2 辐射强迫 526
12.2.1 辐射强迫的概念 526
12.2.2 温室气体、气溶胶和短寿命气候污染物 527
12.3 人为活动对气候的影响 534
12.3.1 短寿命气候污染物对气候的影响 534
12.3.2 人为气溶胶对气候的影响 536
12.4 长期气候变化的归因 540
12.4.1 平均温度 540
12.4.2 平均降水 543
12.4.3 温度和降水 544
12.4.