什么是气候数值模拟？气候数值模拟可以概括为在实验室里一定的控制条件下模拟自然界的气候状况,以及根据控制气候及其变化的基本物理定律,建立起相应的数学模式,在一定的初始条件和边界条件下进行数值计算,求得气候及其变化的图像。由于气候现象非常复杂,实验室模拟有很大的局限性。随着计算机和数值计算方法的发展,数值模拟已经成为定量研究气候及其变化的主要方法。通过建立起气候数值模式,并将其对照当前和过去的气候进行验证,可以用于预测未来气候,特别是用于预测由于温室气体浓度增加所造成的气候变化。

古气候研究的意义：1）气候器测纪录相对很短，难以揭示较长检测气候变化的原因；2）进行过去气候变化的重建、模拟研究，以期揭示各种时间尺度气候变化的原因，直接关系到我们能否定位当前、及预测未来的气候变化；3）针对东亚地区开展古气候重建、模拟研究的迫切性。

中科院地球环境所环境模拟实验室主要利用各种代用资料进行古气候重建，如黄土、冰芯、孢粉、沉积物、树木年轮、史料等，进一步利用通过对气候环境变化的数值模拟和分析，结合地质、历气候环境记录，探讨亚洲大陆为中心不同时空尺度地球气候与环境系统变化的规律和机制，从中提取全球变化的历史相似型和早期信号，为人类可持续发展战略提供必要的信息。

已取得主要成果：

a: 青藏高原隆升与东亚季风演化。利用美国大气海洋研究中心（COLA）的全球大气GCM（R15L9）完成了青藏高原不断隆升的一组（共11个）数值试验。基于数值试验结果及前人工作认为，即使高原尚未大幅度隆起的情况下，在南亚地区因行星风带的季节转换及海陆之间的经向热力对比就足以激发具有一定强度的热带季风，但只有当高原隆升达到较高的高度时，主要受东西向热力对比控制的东亚季风才能出现在30°N以北的中纬度地区。

b: 青藏高原隆升在亚非干旱化过程中的作用。数值试验说明，反映高原隆升与中亚和北非干旱化同步的地质事实可能并非巧合，而应该是一种确实的因果关系。结合相关的其它地质证据可以推断，高原隆升在新生代以来亚洲内陆干旱化过程起了重要作用，这与轨道尺度上东亚季风变化的强迫因子明显不同。数值试验也说明，即使没有青藏高原，北非至大约25-45°N之间的欧亚大陆依然为干旱区，同时与热带季风相联系的高降水区依然存在。

c: 青藏高原隆升对东亚季风轨道尺度气候变率的调制。利用美国大气研究中心（NCAR）的气候系统模式（CCSM2.01，T31L26），完成了一组（8个）同时改变地形高度和地球轨道参数的数值试验。经过对模拟的风速、大气湿度、土壤湿度等要素的详细分析，结果发现高原的存在放大了东亚夏季风对轨道强迫的响应，因而青藏高原可视为东亚季风气候变率的放大器。