气候变化对鄱阳湖流域径流的影响

为研究未来气候变化对鄱阳湖流域径流的影响,构建了0.1°分辨率VIC水文模型,采用均匀设计法率定参数。应用CMIP5多模式气象数据结果驱动VIC模型,对RCP2.6、RCP4.5和RCP8.5情景下的鄱阳湖流域径流变化进行评估。结果表明,在RCP2.6和RCP4.5情景下未来期(2026—2040年)较基准期(2006—2020年)径流呈增加趋势,在RCP8.5情景下径流呈减少趋势。各种模式都在汛期径流有增加趋势,枯季径流有减小趋势,发生水文极端事件的态势更加明显。     

气候变化对大盈江流域径流的影响

为揭示大盈江流域气候变化对径流的影响,基于SWAT模型,通过设置不同情景,定量分析了气候要素对流域内径流的影响,并结合RCP4.5、RCP8.5这2种气候情景对流域未来径流的变化进行了预估。结果显示:1)SWAT模型在大盈江流域径流模拟中具有较好的适用性,可以用SWAT模型进行流域的径流模拟,率定期模型参数R~2、C_(Ens)分别为0.68、0.66,验证期R~2、C_(Ens)分别为0.69、0.67;2)流域内径流的变化趋势与降雨量变化趋势成正比,与气温变化趋势成反比,1995—2015年间,大盈江流域内降雨的减少和气温的升高导致月均径流量下降3.58m~3·s~(-1);3)在RCP4.5和RCP8.5这2种气候情景下,2021—2050年大盈江流域径流均呈减少趋势,减少的速率分别为15.43亿和6.48亿m~3·(10a)~(-1),这与1976—2015年间,流域实测径流减速为1.87亿m~3·(10a)~(-1)的变化趋势一致,但这2种情景下,径流的减少趋势明显增强,分别达到1976—2015年减速的8.26、3.47倍。     

未来气候模式下淮河流域极端降水量的时空变化分析

本文以淮河干流小柳巷以上14个气象站1960—2015年逐日降水观测数据为基础,选取HadGEM2-ES气候模式,预测了2016—2075年RCP2.6、RCP4.5、RCP8.5三种排放情景下日降水量数据,选取年最大日降水量序列(AM)与超门限阈值峰值序列(POT),分析未来气候模式下淮河流域极端降水量的时空变化和重现期。研究发现:在三种排放情景下,淮河流域暴雨中心均未发生明显转移,暴雨中心仍将集中于流域上游,这将给该地区带来潜在的防洪压力;极端降水量随着重现期的增长而增大;同时极端降水量按照RCP2.6、RCP4.5、RCP8.5的顺序增大;相同重现期,相同排放情景下AM序列略大于POT序列。研究结果对淮河流域未来防洪规划具有重要的的参考意义。     

基于不同气候变化情景的东江流域水资源量预测研究

采用半分布式水文模型HSPF,结合1978-1998年东江流域实测气象数据和5个气候模式在3种RCP气候情景(RCP8.5,RCP4.5,RCP2.6)下基准期(1960-2000年)和未来时期(2020-2070年)降水、蒸发情景模拟结果,在对东江流域径流模拟检验基础上,对2020-2070年东江流域水资源量做了深入分析。结果表明,HSPF模型能很好模拟东江流域年、月径流以及洪水期径流变化,博罗站的NASH系数均超过0.81,PBIAS低于10%,RSR低于0.45;所选取气候模式能很好的反映研究流域气象数据在年内分布情况。对未来气候和东江流域水资源量模拟结果表明:1 2020-2070年不同气候变化情景下东江流域降水及蒸发量在RCP2.6和RCP4.5情景下均呈上升趋势,而在RCP8.5情景下,东江流域蒸发量则呈现下降趋势;2未来东江流域多年月均径流量呈增加趋势;3未来东江流域不同频率下的洪水和枯水流量均呈不同程度的增长。相对于基准期,未来时期的洪水天数呈增长趋势,洪水灾害有加剧态势。     

气候变化对长江源区土壤水分影响的预测

采用线性回归法对长江源区2011—2021年土壤水分含量年际变化趋势进行分析,采用t检验法对长江源区2011—2021年平均气温和降水量变化与土壤水分含量变化间的相关性分析,并采用CMIP5全球气候模型的3种情景（RCP2.6、RCP4.5、RCP8.5）下耦合SWAT(Soil and Water Assessment Tool)水文模型,预测长江源区未来（2022—2100年）土壤水分年际、年内变化趋势.结果表明,长江源区2011—2021年土壤水分整体呈减少趋势,年平均气温和降水量与土壤水分变化具有明显的相关性（P<0.05）. 3种RCPs气候情景下,21世纪末期（2081—2090年）土壤水分含量较21世纪中期（2041—2050年）减少,4—9月土壤水分占全年土壤水分占比较21世纪中期降低.土壤水分年际间波动较大,在50%～500%之间变动,土壤水分年内分布不均匀,1—5月土壤水分增加,6—12月土壤水分递减,1—2月土壤水分变化趋势相对平稳,年内各月份土壤水分含量差别较大.在3种RCPs气候情景下,长江源区未来土壤水分存在明显减少趋势,应加强长江源区土壤水系保护.     

未来气候变化情景下湖北省极端降水的人口暴露分析

基于湖北省历史灾情数据构建受灾率与雨强、人均GDP的回归模型,选取RCP4.5和RCP8.5情景下的日降水数据及对应SSPs路径下的人口和GDP资料,分析了湖北省不同时期极端降水事件、人口及人口暴露度的时空分布特征及变化情况. 结果表明:受灾率与雨强、人均GDP都存在着显著的相关性（P < 0.01）。通过构建受灾率模型,使之能够更加准确地刻画人口暴露情况。湖北省的极端降水事件在空间上自东南向西北递减,且整体强度随时间变化而增加;湖北省人口总数整体东密西疏,SSP3路径始终高于SSP2;人均GDP分布由武汉向四周递减,随时间快速增长,SSP2路径下的值始终大于SSP3;湖北省极端降水人口暴露度的高值中心,随时间变化向南向东发展,同时由于人均GDP的快速增长,设防水平大幅提升,人口总量减少,暴露总量不断减少,RCP8.5情景下,极端降水人口暴露度和暴露总量始终高于RCP4.5情景,并在未来中期时差距加大.      

RCP情景下未来50年鄱阳湖流域气候变化预估

基于典型浓度下BCC-CSM1-1全球模式1980～2060年逐日平均气温、最高气温、最低温度和降水四要素数据,运用双线性插值法将其降尺度到鄱阳湖流域内79个县市级气象站;利用 1980～2005年逐日气象观测资料,对模式空间模拟能力和时间趋势模拟能力进行分析和评估;再开展鄱阳湖流域未来2011～2060年气温和降水预估分析。结果表明： 1.模式模拟能力较强,不仅空间分布而且时间趋势都模拟的较好;2. 2011～2060年,不同碳排放情景下均呈现升温趋势。在RCP4.5和RCP8.5情景下,升温最快的地区恰好正是流域的高温中心,未来流域高温中心可能进一步加强;3. 未来流域降水总体趋势不明显,年际间波动较大。RCP2.6和RCP4.5情景下平均年降水量相当,RCP8.5情景下年平均年降水量最少,但RCP8.5情景下年代际降水则呈现一个明显的上升趋势,说明在RCP8.5情景下,鄱阳湖流域可能出现一个明显的“热-湿”化倾向。     

CMIP5不同典型浓度情景下中国极端高温的时空变化

基于CMIP5 的5个模式逐日最高温度模拟数据,在RCP2.6、RCP4.5、RCP6.0和RCP8.5情景下,以年高温日、强危害性高温日、热浪日数及高温极值等4个极端高温要素为研究对象,通过多模式集合加权平均预估了未来2011年～2099年间近期(2011年～2040年)、中期(2041年～2070年)和远期(2071年～2099年)不同时段极端高温的时空变化,结果表明：1) 随着排放浓度的增高,4个高温要素值均呈增加趋势,RCP8.5情景下增加最为剧烈;与基期(1981年～2010年)比较,RCP8.5远期(2071年～2099年)高温日数、强危害性高温日数、热浪日数大多增加4～8倍,西北、黄淮海、东南、长江中下游等区域普遍出现了45℃以上高温极值;与基期比较,远期极端高温增加1.2～7.5℃;2) 对于各高温要素值,RCP2.6、RCP4.5中期增幅较大,而RCP6.0、RCP8.5远期增幅较大;3) 4种浓度情景下,各区域高温要素值增量变化差异较大,其中,高温日数、热浪日数在东南区增量最大,其余由大至小为依次为长江中下游区、黄淮海区、西北区、西南区、东北区;而强危害性高温日数、年高温极值则以长江中下游区增量最大,其余由高至低为西北区、黄淮海区、东南区、西南区和东北区.     

基于Holdridge生命地带模型的欧亚温带草原东缘生态样带植被格局变化研究

选取欧亚温带草原东缘生态样带为研究区,根据气象数据和CIMP5气候情景数据,利用Holdridge生命地带模型对研究区植被类型进行模拟,得到研究区植被格局及未来气候变化下植被格局的空间变化.结果表明:Holdridge生命地带模型经指标细化,能够很好地模拟研究区植被类型及其空间分布;在RCP2.6情景下,温性典型草原面积减少,温性荒漠草原面积少量增加,温性草甸草原和泰加林面积增加;在RCP4.5情景下,温性荒漠草原和温性典型草原面积增加,温性草甸草原和泰加林面积减少;在RCP8.5气候情景下,温性荒漠草原和温性典型草原面积增加,温性草甸草原和泰加林面积减少.     

基于气候模式与水文模型结合的渭河径流预测

为预测渭河流域未来时段的径流变化规律,提出了CanESM2气候模式下RCP4.5、RCP8.5两种情景与半分布式水文模型VIC相对接的研究方案。采用气候模式输出的降水、气温等资料作为VIC模型的输入数据,分析未来2020s、2030s、2040s、2050s四个时期渭河流域径流变化规律。计算结果表明:由于未来气温变化幅度较小,故影响水文模型预测值的主导因素为降水变化;两种情景下,未来径流与降水变化规律相同,整体上呈现减少趋势,在四个时期内呈现先减少后增加的趋势。     

Projected change in the relationship between East Asian summer rainfall and upper-tropospheric westerly jet

The authors analyzed the interannual variability in summer precipitation and the East Asian upper-tropospheric jet (EAJ) over East Asia under the Historical and Representative Concentration Pathways Scenarios (RCPs, including RCP4.5 and RCP8.5), using outputs of 17 Coupled Model Intercomparison Project phase 5 (CMIP5) coupled models. The analyzed results indicate that the models can reasonably reproduce relatively stronger interannual variability in both East Asian summer rainfall (EASR) and EAJ. These models can also capture the relationship between the rainfall anomaly along the East Asian rain belt and meridional displacement of the EAJ. Projected results suggest that the interannual variabilities in precipitation along the East Asian rain belt and in the EAJ are enhanced under the scenarios RCP4.5 and RCP8.5 in the 21st century, which is consistent with the previous studies. Furthermore, it is found that the relationship between the East Asian rainfall and the meridional displacement of the EAJ is projected to be stronger in the 21st century under the global warming scenarios, although there are appreciable discrepancies among the models.     

马尾松分布格局对未来气候变化的响应

【目的】分析并预测未来气候变化对马尾松适宜分布范围,探讨影响马尾松潜在地理分布的主要气候因子,为马尾松潜在分布区种质资源管理和保护提供参考与指导。【方法】以中国数字植物标本馆记录的马尾松分布数据为基础,利用MaxEnt模型及地理信息系统ArcGIS 10.3软件探讨马尾松当前地理分布特征及其潜在分布区,并针对代表性浓度路径(RCP) 2.6及RCP 8.5两种气候情景下未来(2050年和2070年)马尾松适宜分布范围及主要气候因子进行分析。【结果】当前马尾松高适生区覆盖的地区主要分布于秦岭—淮河线以南。浙江、福建、江西、湖北西南部、湖南、重庆、四川东南部、贵州北部、广西中部、广东北部等地区为马尾松主要分布区,海南、云南及台湾等地为零星分布区。在未来气候情景下,马尾松适生区向我国北部地区迁移,包括河南西部、山东半岛、辽东半岛、河北东部、山西南部等地区,而在云南南部零星地区不会再有马尾松自然分布。在未来两种气候情景4个条件中,相同RCP情景下,不同年限各适生区之间的差异并不明显,变化趋势大致相同;但相同年限的不同RCP情景对应的各适生区面积变化存在明显区别,RCP 8.5的影响要高于RCP 2.6。影响马尾松地理分布的主导生物气候变量为年均降水量、最干月降水量及平均气温日较差,且降水较温度的影响更大。【结论】未来气候变化将导致马尾松分布范围进一步扩大,新增分布区主要集中于当前分布区北部。应以当前马尾松适生环境为基础,针对当地气候类型、土壤条件等环境因素合理建立保护区,以便马尾松能够顺利适应新环境。     

5个CMIP5模式对低纬高原气温的模拟和预估

利用CMIP5中5个气候模式19612005年的月平均气象要素资料、低纬高原区高分辨的月平均温度格点资料,采用BP神经网络、EOF分析以及多元回归方法对低纬高原地区2006年1月至2099年12月期间的温度进行预估研究.结果表明,各温度模型集合模拟的低纬高原地区未来94年温度在RCP2.6、RCP4.5、RCP8.5 三种排放情景下均呈明显的上升趋势.至2099年,与2005年平均温度相比,RCP2.6排放情景下,温度升高0.9℃,RCP4.5排放情景下,温度升高1.8℃,RCP8.5排放情景下,温度升高3.3℃.     

西江流域气候变化下未来时期降雨的时空变化

珠江流域是岭南地区最大的流域,西江流域为珠江的主要支流.西江流域未来时期年最大降雨与年均降雨的变化会影响未来时期的极端洪水与水资源短缺情况,但是相关研究较少.该研究基于国际多模型比较计划ISIMIP2b数据,对西江流域未来时期年最大降雨与年均降雨进行研究.研究发现,年最大与年均降雨在RCP 8.5与RCP 4.5场景下...     

基于CMIP5全球气候模式的中国典型区域干湿变化分析

基于CMIP5多全球气候模式数值模拟结果,包括空间分辨率0.5°的逐月历史气候数据和RCP2.6、RCP4.5、RCP8.5情景下未来气候变化预估数据,利用潜在蒸散发和降水量构建能够表征地表干湿状况的湿润指数,对中国东部季风区7个典型区1901—2100年干湿变化趋势进行了模拟和分析.结果表明:各分区在1901—2005年湿润指数均呈现下降趋势,其中珠江、长江、淮河流域变化较为平缓,黄河、海河流域和东北地区波动较大.可见在过去的100多年中,东部季风区整体上呈现不同程度的干旱化.在2006—2100年不同温室气体排放情景下,各分区的湿润指数呈现不同程度的波动,除了黄河上游地区湿润指数呈现增长趋势外,其他区域没有明显的变湿趋势.     

Typical severe dust storms in northern China during 1954 —2002

Based on China抯 available daily observation data from 681 national meteorological stations from 1954 to 2002, a time series of typical severe dust storms in northern China is constructed in terms of the weather process, and the temporal and spatial distribution, and their evolution ten-dency is analyzed. The results indicate that there were 223 relatively typical severe dust storms in northern China from 1954 to 2002, among which the event on April 10—12, 1979 had the largest affected area. Closely associated with the geographical distribution of deserts, sandy lands and the tracks of strong cold air outbreaks, severe dust storms mainly occurred in the Tarim Basin, the eastern part of Northwest China and the northern part of North China. The season with the most frequent severe dust storms was spring, in which the frequency accounts for 82.5% in the whole year, while the least occurrence was in summer and autumn. Dur-ing the past 49 years, the highest frequency of severe dust storms occurred in the 1950s and the lowest was in the 1990s with a general descending tendency, but during 2000—2002 the occurrence was relatively increasing. On the average, the duration of severe dust storms was shortest in the 1990s, about 0.5—1 h shorter than that in the other 4 decades.     

Study and case simulation of a regional dust model coupled with a nonhydrostatic dynamics model

A new regional dust model suitable for simulation and forecasting of dust storms over northern China was described. The dust model was developed by coupling the mesoscale dynamics model MM5 (the Fifth-Generation NCAR/Penn State Mesoscale Model) with a set of mass conservation equations for the particles. The model includes all the atmospheric physical processes of dust storms including occurrence, lifting, transport, and dry and wet deposition. It considers the parameterization of dry and wet deposition, the dust size distribution and microphysical processes in detail. The dust flux from the surface is parameterized based on the friction velocity, which is provided by the mesoscale nonhydrostatic dynamics model, which takes account of the vegetation coverage, land use, soil category, and soil moisture. This new dust model is used to simulate the dust storm that occurred on 19--21 March, 2002 in North China. The results show that there is high dust concentration and its movement is consistent with the surface weather record and satellite monitoring images of the observed dust storm. The simulated dust concentration coincides with the observation data of the particulate concentration of PM10 (dust particles smallerthan 10 μm in diameter). The new numerical model also successfully simulates the formation and migration of the dust storm of 6-8 April, 2002 in North China.