基于CAST客观分类的华北平原干热风区划研究

 干热风是影响华北平原冬小麦生长发育及产量形成的重大农业气象灾害之一,本文利用华北平原48个站点1961—2008年逐日气象资料,分析了近50年来各站点的干热风(高温低湿型/雨后青枯型)日数。在此基础上,运用近年来提出的一种新型分区区划方法,即统计检验聚类方法(CAST),对高温低湿型和雨后青枯型2种类型的干热风日数构成的要素场分别进行了分区。结果表明：从地理空间而言,高温低湿型和雨后青枯型干热风日数总体上都呈现中部高南北低的趋势;从时间发生特征而言,除南部个别区域有增加趋势外,高温低湿型干热风日数呈明显的递减趋势,雨后青枯型干热风日数虽然总体也呈下降趋势,但局部呈上升趋势的站点数量多于高温低湿型。CAST分区结果表明,高温低湿型干热风可分为5个区,雨后青枯型干热风可分为4个区。这些分区均合理地反映了以荷载中心为代表的干热风日数随时间和空间的变化,比传统按等值线分区的方法更具优势。干热风的时空分布特征和利用CAST进行的分区为进一步建立干热风监测预警模式奠定了一定的理论和应用基础,并可为当地农业生产决策提供一定的实际指导。     

基于全球模式对中国21世纪夏季高温的变化预估

根据12个全球气候系统模式(GCM)3种排放情景(A2,A1B和B1)下对中国地区21世纪近100 a的夏季平均气温的模拟值,以1971—2000年为基准,计算并分析了该区域未来夏季高温的变化趋势.不同排放情景下各模式的模拟结果不同,且各模式对夏季高温模拟的差异大于对异常高温的模拟.就模式平均而言,A2情景下高温日数最多,A1B次之,B1情景下最少.增长趋势也是A2情景下最快为6.0 d.(100 a)-1,A1B和B1情景分别为5.4和3.4 d.(100 a)-1.对异常高温频次的模拟,B1情景下异常高温频次最多,为8.8 d.a-1,A1B和A2情景下均为8.7 d.a-1,三者之间差距很小.A2情景下异常高温频次增长最快,增长趋势为2.6 d.(100 a)-1,A1B情景下增长略慢,为1.9 d.(100 a)-1,B1情景下增长最慢,仅为1.5 d.(100 a)-1.对3种情景下各模式对高温日数的模拟能力进行了分析,从多方面比较了各模式的模拟能力.     

承德市日光温室气象灾害变化规律的分析

为了分析承德市冬季日光温室气象灾害发生发展规律,利用承德市1971～2017年气象观测站逐日平均气温、最低气温、日照时数和极大风速等观测资料,分析了承德市冬季气温、日照时数、低温日数、寡照日数的变化和主要日光温室气象灾害的变化规律。结果表明:近10年来承德市冬季有变暖的趋势,2017年低温日数与最长低温持续天数分别较1971年减少了49.2%和52.9%;冬季日光温室主要灾害以低温冷害为主,近47年来发生次数逐渐减少;轻度连阴天气象灾害发生次数减少,同时中、重度连阴天气象灾害发生次数增加;低温寡照灾害以轻度灾害发生为主,近年来发生次数呈增加的趋势;大风气象灾害发生次数逐渐增多,2011～2017年年均发生轻、中度灾害分别是1971～1980年的2.0倍和3.7倍。     

承德地区滑雪运动适宜性分析

利用承德市9个国家气象站1991年至2021年逐日气象数据，采用气象统计学、层次分析、GIS空间分析等方法，分析适宜滑雪、适宜造雪、降雪量和气象灾害等日数的时空分布特征，得到承德市滑雪运动适宜性区划。结果表明：年平均适宜滑雪日数围场最多，承德县最少，滑雪黄金期为12月到次年2月，适宜滑雪日数呈东北向西南递减；年平均适宜造雪日数围场最多，宽城最少，适宜造雪日数由北向南递减；明显降雪主要集中在11月至次年3月，整体呈围场、隆化、滦平和兴隆组成的带状区域较大，其他地区较小的分布特征；滑雪气象灾害指数整体呈东南高西北低，丰宁最低，仅为3.4；承德市滑雪适宜性均为一般适宜及以上，其中适宜及以上等级面积约为30 084.5km²，占承德总面积的76.1%，主要包括围场、隆化、丰宁小部、滦平、市区小部、兴隆大部、宽城东部、平泉、承德县北部，其中围场中部为很适宜，面积约为797.1km²。     

未来气候情景下海河流域参考蒸发蒸腾量预估

开展未来气候情景下海河流域参考蒸发蒸腾量的预估研究,揭示流域未来气候变化背景下的水文响应规律,有助于更好地为水资源分配和管理提供科学基础和理论依据.根据海河流域及其周边共40个气象站1961—2010年逐日气象资料,基于FAO Penman-Monteith法计算参考蒸发蒸腾量(RET),通过统计降尺度模型(SDSM)实现HadCM3输出RET数据网格到站点的尺度降解,进而生成未来情景下RET并分析其时空变化规律.结果表明,基于SDSM模型的模拟效果较好,可以用于未来情景下海河流域GCM输出RET的降尺度应用;虽然过去50年流域大部分站点的RET年值呈下降趋势,但SDSM模型预测的未来气候情景下大部分区域却呈增加的趋势,其中H3A2情景下增加量略高于H3B2情景,且随着时间的推移增加量越来越大,以流域西北部边缘区域、滦河上游和下游以及徒骇马颊河流域的增加趋势最为明显,RET减少的区域在2020s时期主要位于流域中部,随着时间的推移逐渐缩小到京津塘地区;RET季节值的变化同样具有很强的时空特性,而除了春季时在流域南部、秋季在2020s时期滦河流域下游和海河北系的东部部分区域、冬季在流域的西南部和东北部RET呈减小趋势外,其余RET则主要呈增加的趋势;同时研究表明未来情景下RET增加主要由温度的上升导致.     

云南楚雄市的发展对气候及气象灾害的影响

以楚雄市气象站1978～2000年的气候资料作为城市气候资料，以楚雄市西郊的南华气象站1978～2000年的气候资料作为郊区气候资料进行对比分析，探讨楚雄市城市的发展对气候及气象灾害的影响，并揭示其变化规律。结果表明，进入20世纪80年代以来，楚雄市热岛效应和干岛效应日趋明显，随着楚雄城市的发展扩大，城区的气温逐渐升高，湿度逐渐减少，降水呈递增趋势，风速呈递减趋势。楚雄市城市发展对主要灾害性天气的影响表现为，城市的暴雨日数呈增多的趋势；大风发生次数逐渐减小，霜冻日数楚雄市区比郊区南华少，且随着城市的发展呈递减趋势。     

1990--2010年神农架林区气候变化特征分析

利用1990-2010年神农架林区国家气象站点的气象数据资料,对林区近21年的平均气温、最高气温、最低气温、雨日数、大雨日数、降水量、干旱指数进行分析．结果表明,近21年神农架林区的平均气温呈上升趋势,以春季最为显著;最高气温趋势与平均气温趋势基本一致,全年、春季、夏季及冬季均呈上升趋势,而秋季最高气温有所下降;最低气温亦呈上升趋势,其中冬季最低气温倾向率低于全年水平,春季、夏季和秋季最低气温倾向率高于全年水平;雨日数及大雨日数均呈增加趋势;降水量全年倾向率为正,春夏2季亦为正,秋冬2季则为负;干旱指数各年均〉1,且有变大的趋势．     

1961-2013年东北区域极端气温的变化特征

为研究东北地区极端气温变化规律,利用1961-2013年最高、最低气温资料,采用线性趋势分析方法,从时间变化、空间分布、发展趋势、指数强度方面对极端气温指数绝对及相对变化的影响等角度分析了我国东北区域极端气温事件的变化规律。结果表明：东北区域冷指数减小,暖指数增大,指数强度越大,其绝对变化越小而相对变化越大;高强度极端气温对温度变化的贡献大于低强度极端气温;高强度极端气温指数变化率增加幅度大于低强度指数,冬季各指数变化率最大;结冰日数、冷昼日数和暖昼日数变化率在东北区域的南北两侧较大;研究时段内,夏季日数、炎热夜数、暖昼日数和暖夜日数增加的幅度不断增大;霜冻日数、结冰日数、冷昼日数和冷夜日数减少的变化率先增大后减小。     

江淮城市群土地利用空间结构的多尺度研究

土地利用空间结构作为土地利用规划学科的核心问题,其多尺度研究对土地利用空间规划有重要参考价值.论文借助多维计量模型和GIS空间分析方法,从多维度、多尺度视角研究江淮城市群土地利用结构的空间分异规律,结果表明:(1)市域尺度上,江淮城市群市域土地利用多样化空间格局整体呈现中西部偏高,南北两侧偏低的递减格局,整体优势度指数偏低,但其空间格局呈现南北两侧高、中间低的异质特征,均匀度处于中等水平,且各地市空间分布格局与其优势度呈显著的负相关分布特征.(2)县域尺度上,江淮城市群土地利用多样化格局整体上呈现沿江地区高、沿淮地区低、江淮之间居中的空间分布特征,集中化指数空间格局由西北部向东南部呈现递阶下降的分布特征.与市域尺度相比,整体优势度较为明显,且各县区呈现以沿江低优势度指数地区为轴线,以霍邱县、寿县和石台、铜官山区等高优势度指数地区为两翼的非对称性"凹"字型空间分异特征.     

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。     

Analyses on the climate change responses over China under SRES B2 scenario using PRECIS

The global climate has been altered by the anthro- pogenic forcing due to greenhouse gases (GHGs) emis- sions. It is pointed out in the Third Assessments Report (TAR)[1] of Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) in 2001 that over the 20th centur…     

洮儿河流域平原区气候变化情景下浅层地下水水位动态响应分析

利用研究区降水、气温、地表水径流和地下水埋深数据,使用Mann-Kendall非参数检验法,分析水文气象要素变化趋势,结合研究区水文地质概况,建立地下水数值模型,对未来气候变化下的地下水水位动态进行预测．结果表明:研究区地下水埋深呈显著增加趋势,降水量增加不显著,气温呈升高趋势,地表径流显著减少;通过建立的Visual MODFLOW模型,对基准情景（基准期平均降水量条件）和3种气候情景（SSP126、SSP245、SSP585）下研究区未来地下水位进行预测:基准情景和3种气候情景下研究区北部浅层地下水埋深持续增加,南部地下水埋深有所减少;3种气候情景下地下水埋深均大于基准情景下地下水位埋深．      

Analyses of the predicted changes of the global oceans under the increased greenhouse gases scenarios

A new climate model (ECHAM5/MPI-OM1) developed for the fourth assessment report of the Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) at Max-Planck Institute for Meteorology is used to study the climate changes under the different increased CO2 scenarios (B1, A1B and A2). Based on the corresponding model results, the sea surface temperature and salinity structure, the variations of the thermohaline circulation (THC) and the changes of sea ice in the northern hemisphere are analyzed. It is concluded that from the year of 2000 to 2100, un- der the B1, A1B and A2 scenarios, the global mean sea surface temperatures (SST) would increase by 2.5℃, 3.5℃ and 4.0℃ respectively, especially in the region of the Arctic, the increase of SST would be even above 10.0℃; the maximal negative value of the variation of the fresh water flux is located in the sub- tropical oceans, while the precipitation in the eastern tropical Pacific increases. The strength of THC de- creases under the B1, A1B and A2 scenarios, and the reductions would be about 20%, 25% and 25.1% of the present THC strength respectively. In the north- ern hemisphere, the area of the sea ice cover would decrease by about 50% under the A1B scenario.     

Simulation of the future change of East Asian monsoon climate using the IPCC SRES A2 and B2 scenarios

In this paper, we applied the newest emission scenarios of the sulfur and greenhouse gases, i.e. Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) Special Report on Emission Scenarios (SRES) A2 and B2 scenarios, to investigating the change of the East Asian climate in the last three decades of the 21st century with an atmosphere-ocean coupled general circulation model. The global warming enlarges the land-sea thermal contrast and, hence, enhances (reduces) the East Asian summer (winter) monsoon circulation. The precipitation from the Yangtze and Huaihe river valley to North China increases significantly. In particular, the strong rainfall increase over North China implies that the East Asian rainy area would expand northward. In addition, from the southeastern coastal area to North China, the rainfall would increase significantly in September, implying that the rainy period of the East Asian monsoon would be prolonged about one month. In July, August and September, the interannual variability of the precipitation enhances evidently over North China, meaning a risk of flooding in the future.     

Ecosystem vulnerability of China under B2 climate scenario in the 21st century

This paper applies climate change scenarios in China based on the SRES assumptions with the help of RCMs projections by PRECIS （providing regional climates for impacts studies） system introduced to China from.the Hadley Centre for Climate Prediction and Research at a high-resolution （50 kmx50 km） over China. This research focuses on B2 scenario of SRES. A biogeochemical model ＂Atmosphere Vegetation Integrated Model （AVIM2）＂ was applied to simulating ecosystem status in the 21st century. Then vulnerability of ecosystems was assessed based on a set of index of mainly net primary production （NPP） of vegetation. Results show that climate change would affect ecosystem of China severely and there would be a worse trend with the lapse of time. The regions where having vulnerable ecological background would have heavier impacts while some regions with better ecological background would also receive serious impacts. Extreme climate even would bring about worse impact on the ecosystems. Open shrub and desert steppe would be the two most affected types. When the extreme events happen, vulnerable ecosystem would extend to part of defoliate broad-leaved forest, woody grassland and evergreen conifer forest. Climate change would not always be negative. It could be of some benefit to cold region during the near-term. However, in view of mid-term to long-term negative impact on ecosystem vulnerability would be enormously.     

Impact of climate change on streamflow in the Xitiaoxi catchment, Taihu Basin

The impact of climate change on streamflow in the Xitiaoxi catchment is assessed by using VIC (variable infiltration capacity) model coupled with PRECIS (providing regional climate for impacts studies). Results show that the VIC model is adaptable for the study area. Both deterministic coefficient and Nash-Suttcliffe efficiency coefficient are greater than 0.75, with a good agreement between observed and simulated discharge. The runoff will increase in the future, especially during flood seasons. The magnitude of floods in the future (2021–2050) under A2 and B2 scenarios will be greater than that during the baseline period (1961–1990), but it may not exceed that during the 1990s.     

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。     

未来气候变化情景下我国粮食供需平衡风险研究

“粮食供需平衡风险”定义为未来气候变化对我国粮食供需的影响程度。基于IPCC 排放情景特别报告(SRES)中B2情景气候条件下的我国粮食生产模拟结果, 构建该框架下我国粮食消费分析情景, 最终建立以自给粮食供应程度为核心的粮食供需平衡风险标准。借助GIS空间分析技术, 探讨县域尺度上近期、中期和远期的气候变化将会给我国粮食供需平衡带来怎样的风险局面。结果表明气候变化将会在一定程度上加剧我国的粮食供需平衡形势。3个时段内, 粮食供需风险局面严峻形势由高到低排序: 中期>远期>近期。具体地, 中期面临的供需风险的县市比例高达66.99%, 其中中风险和高风险区域范围最广, 两者所占比例高达29.5%; 近期风险形势相对较为缓和, 上述比例降低到25.54%, 其中高风险县市比例较低约为10.72%, 中风险约为14.82%; 在空间格局上, 黄淮海区、黄土高原区、西南区以及青藏区的东缘面临的风险形势相对较为严峻, 东北区、甘新区以及内蒙及长城沿线区则相对较为良好。     

Projected changes in climate extremes over China in the 21st century from a high resolution regional climate model (RegCM3)

Based on a consecutive simulation of the 21st century conducted by RegCM3, changes in climate extremes over China are investigated, following abasic validation of the model performances in simulating present climate. The model is one-way nested within the global model of CCSR/NIES/FRCGC MIROC3.2_hires. A total of 150-years (1951-2100) transient simulation is carried out at 25 km grid spacing under the IPCC SRES A1B scenario. The indices of the extremesincludes SU (summer days), FD (frost days), GSL (growing season length) for temperature, SDII (simple daily intensity index), R10 (no. of days with precipitation 10 mm/d), and CDD (consecutive dry days) for precipitation. Results show that the model can reproduce both the spatial distribution and the values of the present day annual mean temperature and precipitationwell, and it also shows good performances in simulating the extreme indices. Following the significant warming, the indices of SU and GSL for warm events will increase while the indices of FD for cold events will decrease over China. Heavy precipitation events as measured by SDII and R10 show an general increase over the region, except the decrease ofR10 in the Northeast and central Tibetan Plateau andless change or decrease of it along the middle and lower reaches of the Yangtze River. Decrease of drynessas measured by CDD over northern part of China while increase of it over the Tibetan Plateau, Sichuan Basin and other places in southern China are simulated by the model. This leads to the less change of the regional mean CDD in the time series in the 21st century unlike the other indices, which show clear trend of change following the time evolution.     

气候变化对中国农业的影响

 在全球气候变化背景下,中国的气温不断增高,近50年中国年平均地表气温增加了1.1℃,明显高于全球;降水变化趋势不明显,年代际波动较大,也存在明显的地区差别;极端天气气候事件不断增多。未来气候变化情景,预计中国北方增温幅度高于南方,青藏高原增温最明显,年降水量增加显著区域为华北、西北及东北地区,长江中下游沿岸及其以南地区有小幅度增加。气候变暖将使粮食作物水稻、玉米和小麦的生育期缩短,产量下降;有利于棉花生产,能提高北方棉花产量和品质;三熟区面积将扩大约22.4%,一熟区面积约缩小23.1%,作物种植结构和作物品种的布局将发生变化;主要农作物病虫害呈加重趋势;对温带和寒带的家畜生长是有利的,对热带和亚热带家畜和牧草生长不利;中国四大海区主要经济鱼种的产量和渔获量有不同程度的降低;气候变暖将使中国各类自然植被发生明显北移,土地荒漠化危害范围加大,土壤肥力下降,并增加农业灌溉的需水量,农业水资源供需矛盾加剧。中国农业应对气候变化包括减缓和适应两个方面,应减缓和适应并重。