统计降尺度法分析太湖流域未来气候变化情景

大气环流模型(GCMs)预测的气候变化情景,需通过降尺度处理得出区域尺度上未来气候变化的时空分布信息,才能满足气候变化对资源、环境和社会经济等影响进行评估的需要。本文简单介绍了目前降尺度模式的研究现状,重点分析了统计降尺度的优缺点及适用性,并应用太湖流域7个气象站点基准期(1961年～1990年)日最高气温和最低气温实测资料,对统计降尺度模型(SDSM)进行率定和验证,确定模型应用的预报因子变量,建立未来3个时期(2020s、2050s和2080s)的气温变化情景。结果表明,SDSM模型对于太湖流域日最高气温和最低气温的模拟效果较好,可以很好地模拟太湖流域未来的气温变化。与基准期相比,A2、B2情景下,太湖流域未来3个时期的日最高和最低气温变化情景都表现出明显的上升趋势,且随时间推移增幅明显增大;流域未来3个时期气温的季节变化较为明显,其中冬季增温最显著,秋季次之,春季和夏季变化相对较小。分析成果可为太湖流域未来气候变化情景的构建提供科学依据,以期为决策支持部门提供参考。     

胶州湾地区近50年气候变化特征分析及未来趋势预估

利用胶州湾地区7个气象站点逐日气温和降水观测资料以及MIROC3.2_hires-RegCM3模式输出结果分析了胶州湾地区1959年-2008年气候变化特征以及2011年-2030年该地区的气候预估结果。研究表明：①近50a,胶州湾地区年平均气温升高了1.65℃,线性增温率为0.33℃/10a,高于同期全国平均增温速率...     

基于统计降尺度模型的博斯腾湖流域未来气温和降水变化趋势分析

SDSM统计降尺度模型是解决空间尺度不匹配问题的有效工具,它使气候变化响应研究得以在区域尺度上展开。本文将SDSM模型应用于博斯腾湖流域分析它的适用性,并对流域未来气温和降雨的变化趋势进行了预测。以日平均气温、最高气温、最低气温和日平均降雨量为预报量,选取合适的NCEP大气环流因子为预报因子,建立预报量与预报因子间的回归关系。利用1961年-1990年、1991年-2001年的实测数据和NCEP大气变量分别对SDSM模型进行率定和验证,效果较好。把HadCM3输出的A2、B2情景下的大气环流变量作为模型输入变量,模拟流域未来3个时期(2020s、2050s和2090s)的气温和降水变化。结果显示,流域未来日平均气温、最高气温和最低气温都呈现明显上升趋势,升高幅度为:日最高气温日平均气温日最低气温,且A2情景下气温增幅略大于B2情景;冬季气温增幅最小,夏季增幅最大;与全国降水的增加趋势不同,博斯腾湖流域未来的年降水量呈现明显减少趋势。分析结果可为博斯腾湖流域开展气候变化的水文响应研究以及气候变化的适应性研究提供科学依据。     

海河流域基于多模式的未来气候变化趋势

根据国家气候中心提供的7个气候模式在3种RCP排放情景的情景资料,分析了海河流域未来30~50年气候的可能变化趋势。结果表明,海河流域未来气温将持续升高,RCP26、RCP45和RCP85情景下的线性升率约为(0.07~0.59)℃/10a、(0.18~0.45)℃/10a和(0.33~0.65)℃/10a。未来降水变化具有较大的不确定性,与基准期(1961-1990年)相比,未来海河流域降水可能呈现增加趋势,3种排放情景下2021-2050年降水量较基准期分别增加3.4%、6.8%和3.4%左右。在季节分配上,冬春季节气温升幅较大,春夏季节升温幅度相对较小;非汛期降水的相对变化幅度大于汛期的相对变化幅度。在空间分布上,升温幅度自南向北依次递增;降水变化幅度自西北向东南递减。     

黄河源区未来气候变化的水文响应

借助大气环流模式（GCMs）进行区域气候影响评价往往受气候模式的分辨率限制,缺少对应尺度的气候情景,目前一般的做法是通过降尺度方法弥补GCMs气候情景的不足。本文集成GCMs输出数据、降尺度模型和分布式水文模型SWAT（Soil and Water Analysis Tool）建立了气候-陆面单向连接系统。将未来气候情景（日降水量、最高和最低气温情景）,输入到SWAT模型模拟径流,重点预测评估黄河源区未来不同时期的径流变化情况,并分析讨论气候变化情景下径流深的空间分布及响应。其结果表明,SWAT模型可以较好地模拟黄河源区的流量过程,未来气候变化对黄河源区径流量变化影响很大,而且不同的降尺度情景对模拟结果会产生不同的影响。统计降尺度（SDS）情景模拟表明,黄河源区未来径流量的减少趋势不可避免,未来3个时期（2020s、2050s和2080s）将分别减少88.61m³/s（24.15%）、116.64 m³/s（31.79%）和151.62m³/s（41.33%）,而Delta情景下研究区年平均流量变化相对较小,与基准期相比未来2020s和2050s分别减少63.69m³/s（17.36%）和1.73m³/s（0.47%）,而2080s将增加46.93m³/s（12.79%）。     

RegCM3 模式对中国近10 年来气温变化的模拟实验及检验

利用区域气候模式RegCM3模拟了2000年-2009年全国的气温及其变化,并通过地面气象观测资料对模拟结果进行了初步检验和分析。结果表明：模式总体上能模拟出全国的气温分布、梯度变化以及较为明显的高温中心,对中东部地区的模拟效果优于西部的青藏高原、新疆等地区。代表性气象站点2005年-2009年较2000年-2004年气温变化趋势的观测结果与模拟一致,模式具有一定的区域气候变化模拟能力。利用各区域气象站观测资料对模拟结果进行检验,进一步模拟出气温的年度和季节变化,对东北和华北的模拟效果优于其它地区,但模式对气温的模拟存在系统性偏低现象,特别是北方地区的高温季节、西南-长江流域一线的低温季节气温偏低较为明显。在全球气候变化背景下极端气候事件频繁发生,因此未来对模式模拟性能会有更高要求,在提高模式分辨率、改进模式物理化学机制,以及使用更多的地面观测资料等方面需要进一步深入研究。     

桦南县30a气温和降水的气候变化分析

本文就桦南气象站自1980～2009年,30a的温度与降水资料进行统计分析,得出气候变化特征,全面认识和了解本地气候变化规律,对桦南县农业生产、能源利用、环境保护等方面都具有一定指导作用。     

SRES情景下青藏高原生态功能保护区水源涵养功能的变化研究

预估分析未来水源涵养功能对气候变化的响应,对制定适应气候变化策略和措施具有科学指导意义.本文以青藏高原国家级生态功能保护区水源涵养功能为研究对象,利用SRES A2和B2 情景下区域气候模式的气候情景数据,通过改进的LPJ动态植被模型,模拟了1981-2100年生态功能保护区水源涵养功能对气候变化的响应.通过分析未来近期、中期和远期研究区水源涵养功能相对基准时段(1981-2010年)的动态变化,结果表明未来SRES情景下,研究区总体上水源涵养功能在近期以增强为主,主要受降水量增加的影响;而未来中期和远期水源涵养功能受水分实际蒸散增加的影响而减弱的可能性则更大,并随着增温幅度增加而减弱程度加强.     

察隅县近32年气候变化情况的简要分析

运用察隅县1980~2010年月、年平均气温、年平均最高(低)气温、年极端最高(低)气温、月、年降水量、月、年平均风速,1970~2010年月、年日照时数等资料,分析该县近32~42年的气候变化特征。得出气温变化均呈上升趋势、降水量变化呈下降趋势、日照时数呈减少趋势、风速呈减小趋势,察隅地处藏东南,海拔相对较低,日照适中、热量充足、降水充沛,这些有利的气象因子非常适合多种农作物的生长,这样的气候对本地的生态环境和农牧业生产和经济的发展都是有利的,因此察隅成为西藏的主要农作物产区。     

基于统计降尺度技术的精细化温度预报

利用2006年4-9月NCEP/NCAR提供的1°＊1°6小时一次的分析资料以及江苏省气象台提供的相应时段南京地区28个自动站的气温观测资料,采用线性回归和卡尔曼滤波相结合的方法,对该地区进行温度的精细化预报试验。预报结果表明：该统计降尺度方法用于南京地区精细化预报的制作是可行的,其预报结果具有较好的使用价值和参考价值。     

黑河流域气候变化的水文水资源效应

利用4个典型气象站近50年的气温降水资料,分析了黑河流域的气候变化特征。在近50年当中,黑河流域的气候发生了显著的变化,主要表现在气温的升高和降雨量的增加。黑河流域气温的升高十分显著,其升温率远远大于同期北半球的平均升温率,尤其是近几年来增温幅度之大是几十年来所罕见的;降水量的增加虽然没有气温增加那么明显,但总的趋势是增加的。在此基础上,进一步分析了黑河流域气候变化对区域水文水资源的影响,主要表现在:①气候变暖造成了上游山区冰川的不断萎缩和雪线的持续升高,尤其是最近两年间,冰川为较大的负平衡,出现强烈亏损;②由于黑河上游山区夏季降水量的增加和冬春季气温的升高,黑河流域各出山口流量近60年来是趋于增加的,尤以莺落峡水文站最为显著;③在走廊平原区,温度上升造成农业消耗水量的增加,温度每上升1℃,可使水资源消耗量增加2.979×108m3/年左右;④变暖也造成了河湖水质的不断恶化。黑河和下游湖泊水体的矿化度逐年升高。     

气候变化对地表水资源可利用量影响的不确定性分析

气候变化影响的研究成果在水工程设计和水资源规划管理中的直接应用和推广面临不确定性问题的挑战.本文以汉江上游流域为例,对比分析了气候变化对河川径流影响的研究成果,指出没有考虑气候变化对流域下垫面条件的影响是导致径流量预测存在不确定性的主要因素之一.根据气候变化对径流量影响的研究成果,采用扣损失法计算汉江上游流域的地表水资源可利用量,通过对比分析发现,由于没有考虑气候变化对生态需水、汛期洪水等因素的影响,使得气候变化对地表水资源可利用量影响的评价也存在较大的不确定性.因此,针对主要涉及的气候要素模拟的可靠性,以及对径流影响因素和相关规划要素对气候变化的响应进行全面评价,是水工程设计和水资源规划管理中应用气候变化研究成果的重要保障.     

中国东部冬季气温和降水的气候变化特征分析

利用中国东部1951年-2007年冬季气温、降水资料及NECP/NCAR再分析资料、NINO3-4区海温资料、欧亚纬向风指数和南方涛动指数,采用气候统计诊断方法,探讨了中国东部3个气候带(热带、副热带和温带)冬季气温和降水的变化特征及与大气环流和海温的关系。结果表明:过去57年间,中国东部热带、副热带和温带冬季平均气温、平均最高和最低气温均有不同程度的增加趋势,其中温带地区增温最为显著而热带地区增温幅度最小。3个气候带冬季降水量的变化趋势都不明显,但≥0.1mm降水日数呈下降趋势。副热带地区≥5.0mm降水日数显著增加,而热带和温带变化趋势不明显。3个气候带冬季平均气温、最高气温和最低气温与西伯利亚高压指数、东亚冬季风强度指数和欧亚纬向风指数显著相关,大气环流和海温与各气候带≥5.0mm降水日数的相关性好于与≥0.1mm降水日数的相关性。     

气候变化与空气污染的互馈集成系统设计

开展气候变化与空气污染之间的反馈响应研究对于有效控制大气污染与温室气体排放、应对气候变化具有十分重要的意义。本文将区域气候模型和空气质量模型有机结合,提出模型互馈集成框架结构,描述了集成中空间与时间尺度问题。将互馈集成系统总体逻辑结构划分为五个层次,即数据层、模型层、集成层、应用层和结果层。介绍了区域气候模型与空气质量模型之间的数据集成接口和功能集成接口。设计并开发了气候变化与空气污染的互馈集成系统,利用该系统可以有效模拟和预估未来区域气候变化的情况,发现空气污染与区域气候变化之间的关系。     

人类活动和气候变化对石羊河流域水资源的影响——基于主客观综合赋权分析法

人类活动和气候变化对水资源的影响已为众多科学家关注。二者的影响谁起主导作用,贡献率究竟有多大,这是本文研究的重点。本文采用基于＂功能驱动＂原理的主观赋权法和基于＂差异驱动＂原理的客观赋权法,计算出了人类活动和气候变化对水资源影响的贡献率,最终采用综合集成赋权法计算了二者的权重系数。结果表明：①气候变化和人类活动对石羊河流域水资源的影响权重系数分别为52.63%和47.36%,这表明气候变化因子对水资源的影响要大于人类活动因子对水资源的影响;②气候变化对水资源的影响在流域内部存在差异,其主要表现在：中游地区的气候因子对水资源的贡献率最大,是区域内水资源对气候变化最真实的反映;上游地区由于积雪的消融和积累过程使得气候因子的贡献率较小;下游地区受降水效率和可供蒸发水量的限制贡献率也较小。     

大连市气候变化适应度评价

选取大连市1960年-2009年月平均气温和降水量资料,运用线性倾向估计和Morlet小波分析探讨了近50a大连市气候变化特征,表明50a来年均气温显著上升,其中冬、春季的增幅最大,降水量总体上呈下降趋势,基本经历了＂减少-增加-减少-增加＂的变化过程。在此背景下,根据系统之间的动态耦合原理,选取社会、经济、农业和资源环境系统作为大连市气候变化适应度的评价子系统,利用主成分分析法,确定2000年-2009年气候系统与评价系统的综合发展水平,然后运用模糊数学中的隶属度函数,判定大连气候变化的适应度。结果表明：2000年-2009年大连市气候系统的综合发展水平波动性较大,但总体上处于上升态势,评价子系统的发展水平也显著提高,而且两者具有明显的阶段性特征;2000年-2009年大连市气候变化的适应度总体上呈微弱的下降趋势,尤其是从2007年开始,下滑程度较大。     

黄土高原半湿润区玉米生长发育及产量形成对气候变化的响应

利用黄土高原半湿润区西峰农业气象试验站玉米生长发育观测资料、加密观测和对应平行气象观测资料,分析气候变化对玉米生长发育的影响,以及玉米穗干重生长与气象条件的关系。结果表明,1951-2010年,试验区逐年降水量呈波动变化,20世纪90年代降水量较其他年代为最少。降水量序列3a、8a的周期变化特征明显。试验区逐年气温为上升趋势,逐年气温序列线性拟合气候倾向率为0.325℃/10a。逐年作物生长季干燥指数显著上升,逐年干燥指数序列线线性拟合气候倾向率为0.051/10a,进入20世纪70年代,试验区气候暖干化特征明显。气候变暖使玉米拔节－成熟期提前(5~6)d/10a,全生育期缩短。玉米穗干重在播种102 d后,从缓慢生长期转为迅速生长期,在播种129 d后,又从迅速生长期转为缓慢生长期,玉米穗的干物质积累最大速率出现在播后115d左右。气候变暖使玉米大部分生育期可利用热量资源充裕,玉米产量形成对抽雄－开花期气温变化十分敏感,大部分时段气温对玉米产量形成呈负效应。气温变化的影响函数与降水量变化的影响函数表现为反相位特征。在玉米成熟期,降水对产量的影响为负效应,其余生育期降水的影响为正效应,玉米产量形成对三叶－拔节期降水变化十分敏感。灌浆－成熟期光照对玉米产量形成呈显著的正效应。     

气候变化对中国农业气候资源的影响

气候变化将对我国的农业气候资源产生重要影响,评估其潜在影响可为制定未来农业区域发展和应对气候变化策略提供科学依据。本研究基于区域气候模式PRECIS在IPCC SRES A2和B2情景下21世纪末期（2071年-2100年）的气候预估数据,利用农业生态地带模型AEZ（Argo-ecological Zones）模拟气候...