RCP4.5情景下四川省猕猴桃溃疡病菌适生性分析

分析RCP4.5情景下猕猴桃溃疡病菌在四川范围内的适生性,旨在为猕猴桃种植区划和科学风险评估、监测、预防猕猴桃溃疡病提供参考。选用MaxEnt模型(the maximum entropy model),结合ArcGIS(geographic information system)软件,预测猕猴桃溃疡病致病因子在四川的潜在适生区面积及质心位移变化。利用ROC曲线对模型模拟的准确度进行评价,训练数据和测试数据AUC值均高于0.9。到21世纪80年代,高适生区和低适生区面积在RCP4.5情景下较当前情景下分别增长75.51%和334.75%,而中适生区面积减少25.45%,不同适生区质心位置和迁移规律均有所不同,但总体上均向西北移动。研究虽不能涵盖所有影响猕猴桃溃疡病菌分布的环境因素,但病菌及寄主的分布很大程度上是由气候因子决定。     

基于CMIP5模式集合预估21世纪中国气候带变迁趋势

本文选用耦合模式比较计划第五阶段（CMIP5）数据,结合英国东英吉利大学气候研究中心（CRU）气温和降水资料,分析了中国20世纪末期气候带分布;以此为基础,模拟并分析了RCP2.6和RCP8.5两种情景下中国21世纪中期和末期气候带的变迁趋势。结果表明：CMIP5模式集合数据能较好地模拟出中国区域气温和降水空间分布形态,CRU分析资料描述的气候带分布与柯本气候分类吻合较好。21世纪中期、末期与20世纪末期相比,RCP2.6情景下,气候类型及分布变化并不显著,RCP8.5情景下,热夏冬干温暖型分别增加了28.2%（中期）、86.9%（末期）,草原气候分别增加了24.1%（中期）、49.4%（末期）。热夏冬干冷温型到21世纪末期有明显的增加,但苔原气候和沙漠气候类型所占比重减少。     

未来气候变化对湖北省钉螺潜在分布的影响

利用最大熵模型,结合地形、植被、气象等环境因子,模拟了湖北省钉螺在基准期（1986-2005年）的分布,预测了RCP2.6、RCP4.5、RCP8.5这3种未来情景下2021-2040年、2051-2070年和2081-2100年湖北省钉螺潜在分布风险。结果表明,基于主导环境因子建立的最大熵模型的受试者工作特征曲线（ROC）下的面积（AUC）平均值达到0.894±0.024,可用于未来气候变化情景下湖北省钉螺的潜在分布研究。3种排放情景下钉螺潜在分布低、中风险区范围相对基准期分别扩大了4.5%和1.6%,无风险区范围缩小了9.3%;伴随着未来可能的气候变化,钉螺潜在分布中、高风险区向北移动。     

未来气候变化背景下我国橡胶树寒害事件的变化特征

利用1981—2010年历史气象数据和2031—2060年（RCP2.6和RCP8.5）气候情景数据,根据橡胶寒害等级指标,结合插值分析、提取分析和地图代数等空间分析方法,研究在未来气候情景下我国橡胶树寒害事件的变化特征。结果表明：(1) RCP2.6和RCP8.5气候情景下2031—2060年我国橡胶种植适宜区基本呈现寒害发生降低的趋势,其中次适宜区（III）和局部可植区（IV）的降低幅度较为明显,有向高一等级适宜区转化的趋势。(2)我国橡胶树寒害中心的纬度,由1981—2010年的22.5°~23.5°N向北移动至2031—2060年RCP2.6情景下的24.0°~24.5°N和RCP8.5情景下的23.5°~24.0°N。(3) 2种气候情景下,2031—2060年我国海南、广西、广东、福建等植胶区橡胶树寒害发生概率（较基准时段1981—2010年）主要呈现降低趋势,云南植胶区在2种气候情景下有明显的差异,表现为RCP2.6情景下,轻度和特重寒害呈现降低趋势,中度和重度寒害呈现增加趋势;RCP8.5情景下,轻度和重度寒害呈现降低趋势,中度和特重寒害呈现增加趋势。(4)对比2种气候情景较基准时段的变化情况,RCP2.6情景对橡胶树轻度和特重寒害影响较大,RCP8.5情景对橡胶树中度和重度寒害影响较大。     

未来气候变化对云南柠檬气候适宜性的影响

气候变化影响柠檬生长、产量和品质，本文利用云南省125个国家气象站1981—2018年,月平均气温、月平均降水量、月日照时数，进行基准年代下云南柠檬气候适宜性分区；采用RCP2.6、RCP4.5、RCP8.5气候情景模式，研究2021—2030年、2031—2040年、2041—2050年云南柠檬气候适宜区的变化，探讨未来气候变化背景下，云南柠檬气候适宜性变化，以期对柠檬产业布局、规划、引种提供科学的指导。结果表明：21世纪中叶，RCP2.6情景下柠檬最适宜种植区增加了3成左右，RCP4.5情景下柠檬最适宜种植区增加了5成左右，RCP8.5情景下柠檬最适宜种植区增加了9成左右。但由于受降水因子的限制，中度适宜区到2041—2050年开始缩减，总的可适宜种植区（高度适宜区+中度适宜区）基本趋于稳定，这将给柠檬在云南的种植发展提供广阔空间。     

1981—2010年内蒙古气温变化特征及未来趋势预估

基于8 km气温栅格数据、全球模式（BCC_ CSM1.1）驱动区域模式RegCM4得到的RCP8.5和RCP4.5情景数据,采用时段对比分析、线性趋势分析等方法,研究了内蒙古地区气温变化特征及未来演变趋势。结果表明：从1981年到2010年,内蒙古地区气温显著上升,平均升速为0.49 ℃·10a-1,且最高气温升速略高于最低气温升速;升温幅度阶段性明显,全区1980s至1990s平均气温上升0.65 ℃,而1990s至21世纪初仅增温0.30 ℃;三大草原间年均气温年代际变化规律一致,但总体上草甸草原升温速率最小,而荒漠草原升温速率最大。与基准时段（1981—2010年）相比,全区年平均气温RCP4.5情景下在2020s、2030s和2040s分别增加0.92 ℃、1.27 ℃和1.78 ℃,而RCP8.5情景下分别增加1.39 ℃、1.56 ℃和2.07 ℃,RCP4.5与 RCP8.5情景下典型草原增温幅度均最为突出。     

2℃全球变暖背景下青藏高原平均气候和极端气候事件变化

利用CMIP5耦合模式RCP2.6、RCP4.5和RCP8.5情景预估结果,以1890一1900年为基准气候,确定了2℃全球变暖时间、对应时期青藏高原平均气候和极端气候事件变化幅度,多模式集合平均结果表明:RCP2.6、RCP4.5和RCP8.5情景下2℃全球变暖分别发生在2063年、2040年和2036年;对应着2℃全球变暖,三种情景下青藏高原平均气温分别升高2.99℃、3.22℃和3.28℃,均超过全球2℃的升温水平;年降水量亦增加,分别增加8.35%、7.16%和7.63%。受气温升高和降水量增多影响,RCP4.5情景下霜冻日数、冰封日数减少,暖夜日数、暖昼日数增多;RCP4.5情景下中雨日数、强降水量、降水强度均增加,持续干期天数减少。从各地平均气候和极端气候事件变化结果来看,柴达木盆地是青藏高原气候变化的敏感区。     

RCPs情景下珠江流域气候变化预估分析

针对珠江流域,分析了在全球气候模式（BCC_CSM1.1）驱动下,区域气候模式RegCM4进行的中国区域气候变化模拟中,珠江流域在RCP4.5和RCP8.5温室气体排放情景下,未来2010—2099年的气候变化。结果表明,RegCM4对珠江流域气候特征具有很强的模拟能力。未来RCPS情景下珠江流域气温将持续增大。与参照时段（1980—1999年）相比,RCP4.5和RCP8.5情景下的年平均温度在2020s分别增加0.7 ℃和0.8 ℃,2050s分别增加1.0 ℃和1.6 ℃,2080s分别增加1.6 ℃和2.9 ℃。而未来年降水并未表现出显著的变化趋势,但不同情景、不同地区预估的降水呈现不同的变化趋势。RCP4.5情景下,流域降水2020s将减少4.3%,2050s和2080s将分别增加0.7%和0.1%;RCP8.5情景下,未来不同时段流域降水均呈减少趋势,2020s、2050s和2080s分别减少1.7%、2.9%和0.2%,表明降水预估具有更大的不确定性。两种排放情景下未来降水在东南沿海增加、西北部减少,变化率为±8%。此外,两种排放情景下未来珠江流域的日平均温度统计特征发生改变,揭示未来高温事件可能增加,同时,大雨级别以上的降水发生频率增加,可能导致洪涝事件增加。      

基于CMIP5和RegCM4模式的内蒙古气候变化模拟评估及未来RCPs情景预估

文章利用CMIP5全球气候模式和RegCM4区域气候模式模拟的内蒙古降水量和平均气温的逐月数据,分别将2个气候模式1961—2005年的模拟结果与实际观测值进行对比,综合评估2个气候模式对内蒙古降水量和平均气温的模拟能力,并预估分析3种RCPs情景下2021—2100年内蒙古未来降水量和平均气温的可能变化特征。结果显示:CMIP5模式对年降水量模拟效果优于RegCM4模式,而RegCM4模式对年平均气温的细节模拟更具有优势,总体上CMIP5模式对内蒙古降水量和平均气温均具有良好的模拟能力。未来80年内蒙古气候呈暖湿变化趋势,其中RCP8.5情景增幅最大,年降水量和年平均气温分别增加了21.6%和5.3℃,RCP4.5情景次之,RCP2.6情景增加趋势不明显。四季和各年代的降水量和平均气温也一致呈增加趋势,其中冬季降水量增幅最大,最大可达22.15%,秋季平均气温在RCP2.6和RCP4.5情景下增幅最大,分别为1.50℃和2.22℃,冬季平均气温在RCP8.5情景下增幅最大,为3.67℃;RCP2.6情景下,年降水量和年平均气温分别在21世纪60年代和40年代增幅最大,分别为8.12%和1.57℃,而RCP4.5和RCP8.5情景下则均在21世纪90年代增加幅度最大,最大分别可达18.52%和5.80℃。     

海洋的变化及其对生态系统和人类社会的影响、风险及应对

IPCC《气候变化中的海洋和冰冻圈特别报告》评估了全球和区域海洋的气候变化及其对生态系统和人类社会的影响、风险及应对措施。结果表明,近几十年来,海洋的物理和化学性质发生了明显变化,如升温、酸化、脱氧和营养盐减少等气候致灾因子（事件）的危害（险）性不断加剧（高信度）。这种变化正在影响从上层到底层的海洋生态系统和人类社会的可持续发展,如海洋初级生产力的下降、物种地理分布的变迁、渔业资源潜在渔获量的下降以及食品供应的减少（高信度）。在气候变化与非气候人为干扰因素的综合影响下,随着温室气体排放的增加（从RCP2.6到RCP8.5情景）,到21世纪末,几乎所有类型的海洋和海岸带生态系统将处于高或很高的风险水平（高信度);其中,暖水珊瑚礁生态系统尤其严重,如果全球升温1.5℃和2℃,将分别消失70%~90%和99%以上（很高信度）。然而,当前多种减缓气候变化的海洋应对措施的作用较小,有的可能带来生态危险,而许多降低气候风险的海洋适应措施的作用也很有限,特别是在RCP8.5情景下的作用更小;未来海洋生态系统的风险水平在RCP2.6情景下均低于RCP8.5情景（很高信度)。因此,这凸显了减缓气候变化尤其是减缓和适应气候变化综合治理的重要性。     

Impact of climate changes over the extratropical land on permafrost dynamics under RCP scenarios in the 21st century as simulated by the IAP RAS climate model

Estimates of possible climate changes and cryolithozone dynamics in the 21st century over the Northern Hemisphere land are obtained using the IAP RAS global climate model under the RCP scenarios. Annual mean warming over the northern extratropical land during the 21st century amounts to 1.2–5.3°C depending on the scenario. The area of the snow cover in February amounting currently to 46 million km² decreases to 33–42 million km² in the late 21st century. According to model estimates, the near-surface permafrost in the late 21st century persists in northern regions of West Siberia, in Transbaikalia, and Tibet even under the most aggressive RCP 8.5 scenario; under more moderate scenarios (RCP 6.0, RCP 4.5, and RCP 2.6), it remains in East Siberia and in some high-latitude regions of North America. The total near-surface permafrost area in the Northern Hemisphere in the current century decreases by 5.3–12.8 million km² depending on the scenario. The soil subsidence due to permafrost thawing in Central Siberia, Cisbaikalia, and North America can reach 0.5–0.8 m by the late 21st century.     

未来气候变化对东北玉米品种布局的影响

为探求未来气候变化对我国东北玉米品种布局的影响,基于玉米生产潜力和气候资源利用率,结合区域气候模式输出的2011—2099年RCP_4.5,RCP_8.5两种气候背景气象资料和1961—2010年我国东北地区91个气象站的观测数据,分析了未来气候变化情况下,东北玉米品种布局、生产潜力、气候资源利用率的时空变化。结果表明:未来东北地区玉米可种植边界北移东扩,南部为晚熟品种,新扩展区域以早熟品种为主,不能种植区域减少。未来玉米生产潜力为南高北低,增加速率均高于历史情景,水分适宜度最低,而历史情景下温度是胁迫玉米生产的关键因子。未来东北玉米对气候资源利用率整体下降,其中RCP8.5情景利用率最低。     

Assessment of CMIP5 global model simulations and climate change projections for the 21 st century using a modified Thornthwaite climate classification

A modified Thornthwaite Climate Classification is applied to a 32-member ensemble of CMIP5 GCMs in order to 1) evaluate model performance in the historical climate and 2) assess projected climate change at the end of the 21 ^{s t} century following two greenhouse gas representative concentration pathways (RCP4.5 and RCP8.5). This classification scheme differs from the well-known Köppen approach as it uses potential evapotranspiration for thermal conditions, a moisture index for moisture conditions, and has even intervals between climate classes. The multi-model ensemble (MME) reproduces the main spatial features of the global climate reasonably well, however, in many regions the climate types are too moist. Extreme climate types, such as those found in polar and desert regions, as well as the cool- and cold-wet types of eastern North America and the warm and cool-moist types found in the southern U.S., eastern South America, central Africa and Europe are reproduced best by the MME. In contrast, the cold-dry and cold-semiarid climate types characterizing much of the high northern latitudes and the warm-wet type found in parts of Indonesia and southeast Asia are poorly represented by the MME. Regionally, most models exhibit the same sign in moisture and thermal biases, varying only in magnitude. Substantial changes in climate types are projected in both the RCP4.5 and RCP8.5 scenarios. Area coverage of torrid climate types expands by 11 % and 19 % in the RCP4.5 and RCP8.5 projections, respectively. Furthermore, a large portion of these areas in the tropics will experience thermal conditions which exceed the range of historical values and fall into a novel super torrid climate class. The greatest growth in moisture types in climate zones is among those with dry climates (moisture index values < 0) with increased areas of more than 8 % projected by the RCP8.5 MME.     

基于MaxEnt模型的薄壳山核桃气候适宜性区划

基于最大熵模型（MaxEnt）和GIS技术,提出一种薄壳山核桃气候适宜性区划方法。利用美国本土274个种植点,结合美国本土和中国云南省1981—2010年气候数据开展薄壳山核桃气候适宜性区划研究。结果表明:7月平均气温、年平均气温、30年极端最低气温、年降水量、3—5月降水量、年日照时数和4—5月日照时数为影响薄壳山核桃气候适宜性的主要气候因子。基于美国本土种植点构建的MaxEnt模型在该区域具有较高精度,但将模型直接外推用于中国云南省可靠性不足。因此,利用模拟区域和训练样本气候因子值域的偏离程度改进气候适宜性指数,并将云南省薄壳山核桃适宜性划分为最适宜、适宜、次适宜和不适宜4个等级。其中,最适宜区和适宜区分布于热量资源丰富、日照相对充足并具备较好冬季低温条件的亚热带地区和热带地区边缘。受云南省复杂地形和气候条件影响,区划结果呈现出破碎化分布。     

云南气候舒适度分布和变化特征及未来变化趋势预估

文章使用云南1961—2015年观测气象资料和RegCM4区域气候模式模拟的RCP4.5和RCP8.5情景下2016—2099年气候变化预估资料,计算了云南逐日气候舒适度指数,采用线性趋势和通径分析等方法分析了云南近55年气候舒适度的时空演变特征和变化成因,最后对未来变化趋势作了预估。结果显示：(1)云南观测资料多年平均值舒适日数最多,占全年的55%,南多北少,夏季最多;寒冷日数次多,占全年的23%,北多南少,冬季最多;冷日数比寒冷日数稍少,占全年的20%;热日数仅占全年的1%,闷热日数多年平均值为零。(2) 1961—2015年寒冷(舒适)日数年际和空间变化都呈明显的减少(增加)趋势,冷和热日数没有明显的变化趋势,闷热日数没有变化。(3)气温是云南气候舒适度各等级日数变化的主要因素,其次是风速,相对湿度只在温度高的情况下影响明显。(4) RCP4.5和RCP8.5两种情景下,2016—2099年云南寒冷(舒适)日数年际和空间变化都是减少(增加)的趋势;冷日数年变化是减少的趋势,空间变化为西北部增加;热日数只在RCP8.5情景下增加明显,主要是南部地区增加。     

Evaluating observed and projected future climate changes for the Arctic using the K?ppen-Trewartha climate classification

The ecosystems in the Arctic region are known to be very sensitive to climate changes. The accelerated warming for the past several decades has profoundly influenced the lives of the native populations and ecosystems in the Arctic. Given that the K?ppen-Trewartha (K-T) climate classification is based on reliable variations of land-surface types (especially vegetation), this study used the K-T scheme to evaluate climate changes and their impact on vegetation for the Arctic (north of 50°N) by analyzing observations as well as model simulations for the period 1900–2099. The models include 16 fully coupled global climate models from the Intergovernmental Panel on Climate Change Fourth Assessment. By the end of this century, the annual-mean surface temperature averaged over Arctic land regions is projected to increase by 3.1, 4.6 and 5.3°C under the Special Report on Emissions Scenario (SRES) B1, A1b, and A2 emission scenarios, respectively. Increasing temperature favors a northward expansion of temperate climate (i.e., Dc and Do in the K-T classification) and boreal oceanic climate (i.e., Eo) types into areas previously covered by boreal continental climate (i.e., Ec) and tundra; and tundra into areas occupied by permanent ice. The tundra region is projected to shrink by ?1.86?×?10⁶?km² (?33.0%) in B1, ?2.4?×?10⁶?km² (?42.6%) in A1b, and ?2.5?×?10⁶?km² (?44.2%) in A2 scenarios by the end of this century. The Ec climate type retreats at least 5° poleward of its present location, resulting in ?18.9, ?30.2, and ?37.1% declines in areal coverage under the B1, A1b and A2 scenarios, respectively. The temperate climate types (Dc and Do) advance and take over the area previously covered by Ec. The area covered by Dc climate expands by 4.61?×?10⁶?km² (84.6%) in B1, 6.88?×?10⁶?km² (126.4%) in A1b, and 8.16?×?10⁶?km² (149.6%) in A2 scenarios. The projected redistributions of K-T climate types also differ regionally. In northern Europe and Alaska, the warming may cause more rapid expansion of temperate climate types. Overall, the climate types in 25, 39.1, and 45% of the entire Arctic region are projected to change by the end of this century under the B1, A1b, and A2 scenarios, respectively. Because the K-T climate classification was constructed on the basis of vegetation types, and each K-T climate type is closely associated with certain prevalent vegetation species, the projected large shift in climate types suggests extensive broad-scale redistribution of prevalent ecoregions in the Arctic.     

中、高温室气体排放情景下2069~2098年中国冬小麦气候适宜种植分区对比北大核心CSCD

基于温度、降水、光照等指标,通过利用区域气候模式所预估的分辨率为1°(纬度)×1°(经度)的未来气候预估数据,对1981~2005年的基准期和RCP4.5、RCP8.5两排放情景下2069~2098年中国热量资源以及冬小麦种植界限、理论生育期和气候适宜种植分区的空间分布特征进行了对比分析。研究主要结论为:与基准期相比,两未来气候变化情景下我国热量资源、冬小麦种植条件与气候适宜性差异显著。且相比于RCP4.5情景,在RCP8.5情景下中国2069~2098年多数地区热量资源增加、冬小麦种植北界和南界北移东扩、可种植面积扩大,多数区域理论适宜播种期推迟、理论成熟期提前、潜在生长季缩短,且潜在生长季内的光—温—水配置使得冬小麦气候适宜性有所提高。但由于冬小麦为喜凉作物,对高温胁迫非常敏感,RCP8.5情景下更多的极端高温天气和不对称增温等因素带来的负面影响很可能抵消前述光—温—水配置所带来的有利影响,从而降低冬小麦的种植适宜性。因此,未来研究工作仍应致力于减缓气候变化,以保障我国粮食生产的安全。     

气候变化背景下中国小麦需水量的敏感性研究

利用CROPWAT作物模型模拟分析了过去50年（1961-2010年）及IPCC RCPs情景下未来2020年代（2020-2029年）中国小麦需水量的变化情况。在此基础上,以小麦需水量的变化率作为敏感性因子,对RCP4.5和RCP8.5排放情景下中国小麦需水量的敏感性进行了探讨。结果表明：中国小麦多年平均需水量约为1056.4亿m³,最高值位于黄淮海地区。小麦需水量对气候变化的敏感性存在空间差异,华北和西北地区是小麦需水量的重度和极度敏感区,东北地区以及云贵高原地带是小麦需水量的轻度敏感区,而中国中部及南方部分地区的小麦需水量对气候变化不敏感。不同RCP排放情景下小麦需水量的敏感性分布不同,RCP8.5高排放情景下的小麦需水量敏感性区域比RCP4.5中排放情景下明显扩大,轻度和中度敏感区域扩大尤为明显。