固原市人居环境气候舒适度分析

利用1991—2020年固原市各地逐日气温、相对湿度、风速和日照时数等资料,应用温湿指数和风效指数作为舒适度评价指标,结合人居环境气候舒适度等级和评价方法,分析固原市人居环境气候舒适度。结果表明:(1)固原市人居环境气候舒适度以寒冷为主,占全年日数的71.4%;冷和舒适的日数分别占全年日数的15.8%和12.8%;热的日数极少,仅占全年日数的0.02%,无闷热日数。(2)1—4月、9—12月固原市各地人居环境气候舒适度均为寒冷;6—8月,固原市各地气候以冷、舒适为主,7月固原市各地舒适日数为15.7~24.6 d,无闷热感觉,是固原市最舒适的月份。(3)固原市各地人居环境舒适日数在1997年发生突变,突变后年平均舒适日数达36.2~70.2 d,占夏季日数的38.3%~67.4%,其中原州和西吉夏季舒适日数均超过50%。     

气侯变化对东部季风区赣江和官厅流域径流的影响

选取中国东部季风区南方赣江流域和北方官厅流域,基于逐日气象和水文观测数据率定和验证了HBV水文模型,并以国际耦合模式比较计划第五阶段（CMIP5）中输出要素最多的5个全球气候模式在3种典型浓度路径（RCP2.6、RCP4.5和RCP8.5）下的预估结果驱动HBV模型,预估了气候变化对21世纪两个流域径流的影响。结果表明：(1) 1961—2017年,赣江和官厅流域年平均气温均呈显著上升趋势,升温速率分别为0.17℃/(10 a)和0.28℃/(10 a);同期,赣江流域降水显著增加,官厅流域降水微弱下降。不同RCP情景下,21世纪两个流域均将持续变暖、降水有所增加,北方官厅流域的气温和降水增幅均大于南方赣江流域。(2) 21世纪,官厅流域年、季径流增幅远大于赣江流域。官厅流域年径流在近期（2020—2039年）、中期（2050—2069年）、末期（2080—2099年）均呈增加趋势,RCP8.5情景下增幅最大、RCP4.5最小。赣江流域在RCP4.5下,近期、中期年径流相对基准期略有减少,但在整个21世纪径流呈上升趋势;RCP2.6和RCP8.5下,21世纪中期以后径流增幅下降。(3) 21世纪,东部季风区北部的官厅流域发生洪涝、南方赣江流域发生干旱的可能性增大,不同RCP情景预估得到相同的结论。     

未来气候变化情景下长江上游年径流量变化趋势研究

依据政府间气候变化委员会(IPCC)第五次评估报告(AR5)未来不同排放情景(RCPs)下的多模式(CMIP5)气温和降水预估结果,构建基于气温和降水的未来径流量预估模型,并以宜昌站为例分析了不同模式不同排放情景下未来80年(2020～2099年)长江上游年径流量的变化趋势。多模式集合平均预估结果表明:在99%的置信水平下,未来80年长江上游年径流量在RCP2.6排放情景下呈不显著增加趋势,在RCP4.5排放情景下呈不显著减小趋势,而在RCP8.5排放情景下则呈显著减小趋势;在RCP2.6、RCP4.5和RCP8.5排放情景下未来80年长江上游年径流量预估均值相对于1961～2000年分别减少6.42%、10.99%和13.25%;同时,未来80年长江上游年径流量变化具有一定的年代际特征,在RCP2.6和RCP4.5排放情景下21世纪初期偏多、中期偏少而后期变化并不明显,在RCP8.5排放情景下则是21世纪中期以前偏多而中期以后明显偏少。本研究方法可为未来气候变化情景预估分析提供技术参考,本研究成果可供气候变化背景下长江上游乃至长江流域水资源开发利用及对策分析提供决策依据。      

未来RCPs情景下淮河流域夏玉米卡脖子旱风险预估

针对干旱气候变化及其对淮河流域夏玉米的可能影响,基于历史灾损构建的致灾阈值模型,应用第5次耦合模式比较计划(Coupled Model Intercomparison Project Phase 5,CMIP5)中的5个全球气候模式(GCMs)和3种典型浓度路径(RCPs)情景输出的逐日气温和降水量数据,计算不同RCPs情景下致灾阈值以上气象干旱发生频率,结合承灾体的暴露度和脆弱性,构建干旱灾害风险评估模型,开展淮河流域21世纪近期(2020—2039年)、中期(2040—2069年)和远期(2070—2099年)夏玉米抽雄—乳熟期卡脖子旱风险预估。结果表明:不同气候模式对淮河流域的气温和降水量具有较好的模拟能力,气温模拟效果更佳。未来夏玉米抽雄—乳熟期将有所提前,该生育期日数缩短;预估未来淮河流域夏玉米抽雄—乳熟期气象干旱日数年际变幅大,从其线性趋势看,RCP4.5和RCP8.5情景下气象干旱日数线性趋势不明显,而RCP6.0情景下线性增加显著。在致灾因子及承灾体的综合影响下,未来淮河流域夏玉米卡脖子旱风险年际波动大,干旱灾害风险增大,21世纪各时期,其风险远期最高、中期最低;不同情景由低向高排放情景下干旱风险依次增高。预估的干旱风险空间差异明显,总体上该流域北部风险高于南部、西部高于东部。     

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。     

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。     

CMIP5和RegCM4.0模式对西南区域未来降水的预估

利用CMIP5全球模式数据集和RegCM4.0区域气候模式进行连续积分获得的模拟数据,对西南区域未来在RCP2.6,RCP4.5和RCP8.5几种温室气体排放情景下年平均降雨、四季降水,极端降雨事件的特征及其相对历史基准期的变化进行预估。结果表明,不同RCP情景下西南区域降水都将呈持续上升趋势,3种情景下西南区域降水在2020—2050年变化特征差别较小,2050年后差别较大,RCP2.6情景下降水变化幅度最小,CMIP5和RegCM4.0模式模拟的西南区域降水变化的地理分布特征基本一致,降水的高值区都位于青藏高原东南部,横断山脉和四川中部,差异在于RegCM4.0模拟的西藏西部的降雨量级更小,而青藏高原东南部、四川中部和贵州的降雨高值区量级更大。未来近期2020—2060年和远期2061—2099年RCP4.5情景下暴雨天数显著减少的区域主要在西藏东南部(0.5~1 d),未来远期2061—2099年RCP4.5情景云南南部和贵州东部区域暴雨天数显著性增加,而RCP8.5情景下上述区域暴雨天数显著性减少。     

“一带一路”区域未来气候变化预估

利用耦合模式比较计划第5阶段(CMIP5)提供的18个全球气候模式的模拟结果,预估了3种典型浓度路径(RCP2.6、RCP4.5、RCP8.5)下“一带一路”地区平均气候和极端气候的未来变化趋势。结果表明:在温室气体持续排放情景下,“一带一路”地区年平均气温在未来将会持续上升,升温幅度随温室气体浓度的增加而加大。在高温室气体排放情景(RCP8.5)下,到21世纪末期,平均气温将普遍升高5℃以上,其中北亚地区升幅最大,南亚和东南亚地区升幅最小。对于降水的变化,预估该区域大部分地区的年降水量将增加,其中西亚和北亚增加最为明显,而且在21世纪中期,RCP2.6情景下的增幅要比RCP4.5和RCP8.5情景下的偏大,而在21世纪后期,RCP8.5情景下降水的增幅比RCP2.6和RCP4.5情景下的偏大。未来极端温度也将呈升高的趋势,增温幅度高纬度地区大于低纬度地区、高排放情景大于低排放情景。而且在高纬度区域,极端低温的增暖幅度要大于极端高温的增幅。连续干旱日数在北亚和东亚总体呈现减少趋势,而在其他地区则呈增加趋势。极端强降水在“一带一路”区域总体上将增强,增强最明显的地区位于南亚、东南亚和东亚。     

基于RegCM4模式的我国西南地区极端降水变化预估研究

基于5个全球气候系统模式结果驱动的高分辨率区域气候模式(RegCM4)模拟输出,系统评估了RegCM4模式对中国西南地区极端降水变化的模拟性能,并科学预估了中国西南地区极端降水的未来演变特征。结果表明,RegCM4模式能合理再现西南地区极端降水变化特征,但模拟的四川中部的湿偏差较大而四川盆地干偏差较大;进行偏差校正后,模拟性能有所提升,对西南地区极端降水模拟偏差有所减小。相较于当代气候(1986—2005年),就区域平均而言在21世纪(2021—2098年),有效降水总量(Prcptot)、强降水日数(R10 mm)、日最大降水量(Rx1day)和极端降水量(R95p)都明显增加;在RCP4.5和RCP8.5情景下,Rx1day和R95p在西南大部分地区增多,到21世纪末RCP4.5情景下增加幅度分别为16.0％和12.6％;Prcptot和R10 mm未来变化存在一定的区域差异,但Prcptot和R10 mm变化在空间上较为相似,在云南南部和四川盆地地区呈现减少趋势,其余地区增加明显;且RCP8.5高排放情景的变化幅度明显大于RCP4.5情景。     

未来中国地区的暴雨洪涝灾害风险预估

利用耦合模式比较计划第5阶段(CMIP5)17个全球气候模式的模拟结果和SSPs社会经济预估数据对RCP4.5和RCP8.5排放情景下中国地区21世纪暴雨洪涝灾害风险的可能变化进行分析。结果表明:21世纪末,极端强降水事件将增加,且极端降水的强度和频率也将增强;暴雨洪涝风险可能随时间呈增加趋势,RCP8.5高排放情景下100 a重现期的洪涝风险更为明显;21世纪RCP4.5和RCP8.5情景下10 a和100 a重现期GDP物理暴露度都将增加;RCP4.5情景下,POP物理暴露度随时间的推移呈先增长后减小趋势,RCP8.5情景下则持续增长。区域分布来看,未来暴雨洪涝风险较高的地区集中在中国中东部及沿海地区,相对于1961—2005年基准期,低风险区面积将缩小,中高以上风险区(Ⅳ和Ⅴ级)面积不断扩大,尤其是高风险区(Ⅴ级)面积扩大更加明显。21世纪,10 a重现期暴雨洪涝灾害中高以上风险区域(Ⅳ和Ⅴ级)面积在RCP4.5情景下随时间多呈先增加后减小的趋势,在RCP8.5情景下不断增大;100 a重现期中高以上风险区域面积在2个排放情景下都呈不断增加趋势。     

信阳市人体舒适度指数变化及未来趋势分析

利用信阳气象站1961-2013年的观测资料计算逐日人体舒适度指数(CIHB),运用线性倾向估计、滑动平均和滑动标准差,分析了信阳CIHB的变化趋势,以及舒适日数变化趋势。在此基础上,运用R/S分析法对CIHB及舒适日数变化趋势进行了预测。结果表明:1)信阳的年均CIHB呈显著上升趋势,线性趋势为0.016/a。春、冬季的平均CIHB呈显著上升趋势,且趋势强度相当。秋季平均CIHB虽呈上升趋势,但趋势不显著。夏季平均CIHB呈显著下降趋势。冬季CIHB标准差总体上没有明显的增大或减小趋势,夏季CIHB标准差不断减小,表明信阳出现极端天气气候事件的概率没有增加。2)信阳舒适日数呈显著增加趋势,达0.359天/a,冷、热日数呈减少趋势,趋势强度冷日数的大于热日数的。3)通过R/S分析,年、季平均CIHB具有长期相关的特征,未来的年及春、秋、冬季平均CIHB将继续上升,夏季平均CIHB将继续下降。年舒适日数具有长期相关的特征,未来年舒适日数仍将增加,年冷、热日数继续减少。     

1961～2018年长白山区不同等级降水时空变化特征

在全球气候变化影响下,长白山区的降水量发生着显著的变化,降水强度也发生着不同程度的变化。明确长白山区不同等级降水的降水量和降水天数的变化趋势对于揭示长白山区水资源演变规律具有重要意义。本研究基于长白山区气象观测站点的逐日降水数据,选取不同等级降水指标,分析了1961～2018年长白山区不同等级降水时空变化特征。结果表明:近60年,长白山区年均降水量呈现不显著的下降趋势（?0.31 mm/a）,降水天数呈现显著的下降趋势（?0.16 mm/a）,平均降水强度呈现不显著的上升趋势。不同等级降水变化主要体现为:小雨、中雨和大雨年均降水量和降水天数呈现下降趋势,而暴雨年均降水量和降水天数呈现不显著的增加趋势。长白山区年均降水量和降水天数的减少主要受小雨、中雨和大雨降水量和降水天数的减少影响。不同季节降水变化方面,长白山区春冬季降水量呈增加趋势,夏季和秋季降水量和降水天数均呈下降趋势。     

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。     

长江三角洲城市发展与人体舒适度的关系

为研究城市人体舒适度变化和城市化进程的关系,明确影响人体舒适度的主要城市因子,该文首先利用1981—2010年长江三角洲地区上海、南京、杭州、合肥的气象数据,研究气候舒适度及其变化趋势,并研究了影响人体舒适度的主要城市因子。研究结果表明:上海、南京、杭州、合肥冷不舒适日数均呈减少趋势,热不舒适日数均呈增加趋势,舒适日数变化不大。城市化综合水平与冷不舒适日数倾向率之间达到显著相关水平,与热不舒适日数倾向率之间相关不显著。影响长江三角洲地区人体舒适度的最主要城市因子为总人口数量,其次为建成区面积、总用电量、公共交通实有车辆、人均绿地面积等。     

贵州茶叶不同生长季节日照时数时空变化特征

基于贵州省80个气象站点1961—2010年地面气象观测资料,采用数理统计方法分析了贵州省茶树生长期近50 a来日照时数时空变化特征,研究结果表明：春茶、夏茶日照时数时间变化较为相似,呈现减少趋势,分别占总站数的95%、93.7%。秋茶时段日照时数时间变化表现为北部、南部呈现减少趋势,中部以西地区呈增加趋势,正值区站点有16个,占总站数的20%。日照百分率的下降主要表现在夏茶,春茶、秋茶下降表现的不很明显。对贵州省自20世纪60年代以来日照的空间分布的年代际变化进行了分析,春茶和夏茶生长季节在70年代的日照时数均表现为减少的趋势,而贵州北部夏茶生长季节日照时数年代际变化无论在哪个年代都表现为持续减少的趋势。     

Projection of snow cover changes over China under RCP scenarios

Snow cover changes in the middle (2040–2059) and end (2080–2099) of the twenty-first century over China were investigated with a regional climate model, nested within the global model BCC_CSM1.1. The simulations had been conducted for the period of 1950–2099 under the RCP4.5 and RCP8.5 scenarios. Results show that the model perform well in representing contemporary (1986–2005) spatial distributions of snow cover days (SCDs) and snow water equivalent (SWE). However, some differences between observation and simulation were detected. Under the RCP4.5 scenarios, SCDs are shortened by 10–20 and 20–40 days during the middle and end of the twenty-first century, respectively. Whereas simulated SWE is lowered by 0.1–10 mm in most areas over the Tibetan Plateau (TP). On the other hand, the spatial distributions of SWE are reversed between the middle and end terms in the northeast China. Furthermore, compared with the changes of RCP4.5 scenario, SCDs are reduced by 5–20 days in the middle period under RCP8.5 scenario with even larger decreasing amplitude in the end term. SWE was lowered by 0.1–2.5 mm in most areas except the northeast of China in middle term under RCP8.5 scenario. The great center of SCDs and SWE changes are always located over TP. The regional mean of SCDs and SWE for the TP and for China display a declining trend from 2006 to 2099 with more pronounced changes in the TP than in China as a whole. Under the RCP8.5 scenario, the changes are enhanced compared to those under RCP4.5.     

云南近50 年来的气候变化

利用1961—2008 年云南省124 站及其相邻省市区的37 个地面站的逐日平均气温、降水量资料,客观分析了考虑气温垂直递减率的气温细网格数据。在此基础上,分析研究了云南近50 年来的气候变化。(1)云南近50 年来的气温变化,趋势上与北半球和全国一致,但气候变暖的速率相对缓慢;(2) 云南气候带面积有明显变化,北热带和南亚热带面积增加,而中亚热带、北亚热带和温带的面积减少;(3) 云南冬季是气温上升幅度最大的季节,然后依次是秋季、夏季和春季,虽然近50 年来云南大部分区域气温呈上升趋势,但少数区域气温却呈下降趋势,这些降温区主要集中在低海拔河谷地区;(4) 云南近50 年来降水量年平均变化不大,但季节和空间分布的变化却比较明显,雨季和主汛期降水量呈下降趋势,干季呈上升趋势;在空间分布上,滇东地区呈一致性下降趋势,滇中呈一致性上升趋势;滇西和滇南地区降水量的增减趋势呈交错分布。      

Changes in Mean and Extreme Temperature and Precipitation over the Arid Region of Northwestern China:Observation and Projection

This paper reports a comprehensive study on the observed and projected spatiotemporal changes in mean and extreme climate over the arid region of northwestern China, based on gridded observation data and CMIP5 simulations under the RCP4.5 and RCP8.5 scenarios. The observational results reveal an increase in annual mean temperature since 1961, largely attributable to the increase in minimum temperature. The annual mean precipitation also exhibits a significant increasing tendency. The precipitation amount in the most recent decade was greater than in any preceding decade since 1961. Seasonally,the greatest increase in temperature and precipitation appears in winter and in summer, respectively. Widespread significant changes in temperature-related extremes are consistent with warming, with decreases in cold extremes and increases in warm extremes. The warming of the coldest night is greater than that of the warmest day, and changes in cold and warm nights are more evident than for cold and warm days. Extreme precipitation and wet days exhibit an increasing trend, and the maximum number of consecutive dry days shows a tendency toward shorter duration. Multi-model ensemble mean projections indicate an overall continual increase in temperature and precipitation during the 21 st century. Decreases in cold extremes, increases in warm extremes, intensification of extreme precipitation, increases in wet days, and decreases in consecutive dry days, are expected under both emissions scenarios, with larger changes corresponding to stronger radiative forcing.     

1961-2017年京津冀地区寒潮活动特征

基于1961—2017年京津冀地区126个气象观测站逐日最低气温和降水资料,分析该区域寒潮发生频次时空变化特征,在此基础上通过定义的干湿判别指标分析区域性寒潮的干湿特征。结果表明:(1)京津冀地区单站寒潮年平均发生频次空间分布呈西北多东南少,86%的站点寒潮年发生频次呈减少趋势。(2)1961—2017年寒潮累计发生站次呈显著减少趋势(P<0.001),气候倾向率为-5.7站次·a^(-1),且在1983年发生突变。1961—1971年寒潮累计发生站次出现峰值,从1972年开始锐减,2007—2017年寒潮平均发生站次为历史最少。(3)1961—2017年区域性寒潮发生频次年际变化总体呈递减趋势,气候倾向率为-0.282次·(10 a)^(-1),1960年代冬季区域性寒潮发生频次最多,1970年代秋季和春季最多,2000年代冬季和春季为次高峰期,2011—2017年3个季节最少。区域性寒潮发生频次季节分布中以秋季出现最多、其次是冬季、春季最少;10月、11月寒潮最为活跃。(4)京津冀地区区域性寒潮过程干过程发生频次最多,2011—2017年区域性寒潮过程干湿特征趋向于干过程和湿过程两极化分布。     

1966—2018年秦皇岛气候舒适度时空变化特征

利用1966—2018年气象资料,采用气候舒适度评价及趋势分析方法,对秦皇岛地区近53 a气候舒适度变化进行分析。结果表明：秦皇岛北部山区、中部平原和东南沿海三个区域的气候舒适度变化趋势一致,存在空间差异性。整体上,秦皇岛气候舒适度以舒适至冷凉特征为主,各区域舒适和较舒适等级占47%—49%,冷不舒适等级占34%—37%,炎热及更热不舒适等级极少。近53 a,夏季、冬季气候舒适度均呈增暖趋势,冬季增暖幅度大于夏季。热不舒适日数自20世纪90年代开始激增且持续偏多,寒冷不舒适日数呈逐年代减少态势;在空间上,热不舒适日数随着测站高程和纬度的降低而增多,寒冷不舒适日数与之相反。5—10月气候舒适或较舒适,秦皇岛全域皆为旅游、疗养适宜期;7—8月无酷暑,“微热”的天气为人们提供畅游大海的有利气象条件;3月、4月和11月气候偏冷凉,是户外登山的大好时机;12月至翌年2月寒冷不舒适,不适宜大众旅游疗养,适宜开展冰雪旅游活动。因此,可以认为秦皇岛全域、全季皆适宜旅游,由此为秦皇岛市旅游开发与规划及研究气候变化对旅游业的影响提供依据,为来到“秦皇山海、康养福地”的康养群体提供生活和出游气象服务指导。