塔里木河流域的气候变化、径流量及人类活动间的相互影响

根据塔里木流域13个气象站（1961~2000年）和8个水文站（1957~1998年）的观测资料，对塔里木河各流域段的气候变化以及沙尘时空分布特征进行了分析，建立了相对耗水影响指数，试图量化人类活动的强度，研究了塔里木河流域各段的气候变化和人类活动对源流径流及生态环境的影响，为正确制定塔里木河流域发展战略，保护和治理塔里木河流域生态环境提供科学依据。研究结果表明:（1）50年代以来塔里木河源流的水量并没有多大的变化，但最终净入塔里木河干流的水量却明显下降。（2）相对耗水影响指数表明人类活动影响对中游的影响要远大于上游的影响，70~80年代中期是人类活动影响最大的时期。（3）90年代与多年平均相比，塔里木河流域气温增高，降水量明显增加；从塔里木河源流区到下游区，气温增高幅度逐步加大。（4）90年代以来塔里木河各区，沙尘暴、浮尘和大风日数均呈明显大幅下降趋势。（5）塔里木河下游铁干里克的年降水不仅没有增加，反而略有下降，沙尘暴日数不但没有下降反而上升，应该引起人们的注意。     

45年来塔里木河流域气候变化对径流量的影响研究

根据塔里木河流域40个气象站1961-2005年的降水、 气温资料及源区内7个水文站1957-2005年年径流量资料, 利用Mann-Kendall检验, 分析了近45年来塔里木河流域的气候变化的特征, 探讨了气候变化对塔里木河流域水资源的影响。结果表明： 整个流域除个别站点外, 塔里木河流域气温整体呈显著上升趋势, 且以秋季最显著, 降水增加以夏季最明显。特别是中天山南坡, 而流域西南部、 和田地区和巴州南部的降水量几乎没有增加。根据Mann-Kendall检验结果, 除阿克苏河年径流量呈显著增加趋势外, 其它3条源流（和田河、 叶尔羌河、 开都河）径流量近45年变化趋势均不显著。     

黄河上中游径流对气候变化的敏感性分析

利用月水文模型, 采取假定气候方案, 分析了黄河上中游径流对气候变化的敏感性。 结果表明, 径流对降水变化的响应敏感, 对气温变化的响应相对较弱, 如气温不变, 降水增加 10 %时, 径流量约增加 17%。 如降水不变, 气温升高 1 ℃, 则径流减少 5 %左右。 在区域上分布, 中游较上游对气候变化更为敏感。     

气候变化及人类活动对西北干旱区水资源影响研究综述

本文回顾了西北干旱区气候变化事实及其对水资源影响的最新研究进展,从气候变化和人类活动两个角度综述了水资源变化的原因,以及未来西北干旱区水资源变化与适应对策。研究表明：1961年以来西北干旱区呈现明显暖湿化趋势,其中冬季增温最快,夏季降水增加速率最大。伊利河谷、塔城等地区增温趋势最大,北疆降水量增加最多。受气候变暖导致冰雪快速消融和山区降水增加的影响,西北干旱区西部河流黑河、疏勒河、塔里木河出山口径流量显著增加。由于东部河流石羊河径流的补给主要靠降水,降水的减少导致径流呈现下降趋势。不合理人类活动造成石羊河、黑河和开都河中下游径流减少。本文提出了西北干旱区亟待深入研究的任务：极端天气气候事件的变化规律及其对水资源影响;未来气候变化和水资源的预估;气候变化归因研究;气候变化-社会经济活动一体化适应策略选择;水资源科学合理定量分配等。     

近531年长江上中游与汉江流域水资源变化的初步研究

利用中国500年旱涝分布图集及汉江和长江上中游流域10个代表站1953—2000年5~9月降水总量资料,建立了汉江和长江上中游流域近531年的旱涝等级序列,分析了两江旱涝变化特征及汉江流域旱涝等级与水量的关系。使用χ2检验分析两江旱涝一致性,得出汉江为大旱或长江为大涝时,两江一致性最好。通过年代水资源的丰枯指数分析表明,两江同时出现丰水年的几率较大,汉江干旱具有相对集中且持续时间长的特征。长江上中游和汉江水资源分别是18和19世纪最丰沛,17和20世纪相应短缺,两江水资源的世纪变化具有互补性。     

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<正>《塔里木河流域气候变化影响评估报告》陈亚宁,苏布达,陶辉等主编全书共分八章,在阐述塔里木河流域气候变化事实的基础上,分析了气候变化对流域水资源、农业、自然生态系统、人体健康、能源、交通、旅游、城市安全等方面的影响、脆弱性和适应性,并提出了适应与减缓对策,为全球气候变化背景下塔里木河流域社会经济的可持续发展提供理论依据和科技支撑。本书是我国关于流域气候变化研究系列评估报告     

气候变化模拟和长期天气预报的问题

1.引言就气候变化或气候振动发生的时间特征尺度来说,包括几千年、几百年或几十年的时间尺度。研究气候变化就是了解某一种时间尺度的气候变化。因此,我们分别考虑以下几种气候:纪元气候(epoch-long climate)、世纪气候和“局地瞬时”气候。每种气候都有它自身的时间和空间的平均气象特征、统计波动和相关。对纪元气候而言,世纪气候就是它统计上的波动;对世纪气候而言,则相应的波动就是“局地瞬时”变化;对局地瞬时气候就是年和季的天气变化。为了确定气候的变化,首先要找出“局地瞬时”气候的变化,这对全球各大区域和一代人生命这样长期间内的气候预报是十分重要的。应注意的是:     

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正《中亚气候变化调查研究》何清等编著该书介绍了中亚区域概况和中亚区域气候特征,中亚大气环流变化及其气候影响;基于树木年轮资料的中亚区域百年气候变化,中亚地区未来50年气候变化预估等。书中内容有助于科学地认识中亚干旱区的历史气候变化事实和未来气候变化趋势,气候时空演变规律及其区域差异以及区域气候变化对全球变化的响应等,是对全球变化研究的重要补充和完善,可为有关部门制定涉及中亚区域可持续发展及规     

近43a来小兴安岭气候变化趋势特征及对林区生态环境的影响

通过对黑龙江省小兴安岭林区近43a来气候变化的趋势特征进行定量分析,结果表明:年平均气温、最低气温、最高气温、蒸发量呈增加趋势;年降水量、日照时数、辐射量、日平均风速呈减少趋势;日平均相对湿度的年变率呈小幅波动,变化不大。根据小兴安岭林区气候趋势变化特征、森林覆盖率、森林质量等因素,初步探讨了林区气候变化趋势特征与林区生态环境的相互影响。     

气候变化对环青海湖地区天然牧草影响研究

近47a来环青海湖地区的气候变化特征及其对环湖盆地草地生态环境的影响,分析表明：环青海湖地区年平均温度升高、年蒸发量减少比较显著,而降水量呈增加趋势,气候有向暖湿化过渡的趋势。随着气候变化,环湖盆地天然草地植被盖度,高度和产量变化明显。在全球气候变暖的背景下,环青海湖地区,随气温升高、降水增加牧草产量有所增加,     

未来气候变化对黄河和长江流域极端径流影响的预估研究

使用NASA-NCAR全球环流模式FvGCM结果驱动高分辨率区域气候模式RegCM3 (20 km),进行1961～1990年当代气候模拟(控制试验)和2071～2100年IPCC A2排放情景下未来气候情景模拟(A2情景模拟试验)。将RegCM3同高分辨率大尺度汇流模型LRM(分辨率0.25°×0.25°)连接,分析水文极端事件在A2情景下相对于当代气候的变化,预估未来气候变化对我国黄河和长江流域水文极端事件的影响。结果表明:(1)未来黄河流域径流年变率增大,月变率减小,日变率在头道拐站以上流域减小,以下流域增大。未来兰州以上半湿润地区,流域东南部湿润区出现径流量峰值的可能性增大,而流域西北部干旱半干旱区出现径流量百分位极值的可能性减小。未来黄河流域中游地区发生流域洪水的风险在夏季月份减少,其余月份均增大。(2)未来长江干流径流年际变率增大,上中游地区径流日和月变率减小,下游地区略有增大;未来汉江流域径流量的年、月和日变率均增大。未来长江干流发生流域洪水的风险在夏季明显降低,而汉江流域各月发生流域洪水的可能性均增大。     

中国当代土地利用变化对黄河流域径流影响

使用区域气候模式(RegCM3)和大尺度汇流模型(LRM),研究中国地区土地利用/植被覆盖变化对黄河流域降雨径流过程的影响。RegCM3嵌套于欧洲数值预报中心(ECMWF)再分析资料ERA40,分别进行了中国区域在实际植被和理想植被分布情况下两个各15年(1987～2001年)时间长度的积分试验。随后,RegCM3 两个试验的输出径流结果分别用来驱动LRM。与观测资料的对比分析表明,在实际土地利用状况下,LRM能较好地模拟黄河河川径流的季节和年际变化。研究结果指出,当代土地利用引起了冬季黄河上游部分地区降水减少,中下游地区降水增加;引起夏季整个黄河流域降水的减少。总体来说,当代土地利用变化引起黄河流域年平均降水的减少。对于水文站河川径流量,除了冬春季略有增加外,其他月份河川径流均会减少,并且在9月减少最多。土地利用引起的植被退化造成黄河径流的大幅度减少,并且越向下游减少幅度越大,这可能是引起黄河下游断流的重要原因之一。     

土地利用变化对长江流域气候及水文过程影响的敏感性研究

使用区域气候模式(RegCM3)和大尺度汇流模型(LRM), 研究土地利用/植被覆盖变化对长江流域气候及水文过程的影响。RegCM3嵌套于欧洲数值预报中心 (ECMWF) 再分析资料ERA40, 分别进行了中国区域在实际植被和理想植被分布情况下两个各15年 (1987～2001年) 时间长度的积分试验。随后, RegCM3 两个试验的输出径流结果分别用来驱动LRM, 研究土地利用/植被覆盖变化对长江流域河川径流的影响。研究结果指出, 中国当代土地利用变化对长江流域降水、蒸散发、径流深及河川径流等水文气候要素的改变较大, 对气温的改变并不明显。土地利用变化引起长江干流河川径流量在夏季(6～8月)有所增加, 并且越向下游增加幅度越大, 其中大通站径流量增加接近15%。总体而言, 土地利用改变加剧了长江流域夏季水循环过程, 使得夏季长江中下游地区降水增多, 径流增大。     

长江流域及三峡库区近542年旱涝演变特征

选取长江流域沿线及三峡库区12个代表站,根据中国500年旱涝图集等级和各站建站以来5—9月降水量资料,按照旱涝等级标准,分别得到长江全流域、上游流域、中游流域、下游流域及其三峡库区1470—2011年旱涝等级序列。结果表明:长江各流域及其三峡库区均呈现较为明显的旱涝交替阶段,20世纪偏旱频率强烈增加,19世纪和20世纪偏涝频率明显增加。长江流域和三峡库区偏旱以上等级具有准160年周期震荡,全流域偏涝以上存在准140年的周期震荡,但20世纪后有所减弱,三峡库区偏涝以上等级存在准百年的周期震荡。三峡建坝蓄水前后库区降水EOF时空分布呈一致减少趋势,与此同时长江上游降水呈下降趋势,反映了长江上游流域及三峡库区气候趋旱;M-K突变检验显示水库蓄水前后流域上游和库区降水均未发生显著变化。在全球气候变化的背景下,三峡库区旱涝演变并不是孤立事件,而是与长江上游乃至整个长江流域旱涝背景密不可分。     

哈萨克斯坦北部伊希姆河径流对气候变化和人类活动的响应

基于1933-2016年哈萨克斯坦北部伊希姆河彼得罗巴甫洛斯克水文站流量观测数据以及流域内格点气象数据，利用线性趋势法、Mann-Kendall检验、相关普查法和累积量斜率变化率比较法等方法，探讨了气候变化背景下伊希姆河流量变化及其主要驱动因子。结果显示:（1）伊希姆河流域近84年来气温和降水呈上升趋势，且在20世纪70年代后增加趋势更为明显。（2）伊希姆河流量年内分布不均，年际流量变化总体呈下降趋势，但趋势不明显。（3）伊希姆河流量受流域内降水和气温共同影响，其中降水与流量相关性最大，且降水的变化对流量补给具有滞后性，6-9月气温对同时期流量影响较大。（4）T1时段（1969-1996年）和T2时段（1997-2016年）与T时段（1933-1968年）相比，气候变化对流量减少的贡献率分别为16.09%和44.83%，而人类活动对流量减少的贡献率为83.91%和55.17%。流域内水资源的开发及利用、人口数量和土地利用方式的变化等人类活动因素在很大程度上影响了伊希姆河流量。     

21世纪黑河流域降水统计降尺度及预估北大核心CSCD

借助第五阶段国际耦合模式比较计划(CMIP5)多模式集合数据、欧洲中期预报中心再分析资料及黑河流域站点观测记录等,检验了模式降水估计偏差,设计了3种降尺度方法,对2011~2100年模式集合预估降水做了降尺度偏差订正。结果表明,即使去掉模式气候飘移,在黑河流域的模拟或估计降水偏差依然较大。本文选用15个CMIP5模式集合做降水预估。依据贝叶斯模式平均(BMA)和多元线性回归(MLR)构造降尺度模型,其因子有700 hPa位势高度场、经向风和比湿等。检验表明,两种降尺度模型各有优缺点,BMA降尺度降水平均值精度较高,但方差和相关系数较低;MLR的方差和相关系数均较高,但在黑河下游极端干旱区或少雨季节易出现“负降水”偏差。在降尺度模型中加入模式降水因子后,BMA的降水方差和相关系数均有明显提高,MLR的负降水问题得到一定程度抑制。BMA模型在黑河上游最优,MLR在中、下游及整个流域最优。因此,选用BMA和MLR对RCP4.5情景下2011~2100年的降水预估做降尺度偏差订正,结果表明,经BMA和MLR降尺度后预估的整个黑河流域降水呈下降趋势,相对于1971~2000年参考期,流域前期(2011~2040年)、中期(2041~2070年)、后期(2071~2100年)降水下降率依次为−9.7%、−12.5、−12.1%,即前、中期降水明显减少,后期变化不大。其中上游降水有一个弱的增加趋势,其变化率依次为1.4%、1.6%、2.3%;中游降水呈明显减少趋势,其变化率依次为−16.3%、−21.4%、−22.6%;下游降水前期减少,中、后期明显增加,其变化率依次为−13.0%、4.2%、21.4%。该预估结果表明,随着全球气候暖化,黑河上游祁连山区降水会缓慢增加,但中游农耕区降水明显减少,流域水资源供需矛盾可能会进一步加剧。因此,黑河流域未来的分水方案及相关的生态、农业、经济等发展规划需要据此做一些调整,以适应未来气候和黑河流域水资源的可能变化。     

1951-2006年黄河和长江流域雨涝变化分析

 根据1951-2006年黄河和长江流域雨涝灾害灾情统计资料,分析了两个流域雨涝灾害发生频率的时空分布特征,结果表明：近50 a以来,特别是20世纪80年代以来,受气候变化影响,黄河和长江流域雨涝灾害不断增加,农作物受灾、成灾面积呈增加趋势,损失日趋严重,且长江流域受雨涝灾害影响范围较大,灾害发生频率大于黄河流域。受暴雨影响,夏季两个流域雨涝发生频率最高、范围最广。20世纪80年代末以来,黄河流域雨涝灾害增加趋势较为明显,而长江流域80年代初雨涝受灾面积和成灾面积显著增加。两个流域雨涝灾害的受灾率均自上游至下游逐渐增加,其中长江流域中下游地区受雨涝灾害影响较大。     

气候变化背景下黄河流域植被变化及其成因北大核心CSCD

研究黄河流域植被的时空变化及其影响因素,对生态文明建设政策的制定具有重要意义。基于2001~2020年MODIS(Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer)植被指数(Normalized Different Vegetation Index,NDVI)数据集及同期气象数据,运用均值法、一元线性回归、偏相关性分析和回归残差法等方法研究了近20年黄河流域植被时空变化及驱动因素。结果表明:黄河流域NDVI整体呈上升趋势并具有较大的空间异质性,其中黄河中游NDVI增长幅度最大,为0.0496(10 a)^(-1)。生长季受降水和沿黄灌区耕作的影响,西部地区、东南部区域和宁夏平原、河套平原植被指数明显较高;从整个流域来看,降水和温度变化对NDVI的贡献分别为32.6%和15.9%,其中降水对NDVI变化的贡献主要体现在黄河上游(50.7%),而温度的贡献则在黄河下游表现最突出(32.3%);20年来,人类活动和气候变化分别对黄河流域植被变化贡献了78%和22%,其中人类活动贡献率超过80%的区域主要集中在黄土高原中部区域;整个黄河流域NDVI与干旱程度有显著的正相关性,尤其在陇中黄土高原和河东沙区等区域。黄河上游NDVI与改进的帕默尔干旱指数scPDSI的相关性最高,而下游相对较低。     

Simulations of Water Resource Changes in Eastern and Central China in the Past 130 Years by a Regional Climate Model

Anthropogenic influences on regional climate and water resources over East Asia are simulated by using a regional model nested to a global model. The changes of land use/land cover (LULC) and CO₂ concentration are considered. The results show that variations of LULC and CO₂ concentration during the past 130 years caused a warming trend in many regions of East Asia. The most remarkable temperature increase occurred in Inner Mongolia, Northeast and North China, whereas temperature decreased in Gansu Province and north of Sichuan Province. LULC and CO₂ changes over the past 130 years resulted in a decreasing trend of precipitation in the Huaihe River valley, Shandong Byland, and Yunnan-Guizhou Plateau, but precipitation increased along the middle reaches of the Yangtze River, the middle reaches of the Yellow River, and parts of South China. This pattern of precipitation change with changes in surface evapotranspiration may have caused a more severe drought in the lower reaches of the Yellow River and the Huaihe River valley. The drought trend, however, weakened in the mid and upper reaches of the Yellow River valley, and the Yangtze River valley floods were increasing. In addition, changes in LULC and CO₂ concentration during the past 130 years led to adjustments in the East Asian monsoon circulation, which further affected water vapor transport and budget, making North China warm and dry, the Sichuan basin cold and wet, and East China warm and wet.