过去530年中国东部旱涝事件模拟研究初探

利用CCSM2.0.1模式完成的千年模拟试验结果对近530年中国东部区域旱涝事件进行了初步的研究。结果表明模式一定程度能够反映过去530年中国东部降水变化规律,在年代际变化上与旱涝等级资料较为一致。模式能模拟出旱涝事件世纪尺度变化特征以及旱涝事件的群发现象。从模拟结果中发现,过去530年中国东部共发生了3次持续时间5年或5年以上的严重干旱事件,分别发生在1483～1488年、1635～1645年和1964～1968年; 4次持续时间5年或5年以上的严重洪涝事件,分别发生在1529～1533年、1749～1753年、1926～1932年和1978～1984年。其中,1483～1488年、1635～1645年和1964～1968年干旱事件以及1749～1753年洪涝事件与旱涝等级序列有较好的对应,说明模式对严重干旱事件具有一定的再现能力,而对严重洪涝事件的模拟能力还有待加强。对个例分析发现,对应较好的3次严重干旱事件发生时期降水空间型态的演化与1749～1753年严重洪涝事件不同,前者前期呈南涝北旱格局,旱区逐年向东、南扩大,后者前期同样也呈南涝北旱格局,但为涝区逐年向东、北扩大。模拟还发现中国东部夏季降水的异常变化主要受夏季风影响,发生严重干旱事件期间夏季风偏弱,发生严重洪涝事件期间夏季风偏强,模拟显示严重旱涝事件期间副热带高压无明显变化。     

小冰期多尺度气候波动:贵州董哥洞高分辨率石笋记录

具有精准年代控制的高分辨率气候记录对于深入研究小冰期气候变化规律具有重要意义。文章基于黔南荔波县董哥洞D41石笋(研究部分长约11.7 cm)的24个U-Th绝对定年和1165组碳、氧稳定同位素测试数据,得到明清小冰期期间(公元1400~1880年)平均分辨率高于0.5年的洞穴上游水汽传输路径的空间集成降雨量变化记录。重建记录表明小冰期内部气候变化存在着多年代际-百年尺度变化趋势和年际-年代际波动;次级波动与干旱事件、火山活动的响应表明石笋δ^18O能够反映一定的大尺度气候信号。D41石笋的δ^18O序列功率谱分析结果显示出160年、11.5年、9年以及14~16、4~7年周期,可能反映了太阳活动和ENSO等地球气候系统内部变率的影响。中国南北方多根石笋氧同位素记录的对比表明崇祯大旱期间(公元1628~1643年)石笋记录显示出与历史文献资料类似的干旱边界,从南方至北方水汽传输路径上,干旱状态反映的空间集成降雨量减少可能是引起北方石笋氧同位素偏重的主要原因。另外,石笋氧同位素记录在年际-年代际尺度上明显的区域差异表明在短尺度上将单个洞穴石笋氧同位素记录用作亚洲季风强度指标时需要谨慎。     

公元1000—2000年中国北方地区极端干旱事件序列重建与分析

利用历史文献记录重建了公元1000—2000年中国北方地区极端干旱事件序列,在此基础上分析极端干旱事件的发生特征与规律。研究得出以下结论:(1)极端干旱事件在公元1000—2000年中存在200年左右的周期波动。在15世纪中期、17世纪初期和18世纪末期存在3次极端干旱事件高发期。(2)极端干旱事件的变动与中国东部地区干湿变化相一致,在偏干的时期极端干旱事件发生次数上升,在偏湿时则下降。(3)在中世纪暖期和现代暖期,温度愈高,极端干旱事件偏多;而在小冰期,则温度偏低的时期极端干旱事件多发。(4)西风带影响下的非季风区,干湿变化与极端干旱事件的关系与华北季风区相反,这可能与所谓的“丝绸之路遥相关”和NAO(NorthAtlanticOscillation,北大西洋涛动)的影响有关。     

末次盛冰期以来中国北方干旱区演化及短尺度干旱事件

对中国北方干旱区329个古土壤和湖泊沉积物的14C年龄数据的时空分布及频数统计分析表明, 从末次盛冰期至冰消期, 我国整个干旱区受控于西风带;在全新世, 干旱区东部环境变化主要受控于东亚季风系统, 而其西部仍属西风控制区。全新世以来, 中国干旱区存在至少4次百年至千年级的干旱事件, 且干湿变化基本上与全球西风模式区的气候变化相反, 而与低纬非洲干旱区气候变化有很好的对应关系 。由于我国干旱区和非洲干旱区的干湿变化均受控于来自低纬热带海洋的夏季风的强弱, 因此　两区干旱事件的同时发生可能与低纬热带海洋的气候变化有关。同时, 本文利用14C年龄的时空分布和其它地质资料, 初步恢复了末次盛冰期和全新世最适宜期我国干旱区的沙漠分布状况。     

树轮记录的西北季风边缘区干旱变化

祁连山东部位于亚洲季风西北边缘区,对气候变化十分敏感。由于该区位于半干旱区,降水的变化直接影响人类社会经济的发展,所以研究该区干旱变化情况及其机制非常重要。 利用采自祁连山东部西北季风边缘、地处半干旱区的吐鲁沟地区的油松树轮样芯,建立了树轮宽度年表,时间跨度为1866-2003AD。树轮宽度年表与气象因子相关分析结果显示树木生长主要响应生长季内的降水和干旱变化。该年表与附近区域利用树轮宽度重建的帕尔默干旱指数（PDSI）进行对比,结果显示严重的干旱时间发生在1920s-1930s、1966年、1974年、1982年和1990s和21世纪初。多窗谱分析研究表明,该区年表序列存在显著的2~4 a周期（P<0.05）,该周期与ENSO变率吻合,与在贺兰山、祁连山其他地区、兴隆山及贵清山研究结果一致,表明这些区域可能受共同气候因子的影响。     

贵州盘县峨眉山玄武岩系顶部凝灰岩LA-ICP-MS 锆石U-Pb年龄:对峨眉山大火成岩省与生物大规模灭绝关系的约束

在20世纪90年代,有学者认为峨眉山大火成岩省(Emeishan Large Igneous Province, ELIP)大规模火山活动与二叠-三叠系之交(Permian-Triassic Boundary, P-TB)的生物大灭绝事件在时间上有耦合关系,随后的⁴⁰Ar/³⁹Ar同位素测年结果也显示峨眉山大火成岩省是晚二叠世形成的。但是,近些年大量的SHRIMP U-Pb测年结果表明,ELIP大规模火山喷发约在~260Ma;因此有研究认为,ELIP火山活动与中二叠世瓜德卢普期末(end-Guadalupian)的生物灭绝事件在时间上联系更加紧密。至于P-T界线生物大灭绝,现在多数学者认为是,由于西伯利亚大火成岩省火山强烈活动释放大量气体和火山灰所造成环境变化引起的。最近,我们在ELIP东部的贵州盘县峨眉山玄武岩系剖面中发现顶部发育厚度达近百米的凝灰岩层,其LA-ICP-MS U-Pb法测年结果为251.0±1.0Ma,与浙江煤山剖面中二叠系-三叠系边界处黏土层或火山灰层的锆石U-Pb年龄接近。因此,峨眉山玄武岩喷发结束的时间应该在P-T边界,与西伯利亚大火成岩省的主体喷发时间一致。新的测年结果暗示了ELIP火山活动与地球历史上最大的一次生物灭绝事件(P-T边界)可能存在着成因联系。     

青藏高原东北部泥炭沉积粒度与元素记录的全新世千年尺度的气候变化

通过对青藏高原东北部共和盆地泥炭沉积的粒度与地球化学元素分析, 重建了区域全新世千年尺度的气候变化过程. 结果显示: 10.0~8.6 cal ka BP区域暖湿程度逐渐增加, 但在8.6~7.1 cal ka BP气候相对寒冷干燥, 7.1~3.8 cal ka BP 暖湿程度总体上为全新世最佳, 但也出现明显的气候波动, 3.8~0.5 cal ka BP气候向冷干方向发展, 0.5 cal ka BP以来气候又逐渐转向暖湿. 这一特征与中国东部季风区的气候变化有很好的一致性. 此外, 区域全新世气候变化过程中存在10次千年尺度的寒冷事件, 并与高原冰芯、 湖泊、 泥炭和风成沉积记录的古气候变化, 甚至与北半球高低纬度的气候变化都具有良好的可比性. 因此, 认为区域全新世气候变化具有"季风模式"与"千年尺度震荡"的双重特点.     

汉江上游全新世特大古洪水事件光释光测年研究

古洪水事件对中国古代文明的演变进程产生过重大影响,古洪水水文学研究是全球变化研究的前沿课题.通过野外深入考察,在汉江上游河谷阶地上,发现典型的全新世剖面中赋存古洪水滞流沉积层,记录了古洪水事件的气候水文信息.选择三个剖面系统采样,应用SAR法的Post-IR OSL技术对样品进行测年研究,获得了14个OSL年龄数据.结合样品的粒度成分和磁化率等气候替代指标测定分析,获得了全新世洪水事件与气候变化关系的记录.证明在距今9.5~8.5 ka和3.2~2.8 ka前,汉江上游经历了2个特大洪水期.该流域黄土—古土壤剖面记录了全新世早期气温回升增湿的气候,由于大气波动失稳,出现了9~8 ka前的全球降温事件;中期土壤成壤强烈,记录了温暖湿润的气候;晚期形成的现代黄土和表土层,记录了相对干旱的气候.由此揭示了在全新世早期气候波动失稳和中期向晚期过渡的气候转折时期,气候变化剧烈,降水变率增大,是导致特大古洪水事件频发的主要原因,这也是该区域气候水文事件对全球气候变化响应规律的具体表现.     

末次冰消期内蒙古东部气候不稳定性:布日敦湖花粉记录

内蒙古东部植被是我国北方重要的生态系统屏障,东亚夏季风降水变化是影响当地水资源分布、植被演替、农牧业经济发展的重要因素.为了更好预测未来季风边缘带植被景观、降水变化趋势和评估干旱事件可能产生的影响,需要在该区域开展更多地质增温期历史相似型研究.本文选择生态系统脆弱、对夏季风变化响应敏感的内蒙古东部布日敦湖作为研究点,通过钻取长386 cm的湖泊沉积物并选取底部厚度176 cm(386~210 cm),分析其中的花粉指标,结合高精度AMS 14C测年,来重建该地区末次冰消期高分辨率植被演替过程和降水不稳定性特征.结果表明,布日敦湖岩芯386~210 cm沉积物年代跨度为14918~10693 a B. P..湖泊周围植被在14918~14167 a B. P.为以蒿属、禾本科等草本植物为主的草原景观;而在14167~12695 a B. P.,以桦属为代表的先锋树种出现在湖泊西部山地丘陵区,并逐渐发展成为以桦属为建群种的温带落叶阔叶林;12695~11505 a B. P.,桦属和其他阔叶乔木明显减少,湖泊西部地区植被迅速退化为开阔的疏林草原景观;11505~10693 a B. P.,植被逐渐恢复为与现今类似的森林草原交错生长群落.乔木/非乔木花粉含量比值( AP/NAP)和主要陆生植物花粉百分比主成分分析(PCA)结果说明,研究区植被演替主要受降水控制.将该结果与沉积相、沉积速率变化相结合,证明14512 a B. P.布日敦湖流域内降水突然增加,在14512~12695 a B. P.期间气候最为湿润,并伴随3次百年尺度降水波动事件.而12695 a B. P.时降水迅速减少,在12695~11505 a B. P.发生千年尺度干旱事件.布日敦湖地区降水变化总体趋势与北方季风边缘带其他高分辨率湖泊记录相似,但内部结构存在一定差异.在年代误差范围内,降水突变与北高纬博令-阿勒罗德(BA)间冰阶和新仙女木(YD)冰阶温度异常事件发生时间相一致.北半球夏季太阳辐射岁差周期变化、北大西洋经向反转环流(AMOC)循环速率、西风急流强度和位置等均可能导致西太平洋副热带高压位置异常偏移,进而影响东亚夏季风北部边缘带降水变化.     

特约主编致读者(Ⅱ)

全球气候正在经历快速、显著的变化,对许多领域产生了重大影响。气候变化极其复杂,包含季节至千年等不同时间尺度,其变化及机理存在较大差异。深入认识不同时间尺度的气候变化动力学过程与机理,实现古今气候的结合,是理解和应对全球及区域气候变化的关键。因此,为了更好地了解古今气候变化研究前沿及进展,特组织了“古今气候变化”专辑,共收集了11篇相关学术论文,以飨读者。 1.古气候中的沙尘变化及其气候影响 刘永岗等（2022）利用气候模式,针对前寒武时期、盘古超大陆时期、末次冰盛期和全新世中期的沙尘变化及其气候影响开展模拟研究,发现沙尘变化及其气候影响在上述时期之间存在较大差异。 2.青藏高原隆升气候效应的数值模拟研究进展概述 孙辉和刘晓东（2022）对有关青藏高原隆升气候效应的数值模拟研究进行了回顾,指出新生代以来青藏高原在隆升、生长和北移过程中,其动力和热力作用对东亚季风形成、南亚季风演化、内陆干旱化发展以及亚洲季风-干旱环境格局变迁都有重要影响。 3.上新世热带海道变化影响东亚气候的模拟研究 上新世早—中期热带海道变化对东亚气候的影响机理仍不清楚。谭宁等（2022）模拟了印尼海道收缩和巴拿马海道关闭对东亚气候的影响,指出热带海道的关闭/收缩导致东亚北部夏季气温降低、南部升高,冬季东亚大陆升温、降水减少。 4.第四纪两类千年尺度气候振荡现象及机理研究 张晓和张旭（2022）基于目前对DO和HS-DO两类千年事件的研究现状,总结了已有的可反映千年事件的重建数据,利用以往模拟工作回顾了现有的机制理论,评述了目前研究DO和HS-DO事件的局限性。 5.季节性海冰驱动的冰期北大西洋“电容器”效应 张旭等（2022）模拟了氧同位素3阶段的一个典型DO事件过程,探讨了冰阶冷期北大西洋气候变率的放大机制,表明北大西洋季节性海冰的存在可以调控海洋次表层热量积累释放的过程,产生“电容器”效应,这对理解冰期年际年代际气候变率放大现象有启示意义。 6.全新世亚洲季风百年-千年尺度变化的模拟研究进展 孙炜毅等（2022）从数值模拟的角度,回顾了全新世亚洲季风百年千年尺度变化的模拟工作,并从外强迫和内部变率这两个角度对机制进行了探讨,有助于深入理解全新世亚洲季风演变及机理。 7.全新世中期中国气候和东亚季风：PMIP4模式结果 田芝平等（2022）分析了多模式模拟的全新世中期中国气候和东亚季风变化,指出：全新世中期中国年和冬春季偏冷,夏秋季偏暖;降水、蒸发和有效降水的年变化较小,季节上均表现为冬春季减少,夏秋季增加;东亚冬、夏季风加强。 8.亚洲高山区全新世中期气候及其影响下的冰川模拟 燕青（2022）模拟了全新世中期亚洲高山区的气候变化,分析了亚洲高山区冰川变化及其区域性,探讨了温度和降水变化对冰川的作用,研究有助于加深理解全新世中期亚洲高山区冰川的变化格局和驱动机制。 9.陆面过程与天气研究 陈海山等（2022）从陆面基本要素、下垫面构成、陆面诱发的局地环流3个方面,回顾了土壤湿度、地形、土地利用、山谷-平原环流等要素和过程对强对流、暴雨、台风、高温热浪等天气事件影响研究的相关进展。 10.前冬戴维斯海峡—巴芬湾区域海冰异常对中国东部春季极端降水频次的可能影响及预测价值 张梦琪等（2022）的研究表明：前冬戴维斯海峡—巴芬湾区域海冰异常偏多时,北大西洋易出现经向三极型海温异常,该信号持续到春季并通过激发欧亚遥相关波列调制中国东部的动力和水汽条件,为春季极端降水发生提供有利背景环流。 11.中国区域性暴雨事件未来变化：RegCM4动力降尺度集合预估 周波涛等（2022）采用追踪式的客观识别方法,对中国区域性暴雨进行了识别,并从发生频次、持续时间、平均降水量、平均影响范围和综合强度5个方面预估了其未来变化,为应对气候变化提供了依据。     

40a来中国旱灾对ENSO事件的区域差异响应研究

利用中国各地区1949—1990年间旱灾的受灾面积比和成灾面积比,分别与ENSO指数进行相关分析.结果发现:ENSO指数与各地的旱灾事件有着一定的反相关关系,表明ENSO的发生对我国大部分地区有着显著的影响,特别是对华北、东北、华南、内蒙古和新疆等地区的相关性具有很好的显著水平.通过对比各个分区对ENSO事件的响应程度,分析了其空间差异性.ENSO指数的变化与中国各地的旱灾有密切的联系,全球升温通过影响ENSO事件而影响中国的旱灾面积:全球升温影响下,ENSO指数升高,旱灾减少.     

气候变化下中国主要流域气象水文干旱潜在风险传播

全球气候变化影响了气象水文要素的时空分布特性,气象水文干旱事件的转化关系及风险传播特征亟待研究。基于站点、栅格观测资料和CMIP5（Coupled Model Inter-comparison Project Phase5）的19个气候模式输出数据,采用新安江等4个水文模型模拟了中国135个流域历史（1961—2005年）和未来时期（2011—2055年,2056—2100年）的水文过程,计算了SPI（Standard Precipitation Index）和SRI（Standard Runoff Index）干旱指标,通过游程理论识别了气象干旱与水文干旱事件,利用Copula函数与最大可能权函数度量二维干旱风险特征,定量评估了气象干旱至水文干旱的潜在风险传播特性。结果表明:①气象-水文干旱对气候变化响应强烈,华北和东北地区的干旱联合重现期增大,干旱潜在风险减小,华中和华南地区的干旱联合重现期减少60%~80%,干旱潜在风险增加;②气象干旱与水文干旱风险在历史和未来时段均存在显著的正相关关系,相关系数超过0.99;③各流域水文干旱风险变化对气象干旱风险变化的敏感程度不会随气候变暖发生较大变化,但未来北方地区水文干旱同气象干旱同时发生的概率将会小幅度增加。     

Spatiotemporal variability of meteorological droughts in southeastern USA

Droughts in the southeast USA have been linked to economic losses and intractable water conflicts. The region has witnessed several severe droughts events during the period from 1901 to 2005. In this study, spatiotemporal variability in meteorological drought characteristics in the southeast were analyzed using two different datasets by the means of standard precipitation index and standard precipitation evapotranspiration index for the period 1901–2005 for agricultural and non-agricultural seasons. The study periods were divided into three epochs 1901–1935, 1936–1970, and 1971–2005 and drought characteristics, in terms of severity, frequency, number, and trends were analyzed. Additionally, areal extent, drought severities and return periods associated with three severe drought years 1904, 1954, and 2000 were analyzed. Except for the state of Florida, results indicate decrease in drought severity during the recent epoch of 1970–2005 in the study domain. Trend analysis confirms that the study domain has become wetter over the last 105 years. Wetting trends were more prominent in the agricultural season. Additionally, droughts seem to have migrated from the western part of the study area encompassing the states of Alabama, Tennessee, Louisiana, and Mississippi to the Florida panhandle region during the recent epoch. Droughts exhibited higher spatiotemporal variability during the agricultural season compared to the non-agricultural seasons. Results also showed that early to mid-1950s experienced some of the most severe droughts in the study domain. Some of the drought events, such as the drought of 1954 and 2000, have been equivalent to a 100-year drought event in the southeast. The results from this study form the benchmark for studying the impacts of future climate change projections on meteorological droughts in the southeast.     

Spatial and temporal analysis of drought risk during the crop-growing season over northeast China

Northeast China as an important agricultural zone for commercial and economic crop in China suffered from increased drought risk that seriously threatened agricultural production and food security in recent decades. Based on precipitation datasets from 71 stations from 1960 to 2009 and on the reliable statistical methods of the Mann–Kendall test, Sen’s slope and the Standardized Precipitation Index, we analyzed the temporal and spatial variation of drought occurrence during the crop-growing season (from May to September) and summer (from June to August). The results showed that regional mean precipitation during the crop-growing season and summer over the last 40 years has decreased at the rate of ?1.72 and ?1.12 mm/year, respectively. According to timescale analysis of abrupt changes, there were two distinct time series (1965–1983 and 1996–2009) with decreasing precipitation trends at a 95 % confidence level. A comparison between the two time series of these two periods demonstrated that more frequent and more severe drought occurred during 1996–2009. Furthermore, drought risk in recent decades has become even more serious both in severity and in extent. Especially in the crop-growing season of 2001 and summer of 2007, over 25 % (2.0 × 10⁵ km²) of study area experienced severe drought (serious and extreme droughts). Our results highlight the urgent need for the development of effective drought adaptations for cropland over northeast China.     

Investigation of hydrological drought using Cumulative Standardized Precipitation Index (SPI 30) in the eastern Mediterranean region (Damascus,Syria)

The Eastern Mediterranean region has been exposed to drought episodes, which have been occurring more frequently during the last decades. The objective of the present paper is to study the precipitation regime of the Damascus (Mazzeh) meteoric station by analysing drought characteristics using the Standardized Precipitation Index (SPI) and comparing this with the drought in Cyprus. The cumulative drought conceptis proposed to characterize long-term hydrologic drought, which affects the shallow groundwater productivity in terms of quantity and quality. Gamma probability distribution was fitted to the long-term annual precipitation in Damascus from 1918–1919 to 2007–2008 (n = 90 years). Generally, a decreasing trend of 17% to the mean annual rainfall of Damascus and 13% to the mean annual rainfall of Cyprus was estimated between 1970 and 2000. The SPI identifies three major extended drought periods: (1) 9 years of severe drought (1954–1963) with an average 20% precipitation deficit per year compared to the mean. (2) 8 years of severe drought (1983–1991) with a 27% deficit per year on average. (3) 9 years of extreme drought (1993–2002) with a 31% deficit per year on average. The cumulative standardized precipitation index (SPI 30) demonstrates positive values for the first period and is indicative of having no effect on the global water balance. SPI 30 exhibits sensitive equilibrium with near zero values / a near zero value (±1.5) for the second period. For the third period, however, the SPI 30 decreases below ?10 indicating an extreme hydrological drought that has negative consequences on the recent groundwater recharge. It is required to develop and implement a sustainable groundwater management strategy to reduce long-terms drought risks. Generally, the SPI 30 in Cyprus is parallel to that in Damascus with a 3–5 year delay. Thus, the central zone of the Eastern Mediterranean region is facing big challenges and has been suffering from three decades of moderate to severe hydrological drought (SPI 30=?5 to ?10) causing a severe decrease in springs discharges of the region. Therefore, in order to reduce the climate change effects on water resources, it is necessary to adopt a sustainable proactive management plan during the frequent severe droughts.     

The evolution analysis of flood and drought in Huai River Basin of China based on monthly precipitation characteristics

Based on the daily precipitation data of 38 weather stations in the Huai River Basin from 1961 to 2010, this study used SPI index, P-III curve to determine the flood/drought years, under what situations for droughts and floods easily happen, and to analyze the evolution law of flood and drought during inter-annual and intra-annual based on the characteristic of monthly precipitation. The results showed that: (1) annual rainfall of the Huai River Basin presented decreasing trend, maximum rainfall appeared from June to August, and multi-year average precipitation increased gradually from north to south; (2) the variation of monthly precipitation during flood years was more severe than other typical years, and precipitation in drought years showed nearly 50 % decline compared with normal years; (3) high rainfall of flood years was mainly caused by the increase in rainfall in flood season, and the strategy of flood control and drought relief was “short-term flood prevention and long-term drought relief”; (4) while precipitation of most months in drought year was reduced, the relevant strategies “annual basin-wide of long-term drought prevention” should be carried out; (5) combination events of floods and droughts occurred frequently. Persistent drought dominated in spring and summer while droughts and floods that happened alternately were mainly in summer and autumn.     

近千年中国东部夏季降水的模拟研究

利用ECHO­G海气耦合气候模式模拟的中国东部过去近1000年的降水资料,通过经验正交函数分解方法得到了中国东部夏季降水分布的主要空间型态： 华北和华南地区与长江中下游地区反位相,即华北和华南地区降水多(少)时长江中下游地区降水少(多)。对31年滑动平均后3种空间分布型的时间系数进行Morlet小波分析和功率谱分析发现,3个地区均存在准60年的年代际振荡周期,长江中下游和华南地区均存在准200年的百年际振荡周期,华南地区还存在120年和80年的变化周期。全球海温场与3个地区夏季降水31年滑动平均后的相关分析表明,在40°～70°S,170°～60°W海域海温与华北和长江中下游地区夏季降水负相关,与华南地区夏季降水正相关除该区外的南北半球(30°～60°)中高纬海域海温与华北和长江中下游地区夏季降水正相关、与华南地区夏季降水负相关,说明在年代际和百年际时间尺度上,中高纬海域海温是影响长江中下游地区和华南地区夏季降水反相的主要因子之一。最后通过对太阳常数、火山活动等外强迫因子与中国东部夏季降水的功率谱分析发现： 中国东部夏季降水的年代际与百年际变化周期大都与外强迫因子的变化周期一致,说明外强迫因子,尤其是太阳常数和火山活动的变化是影响中国东部夏季降水年代际和百年际振荡的主要原因。     

公元1500—2000年印度尼西亚—菲律宾强火山喷发对中国中东部旱涝格局的影响*

强火山活动是气候变化的重要自然驱动因素,可导致中国降水出现年际或年代际变化,甚至极端的旱涝现象。探究位于中国邻域的印度尼西亚—菲律宾一带的强火山喷发与中国旱涝分布格局的关系,有助于阐释中国旱涝发生的时空规律及机制,为预测未来火山爆发可能导致的降水异常提供借鉴。本文基于1500—2000年期间世界强火山活动和中国旱涝资料,运用时序叠加分析的方法辨识了印度尼西亚—菲律宾一带的强火山喷发后中国旱涝在年际尺度上的时空变化特征,并对1815年Tambora火山喷发进行案例分析。结果表明印度尼西亚—菲律宾一带的强火山喷发对中国的旱涝格局有一定的影响:强火山喷发后第0年至第2年,中国中东部各站点的整体变化为偏涝;在第3年,整体出现了偏旱的转变,且变化幅度相比其他年份较大;就地区而言,喷发后华北、华南地区分别出现了由旱转涝、由涝转旱的变化,并且这些变化大概持续了2~3年,随后2个区域均恢复了喷发前的旱涝趋势;印度尼西亚1815年Tambora火山喷发后0~3年,中国以涝情为主,但发生涝情的区域逐年在发生变化。     

Standardized precipitation evaporation index (SPEI)-based drought assessment in semi-arid south Texas

The coastal semi-arid region of south Texas is known for its erratic climate that fluctuates between long periods of drought and extremely wet hurricane-induced storms. The standard precipitation index (SPI) and the standard precipitation evaporation index (SPEI) were used in this study in conjunction with precipitation and temperature projections from two general circulation models (GCMs), namely, the National Center for Atmospheric Research (NCAR) Parallel Climate Model (PCM) and the UK Meteorological Office Hadley Centre model (HCM) for two emission scenarios—A1B (~720 ppm CO₂ stabilization) and B1 (~550 ppm CO₂ stabilization) at six major urban centers of south Texas spanning five climatic zones. Both the models predict a progressively increasing aridity of the region throughout the twenty-first century. The SPI exhibits greater variability in the available moisture during the first half of the twenty-first century while the SPEI depicts a downward trend caused by increasing temperature. However, droughts during the latter half of the twenty-first century are due to both increasing temperature and decreasing precipitation. These results suggest that droughts during the first half of the twenty-first century are likely caused by meteorological demands (temperature or potential evapotranspiration (PET) controlled), while those during the latter half are likely to be more critical as they curtail moisture supply to the region over large periods of time (precipitation and PET controlled). The drought effects are more pronounced for the A1B scenario than the B1 scenario and while spatial patterns are not always consistent, the effects are generally felt more strongly in the hinterlands than in coastal areas. The projected increased warming of the region, along with potential decreases in precipitation, points toward increased reliance on groundwater resources which are noted to be a buffer against droughts. However, there is a need for human adaptation to climate change, a greater commitment to groundwater conservation and development of large-scale regional aquifer storage and recovery (ASR) facilities that are capable of long-term storage in order to sustain groundwater availability. Groundwater resource managers and planners must confront the possibility of an increased potential for prolonged (multi-year) droughts and develop innovative strategies that effectively integrate water augmentation technologies and conservation-oriented policies to ensure the sustainability of aquifer resources well into the next century.