1840年以来长江大洪水演变与气候变化关系初探

长江洪水灾害是我国频率高、为患严重的自然灾害之一.本文依据可靠资料,选择1840年至2000年间32次大洪水记录,探讨其演变与气候变化的关系.认知1910s前的19世纪冷期出现大洪水13次(包括1870年的极值大洪水事件)频率为1.9次／10a.1921-2000年间出现了大洪水19次,频率为2.4次／10a.20世纪暖期又分出两个变暖时段,前一变暖时段的峰值期1920s-1940s出现大洪水9次,包含1931年全流域大洪水.后一变暖时段,即1980s与1990s出现大洪水8次.实测记录到的最大洪水1954年位于前一变暖时段结束阶段.1990s是全球,也是我国近百年中最暖年代,受东南季风影响大的中下游地区夏季降水量是近百年最多的,大暴雨频率也是有较多记录的40年来最高的.以此出现了10年5次大洪水高频率现象,包含1998年全流域型大洪水,表明了全球变暖的显著影响.也指示30-40年问周期性振荡中多雨年代.如此可预期21世纪初期降水会有小幅度下降与大洪水频率在短期内降低的可能性.长江上游受西南季风影响较大,19世纪下半期与20世纪上半期为多降水期,大洪水频率较高.20世纪下半期为少降水期,大洪水频率较低.关于气候变化研究有待深入,前景不易预估.     

鄱阳湖流域1955-2002年径流系数变化趋势及其与气候因子的关系

近些年来,由于人类活动的影响,湖泊普遍出现了萎缩、水位下降、水量锐减、水质污染等问题,研究湖泊最低生态水位,确保湖泊所必须的最小水量,对于解决我国湖泊生态退化问题具有重要意义.本文提出综合指标法来计算湖泊最低生态水位.根据博斯腾湖具体情况选取天然水位资料、湖泊形态和芦苇3种指标为依据分别计算博斯腾湖的最低生态水位,计算结果分别为1047.06 m,1047.41 m和1047.20 m,然后通过综合分析以上这3种指标所占权重,进行加权计算,最终确定博斯腾湖最低生态水位为1047.16 m,通过分析表明1047.16 m作为博斯腾湖最低生态水位是合理的,综合指标法作为湖泊最低生态水位的计算方法切实可行.     

全球升温1.5℃和2.0℃情景下中国乡村振兴核心区极端降水的变化特征北大核心CSCD

中国乡村振兴核心区生态环境较脆弱,暴雨洪涝等气象灾害频发,在此背景下,定量、科学地评估乡村振兴核心区全球升温情景下极端降水的变化特征,能够为乡村振兴核心区防止因灾返贫策略等的制定提供一定的科学依据。本研究基于CMIP6(Coupled Model Intercomparison Project Phase 6)气候模式下不同SSPs-RCPs(Shared Socioeconomic Pathways-Representative Concentration Pathways)组合情景模拟数据,对全球升温1.5℃和2.0℃情景下中国乡村振兴核心区极端降水事件频次、强度和持续时间的变化特征进行了分析。结果表明:(1)相对于基准期(1995~2014年),全球升温1.5℃情景下,乡村振兴核心区受极端降水影响明显增大,面积占比60.91%的区域极端降水频次增加,面积占比88.19%的区域极端降水强度增强,面积占比81.07%的区域极端降水持续时间增加;(2)全球升温2.0℃情景下,乡村振兴核心区三项极端降水指标变化与升温1.5℃情景下相似,相对于基准期有增加趋势,极端降水频次、强度和持续时间面积占比分别为55.78%、85.24%、79.33%;(3)从空间角度分析,全球升温1.5℃和2.0℃情景下,乡村振兴核心区中西部相较东部可能更易受极端降水的影响,西藏片区频次和持续时间增加显著,尤其值得关注;(4)当全球升温从1.5℃到2.0℃情景,乡村振兴核心区整体极端降水特征的变化未表现出明显增减趋势及空间特征。相比1.5℃较基准期的变化,2.0℃情景下极端降水频次、强度、持续时间的增加区域范围均缩小,但平均增幅均变大,对于发生极端降水事件的乡村振兴核心区区域而言可能面临更大的风险。     

近半个世纪ENSO事件对长江三角洲地区气候的影响

对上海、杭州和南京1951～2001年日降水和气温资料作χ^2检验,探讨ENSO事件与长江三角洲地区降水、气温的关系,结果表明ENSO事件与研究区年降水量、四季降水以及年最高气温关系远低于自由度为3的90％置信度水平,二者无显著相关性。将E1 Nino分为两类后研究其对研究区年降水量、夏季降水量以及高温天气的影响,结果显示,第Ⅰ类E1 Nino影响年中研究区年降水量比常年偏高约15．6％,不易出现高温天气;第Ⅱ类E1 Nino影响年的年降水量比常年偏少20％-30％,但高温天气出现几率大。     

新型蒸渗仪及其对陆面实际蒸散发过程的观测研究

水量平衡和蒸散发过程研究是水文循环研究的重要方面。正确的观测和计算地表实际蒸散发量对认识气候变化条件下的水循环特征、实现区域水资源的可持续开发利用具有非常重要的意义。传统蒸渗仪功能单一,不仅安装费用较高,日常维护和观测需要大量的人力物力,观测精度也常常受到仪器系统误差或人为因素的影响。围绕着陆面蒸散发观测和解决"蒸发悖论"的科学问题,设计了用于研究气候变化对水循环、陆面蒸散发影响的野外自动观测实验的新系统,站址选择在江西省南昌县生态实验站。该新型蒸渗仪(Lysimeter)系统采用先进的高分辨率称重系统(陆面蒸散发观测精度:0.01 mm)、高精度土壤水分水势传感器(pf:0-7,国际专利号:102004010518.9)和动态IP解析技术的GPRS数据采集器(24 bit,512 k),通过地表气象站、土壤水分水势、蒸渗仪和地下水位等独立的观测实验对比,确定陆地表面实际蒸散发量以及蒸散发过程的有关参数。该系统无论在测量的精度及频次上都比传统观测方法有极大的提高。另外,除了应用于陆面实际蒸散发量的观测外,该系统装置了2004年获得国际专利的新型土壤水分、温度和水势传感器,观测精度较高,观测频次可调节幅度较大,且适应多种环境条件,能够根据不同的科学目标进行新的组合和设计。     

共享社舍经济路径(SSPs)下2020—2050年中国分产业产值时空变化

根据IPCC共享社会经济路径（SSPs）全球框架,基于中国国内生产总值历史资料、人口普查数据及历年各省统计年鉴,对柯布-道格拉斯（Cobb-Douglas）经济预估模型的劳动参与率、资本产出弹性、全要素生产率等参数进行本地化,预估分析2020—2050年中国（除港、澳、台外）31个省（区、市）第一、第二和第三产业产值变化。结果表明：(1)不同SSPs路径下,中国各省分产业产值的变化趋势有显著差异。第一、第二产业产值变化趋势相同,但第二产业产值远高于第一产业。第一、第二产业在SSP1、SSP2和SSP5路径下持续增加,在SSP3和SSP4路径下呈现先增后减的趋势。第三产业产值在5种路径下均呈持续上升趋势。(2)三产产值增速总体呈下降趋势,产业间增速及物质需求的变化导致第一、第二产业对国内生产总值的贡献逐渐减少,第三产业比重增加,产业结构逐渐优化。(3)不同的社会经济发展政策对中国分省分产业产值影响显著。2020—2050年,三产产值基本呈现东高西低的空间特点。与2010年相比,2050年三产产值均在东部经济区增加最多,第一、第二产业产值在东北经济区增加最少,而第三产业在西部经济区最少。2050年,中国各省第一产业产值对经济贡献普遍低于8%,第二产业在25%~30%,第三产业普遍高于60%。东部经济区第三产业产值对经济总量的贡献始终高于西部,产业结构更为合理。     

2013年全球重大天气气候事件及其成因

2013年,全球气温持续偏高,与2007年并列为第六个最暖年份,其中气温异常偏高的地区主要位于澳大利亚、北美洲北部、南美洲东北部、非洲北部以及欧亚大陆的大部地区。年内,赤道中东太平洋基本维持弱冷水状态,北极海冰范围仍处于记录中最低水平之一,而南极海冰范围则创历史新高。受大气环流异常以及海洋和海冰等外强迫因子的共同影响,世界范围内出现了显著的气候异常和极端事件,年初寒流和暴风雪袭卷亚洲、欧洲部分地区和北美洲,澳大利亚出现了极端高温天气;6—9月中欧、亚洲和北美洲部分地区遭受暴雨洪涝的袭击,期间北半球大部地区则发生了极端高温天气;6月以来多个强台风袭击东亚、东南亚和北美洲东海岸。分析指出,大气环流异常是上述全球重大天气气候事件的直接原因,而太平洋海温异常通过海气相互作用对大气环流异常产生重要影响。此外,在全球升温的过程中,伴随着气温平均值和变幅增大,致使发生极端天气气候事件的概率增加,这为全球许多国家和地区出现异常天气提供了有利的气候背景条件。     

太湖地区西苕溪流域水文模型的设计

西苕溪流域位于人口众多，经济发达的太湖流域上游源头地区。受自然和气候特性的影响，该流域频繁遭到洪水灾害的袭击。为了定量研究西苕溪流域洪水发生机制和动态规律，本项目研制了一个局地尺度综合水文模型。该模型由若干个子模型组成，包括新安江模型及明渠河网非恒定流的水力学模型等。     

全球升温1.5℃与2.0℃情景下中国极端低温事件变化与耕地暴露度研究

基于区域气候模式COSMO-CLM（CCLM）模拟的1960-2100年逐日最低气温数据及2000年中国土地利用数据,采用强度-面积-持续时间（Intensity-Area-Duration,IAD）方法,以全球升温1.5℃（RCP 2.6情景）和2.0℃（RCP 4.5情景）为目标,研究不同持续时间中国极端低温事件变化特征、最强极端低温事件强度与面积关系和最强中心空间分布,分析极端低温事件下耕地面积暴露度的变化规律。研究发现:（1）全球升温1.5℃情景下,持续1至9 d的极端低温事件频次相对于基准期（1986-2005年）下降30%-54%,强度变化-1%-8.8%,影响面积下降7%-21%;升温2.0℃,频次下降48%-80%,强度上升6%-11.5%,影响面积则在-14%-19%变化。（2）全球不同升温情景有可能发生强度和面积超过基准期最强事件的极端低温。全球升温1.5-2.0℃时,同等面积上的最强极端低温事件强度明显下降,但最强极端低温事件中心由西北和西南转移到华中和华南等地。（3）不同升温情景下,暴露于极端低温事件的中国耕地面积明显少于基准期,且升温幅度越高下降程度越大。最强极端低温事件的耕地暴露度则随温度的升高而增大。升温1.5℃时,华东、华北与华中等地暴露在最强极端低温事件的耕地面积相对于基准期有所增大,升温2.0℃时,华东与华北等地有大幅度上升。全球不同升温情景下,极端低温事件频次与影响面积持续下降,但强度上升;随着升温幅度的增大,这种差异变化特征越来越明显;特别应注意的是,随着温度上升,发生强度和面积超过当前记录到的最强极端低温事件的可能性增大;应加强极端事件的预警、预报和监测,减缓经济社会的损失。