气候变化适应行动实施框架——宁夏农业案例实践

宁夏是我国生态脆弱区和贫困区之一,以宁夏为例开展农业适应行动实践具有一定的代表性和示范作用。根据气候变化适应行动实施框架,研究结果表明：宁夏未来气候干旱风险将增加,水资源短缺矛盾加剧,极端气候事件频率和强度加大。未来宁夏北部灌区农业应以发展节水灌溉和高效种植为主,中部以设施农业和牧业为主,南部以发展特色农业为主。气象部门和水利部门对适应技术的适应效果持乐观态度,农牧业部门和林业部门则态度谨慎。适应措施能否实施的首要条件是措施符合国家和地方的政策方针,其次是成本效益;在实施条件中,要求相对比较弱化的是公众对气候风险的认知程度以及措施的灵活调整性。在适应措施选择上,气象服务和种植结构调整成为首选的适应技术,而覆盖技术、节水技术由于更倾向于传统的技术范畴,虽然效果较好,但对其适应优先性选择存在影响。     

青海南部牧区前冬积雪变化及其预测的关系模型研究

利用1961-2008年青海南部牧区地面气象观测资料、74个环流特征量和北半球500 hPa高度场网格点资料,整理了地表积雪序列和雪灾年表,并对积雪的变化趋势和雪灾发生的机理进行了研究。结果表明,1961-2008年青南牧区共有16 a发生积雪灾害,占总年数的33.33%。在4 450 m以下,累计积雪量随海拔高度的升高而增加,在4 451 m以上,累计积雪量随海拔高度的升高而减小。典型多积雪年新地岛地区的冷空气偏强、高原低值系统活动偏多,新地岛的冷空气容易沿偏西北路径侵入青南高原与高空槽前的暖湿空气汇合,形成云雨的物理条件充分,降雪多、积雪厚。典型少积雪年环流形势与上述基本相反。10-12月北美区极涡面积偏大和欧亚经向环流偏强、10月欧亚经向环流偏强、11月大西洋欧洲环流型E型日数偏多、12月大西洋副高北界位置偏北均有利于前冬青藏高原高度场的偏低和青南牧区累计积雪量的偏多。这些环流因子在相反的配置下,容易导致青南牧区累计积雪量的偏少。前冬模拟预报方程对典型多积雪年和1993年以来的积雪变化趋势全部预测成功。     

高空基本天气系统类别自动识别与沙尘暴系统识别试验

针对大气环流形势,从天气系统的定义出发,面向气象业务MICAPS格点文件数据格式,在矢量旋转追踪法等值线分析的基础上,有序提取等值线的控制点。经过滤波、查找各等值线特性点、剔除异常点等处理,获取沙尘暴高空影响天气系统的基本节点。利用多种特征参量设计了方便可行的算法,完成了槽脊系统的数据构建、分析并确定其地理位置。通过对数据场数值结构分析,建立了确定闭合天气系统位置及其高、低性质的算法。使用Visual Basic语言,开发了相应的沙尘暴高空基本影响天气系统类别自动分析软件,为实现概念模型自动预报系统、提高沙尘暴业务预报现代化水平打下了基础。     

青海湖地区植被覆盖及其与气温降水变化的关系

使用1981年到2003年月NDVI(归一化植被指数）资料,计算了青海湖地区植被覆盖度,分析了该地区植被覆盖度的历史演变,发现其值在增大,尤其是从1996到2003年,青海湖地区的植被覆盖度都为正距平,NDVI年平均增长率为1.07×10-3。四季的植被覆盖度均为增加趋势,夏季增加最多。月平均温度与月植被覆盖度、春夏季降水与夏秋季植被覆盖度显著正相关。因此,热量条件和春夏季降水是影响青海湖地区植被生长的关键性因素。     

宁夏地表湿润状况及极端干湿事件演变规律

利用宁夏1961—2004年月平均气温、月降水量资料,计算了地表湿润指数,以此为基础对宁夏地表湿润状况及极端干湿事件的分布特征进行了较为深入的研究。结果表明:近40多年来,宁夏大致经历了冷湿期、冷干期、暖干期;自20世纪60年代以来,宁夏年极端干旱频率有增加的趋势,极端湿年高频区逐渐缩小; 80年代以来,宁夏极端干旱年事件高频区明显扩大;不同气候型态下,极端干湿事件频率具有明显差异,冷干期极端干旱事件最多,极端湿润事件最少,冷湿期极端干旱频率最小,极端湿润频率最大。     

黄土高原春季降水对青藏高原感热异常的响应

利用1961—2000年黄土高原56站的春季降水和NCEP/NCAR再分析资料,采用SVD方法分析了黄土高原春季降水与青藏高原地面感热的关系。结果表明,黄土高原春季降水量与青藏高原地面感热的前两个模态代表了两场间的主要耦合特征,具有高度的时空相关。青藏高原感热对黄土高原降水影响最显著的区域在西部和南部、北部。前期高原感热场的第一、二模态对黄土高原春季干旱的预测具有指示意义。     

PRECIS模式对宁夏气候模拟能力的初步验证

本文获得了受权使用英国Hadley气候中心的区域气候模式系统PRECIS已模拟好的中国境内的数据,取其宁夏区域内的模拟值与同期实际观测资料进行对比,分析验证PRECIS模式对宁夏区域气候的模拟能力.结果表明:PRECIS能够模拟宁夏年平均和夏季平均气温的空间分布特征;与观测值相比,模拟的最高气温平均偏差仅为0.5℃; PRECIS能够模拟出15a月平均气温逐渐升高的趋势以及逐日平均、最高和最低气温发生频率的分布特征.PRECIS能够模拟出宁夏年平均和夏季降水基本的空间差异和季节分布特征,但对月平均降水的模拟值整体偏高.     

宁夏地表湿润状况演变规律研究

利用1961-2004a宁夏23站月降水和平均气温资料,通过计算地表湿润指数,分析了宁夏区域平均及不同区域地表湿润指数的年代际变化特征及季节性差异.最后,给出了地表湿润指数年及各季节变化趋势的地理分布.结果表明:近40a来宁夏年地表湿润指数总趋势是下降的,即地表在变干;地表湿润指数的变化具有明显的阶段性特征,即1970s末期以前的冷湿期,1970s末至1980s中期的冷干期,1980s中期以来的暖干期;宁夏的干化趋势主要发生在秋季;宁夏年、秋季地表显著变干的中心区域主要集中在中部干旱带及南部山区的北部;冬季南部山区存在显著变湿趋势,春、夏季各地均无显著干、湿变化趋势.     

1961-2004年宁夏极端气温变化趋势分析

 利用1961-2004年宁夏逐日最高、最低气温资料,分析了宁夏44 a来最高、最低气温的变化趋势。结果表明：宁夏的最高、最低气温表现出了明显的变化趋势,最高气温＜0℃的日数减少,＞30℃的日数增加;在年平均最低气温升高的同时,极冷日数也在增加,相对于1961-1990年的平均值,20世纪90年代和21世纪最初的4 a年极冷日数分别增加了1.1 d和0.7 d,距平百分率分别达350%和275%。     

全球气候模式对宁夏区域未来气候变化的情景模拟分析

利用多个全球气候模式(GCM)的情景模拟结果分析只考虑温室气体效应的IS92a GG情景和同时考虑温室气体效应和硫化物气溶胶辐射效应的IS92aGS情景以及SRESA2、B2情景下宁夏区域21世纪地面气温和降水量的可能变化,并进行不确定性分析。气候基准时段(1961~1990年)模拟结果与观测资料的对比分析表明,GCM对宁夏气候具有一定的模拟能力;整体上讲,GCM对地面气温的模拟值偏低,对降水量的模拟值偏高,其中ECHAM4和HadCM3对宁夏基准时段地面气温和降水量的模拟结果与观测比较接近。各GCM模拟值的平均结果显示,4种温室气体排放情景下21世纪宁夏区域气温持续升高,至21世纪末宁夏升温幅度可达4~6℃,与全国平均的增温幅度大致相当;与升温趋势相应的是降水量的增加,但降水变化呈现出很大的波动性,至21世纪末宁夏的降水变化幅度可达10%~40%。各个GCM模拟的宁夏气候变化的总趋势是一致的,但各模式在不同情景下模拟结果的差异很大,存在较大的不确定性。