SRES A2 情景下中国区域性高温热浪事件变化特征

随全球变暖,应对高温热浪事件是未来现代化城市面临的难题之一。本文利用全球模式-HadAM3p提供的3组不同边界场和初始场驱动区域气候模式系统PRECIS的输出结果,模拟未来情景下中国区域性高温热浪事件发生频率、强度及持续时间的变化趋势。结果表明：全球PRECIS对基准时段（1961-1990年）的高温热浪事件的发生的频率、强度和持续时间及对应的大气环流特征具有较强的模拟能力。相对于基准时段,未来情景下未来时段（2071-2100年）中国各地区的高温热浪的强度增加,发生频率增幅超过了100 %,且持续时间增加30 %以上。此外,观测资料和模拟结果均表明武汉和哈尔滨地区的高温热浪与500 hPa高度场的正距平密切相关。而未来情景下,武汉和哈尔滨地区500 hPa高度场的正距平呈增加趋势,表明这些地区未来可能面临危害更严重的高温热浪事件。     

PRECIS模式对内蒙古气候变化情景的模拟与分析

利用英国Hadley气候中心研制的区域气候模式系统PRECIS,嵌套全球环流模式HadCM3,模拟了气候基准时段1961-1990年内蒙古平均气温。通过模拟结果与实测值的对比分析。预测并分析了在B2温室气体排放情景（SRES）下．2071-2100年内蒙古气温的变化情景。结果表明：PRECIS模式较好的模拟出了内蒙古1961-1990年30年平均的气温分布,特别在模拟从东北向西南温度递增趋势上表现了良好的能力,尤其是在锡林浩特以东地区,模拟韵高低值中心位置和范围与实况比较吻合,且对夏季温度的模拟能力明显强于其他季节。在B2排放情景下,未来2071—2100年内蒙古气候继续向暖的方向发展,年平均气温、冬季和夏季平均气温均呈显著上升趋势,全区增温3．5～5℃。升幅最大的地区在阿拉善中西部。     

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.     

SRES A2情景下中国区域21世纪末平均和极端气候变化的模拟

利用Hadley气候预测与研究中心的区域气候模式系统PRECIS单向嵌套该中心全球海-气耦合气候模式HadCM3高分辨率的大气部分HadAM3H,分析了SRES A2情景下2071-2100年相对于气候基准时段（1961-1990年）中国区域的气候变化,包括气温和降水的年际、季节和日时间尺度的变化以及极端气候事件的变化趋势。模拟结果表明：气温呈明显增加趋势,其中新疆和东北地区增温明显。而降水表现了更大的年际变化和季节变化,冬季南方降水减少,但沿黄河流域的降水明显增加,夏季与冬季相比呈现出相反的趋势。此外,连续高温日数呈现增加趋势,而连续霜冻日数呈现减少趋势。连续湿日数也表现出一定的增加趋势。     

PRECIS模式对陕西气候模拟能力验证

使用英国Hadley气候中心的区域气候模式系统PRECIS已模拟的中国境内的数据,取其陕西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模式对陕西区域气候的模拟能力。结果表明：PRECIS模式能够模拟陕西30a年平均温度及温度趋势的空间分布特征,模式模拟值较实况值偏低0．35℃,误差小于3％;模拟的年均热浪（≥38℃）发生频次与实况相差不大;模式对年降水日数的模拟与实况值之间存在较好的一致性．大部分区域的偏差不大于10％;模式较好地反应了暴雨发生频率最高的区域是陕南中西部的趋势。     

Impact of climate change on streamflow in the arid Shiyang River Basin of northwest China

Climate change may significantly affect the hydrological cycle and water resource management, especially in arid and semi‐arid regions. In this paper, output from the Providing Regional Climates for Impacts Studies (PRECIS) regional climate model were used in conjunction with the Soil and Water Assessment Tool (SWAT) to analyse the effects of climate change on streamflow of the Xiying and Zamu rivers in the Shiyang River basin, an important arid region in northwest China. After SWAT model calibration and validation, streamflow in the Shiyang River Basin was simulated using the PRECIS climate model data for greenhouse gas emission scenarios A2 (high emission rate) and B2 (low emission rate) developed by Intergovernmental Panel on Climate Change. Monthly streamflow and hydrological extremes were compared for present‐day years (1961–1990), the 2020s (2011–2040), 2050s (2041–2070) and 2080s (2071–2100). The results show that mean monthly streamflow in Shiyang River Basin generally increased in the 2020s, 2050s and 2080s between 0.7–6.1% at the Zamu gauging station and 0.1–4.8% at the Xiying gauging station. The monthly minimum streamflow increased persistently, but the maximum monthly streamflows increased in the 2020s and slightly decreased in the 2050s and 2080s. This study provides valuable information for guiding future water resource management in the Shiyang River Basin and other arid and semi‐arid regions in China. Copyright © 2011 John Wiley & Sons, Ltd.     

SRES A2和B2情景下宁夏可利用降水资源的变化

 利用1961─2008年宁夏气温、降水资料,计算水资源各分量,并结合PRECIS模式模拟结果,对气候基准时段（1961─1990年）和1991─2008年各量的模拟值和观测值进行对比检验,并着重分析了SRES A2和B2情景下21世纪各量的变化。对比检验结果表明,虽然量值上有一定的模拟偏差,但模式对各量的基本气候态和局地特征模拟的较为准确。各量的变化表明,21世纪宁夏区域年平均蒸发增加趋势较降水更明显,可利用降水的减少主要来自于夏季南部山区;与气候基准时段相比,夏季可利用降水的增加主要在21世纪前半叶,引黄灌区增幅最大达120%左右,21世纪后半叶南部山区减少最明显为20%~60%;相较2011—2040年,2070—2100年夏季可利用降水呈全域性减少;温室气体含量的变化没有改变各量的分布型,但对量级的影响较大,且可利用降水的变化远大于降水的变化;A2情景下各量的变化较B2情景更明显。随着温室气体排放量的持续增加宁夏水资源短缺的状况将进一步加剧,尤其是南部山区。     

SRES B2情景下中国区域最高、最低气温及日较差变化分布特征初步分析

本文利用Hadley气候预测与研究中心的区域气候模式系统PRECIS进行中国区域气候基准时段(1961～1990年)和SRES B2情景下2071～2100年(2080s)最高、最低气温及日较差变化响应的分析.气候基准时段的模拟结果与观测资料的对比分析表明：PRECIS具有对中国区域最高、最低气温及日较差的模拟能力，能够模拟出中国区域最高、最低气温及日较差的局地分布特征.对SRES B2情景下相对于气候基准时段的最高、最低气温及日较差变化响应分析表明：中国区域2080s时段年、冬季和夏季平均最高、最低气温变化均呈一致增加的趋势，北方地区增温幅度普遍大于南方地区.夏季东北地区极端高温事件发生的频率将会增加，而冬季华北地区极端冷害事件发生频率将会减少.未来中国区域年平均日较差将出现北方地区减小而南方地区增加的趋势.冬季长江中下游以南地区日较差呈增加趋势，而夏季华东地区、西北地区及内蒙古中部日较差将呈减小趋势，其中在青藏高原北部地区存在一个较强的低值中心.     

２种降尺度方法在太湖流域的应用对比

同时应用统计降尺度模型SDSM(Statistical Downscaling Model)和区域气候模式PRECIS(Providing Regional Climate for Impacts Studies),对太湖流域的日降水量和日最高、最低气温进行降尺度处理,建立未来2021-2050年的气候变化情景,并对比分析两种方法的适用性.结果表明,两种方法模拟的未来时期日最高、最低气温季节和年的变化情景增幅总体上比较一致,高排放情景A2下模拟生成的情景增温幅度较B2情景大,未来时期最高气温增加幅度比最低气温明显.两种方法模拟的降水变化情景差异明显,PRECIS模拟的2021-2050年降水增加趋势明显,增幅较大;而SDSM模拟的未来时期降水存在一定的减少趋势,变化幅度相对较小.以上结果说明PRECIS和SDSM都能较好地模拟太湖流域未来气温变化情景,而对未来降水的模拟不确定性较大.     

21世纪末华南汛期强降水变化分析

利用英国Hadley气候预测与研究中心的区域气候模式系统PRECIS,基于政府间气候变化专门委员会（IPCC）2000年“排放情景特别报告”（SRES）B2情景下对华南区域2071～2100年汛期（前汛期：4～6月;后汛期：7～9月）强降水的模拟结果进行分析。结果显示PRECIS对华南地区汛期强降水具有较好的模拟能力。相对1961～1990年（以下称气候基准时段）,2071-2100年华南汛期的强降水比例有所增大,强降水日数变化百分数大值中心分布在广西中北部和福建省北部,后汛期大值中心主要分布在广东和福建省。对华南4省（区）除了海南岛外各省逐月变化百分数基本为正值,汛期极端降水的发生频率相比气候基准时段有明显增加。