塔里木河流域极端气候事件模拟与RCP4.5情景下的预估研究

利用塔里木河流域1986-2005年气温、降水逐日格点数据和MPI-ESM-LR模式驱动的CCLM区域模式模拟数据,评估了CCLM模式对塔里木河流域极端气候事件的模拟能力。同时采用EDCDF法对最高气温、最低气温和降水预估数据进行偏差校正,并计算了2016-2035年极端气候指数。结果表明:该区域气候模式对塔里木河流域年平均最高气温、最低气温和降水的空间分布具有较强的模拟能力,特别是气温空间相关系数在0.97以上;该模式对于极端气候事件也有着较强的模拟能力,大部分极端气候指数的空间相关系数达到了0.01的显著性水平。通过偏差校正,有效地提高了气候要素及相应的极端气候指数的模拟精度。预估未来RCP4.5情景下,塔里木河流域未来(2016-2035年)极端暖事件(暖期持续指数、气温日较差、暖昼、极端最高气温)有增加的趋势,未来流域中部的干旱可能更严重,而流域内环塔里木盆地区域将变湿。     

RCP4.5情景下中国人口对高温暴露度预估研究

基于CMIP5的逐日最高温度模拟资料、GGI情景数据库逐年代人口数据,在RCP4.5情景下,以对应栅格高温日数与人口数量的乘积作为人口对高温的暴露度指标,通过多模式集合平均预估未来中国人口对不同强度高温的暴露度变化。结果表明：相比于基准时段（1981-2010年）,中国人口对高温和强危害性高温的暴露度从2021-2040年开始明显增加,至2081-2100年暴露度分别增加了5.7倍和17.5倍;除了中国西部部分地区外,全国大部地区人群均受高温的影响,在21世纪中后期中东部大部人口对高温的暴露度超过10.0×10⁶人?d;相比基准时段,随着年代的增长,中国人口对强危害性高温的暴露度在范围和强度上均有明显增加;2081-2100年,人口对高温和强危害性高温的暴露度增幅减缓。从气象地理区域上看,未来各时段人口对高温、强危害性高温的暴露度均有一定程度增加,但增加明显的区域主要集中在华北、黄淮、江南和江淮地区,华南地区对强危害性高温的暴露度增幅较小。高温日数变化对全国人口对高温暴露度的变化所产生的作用最明显。多模式集合的预估结果可以为防控未来高温风险提供重要的参考价值。     

RCP8.5气候变化情景下21世纪印度粮食单产变化的多模式集合模拟

基于跨部门影响模型比较计划（ISI-MIP）中20种气候模式与作物模型组合的模拟结果,预估了RCP 8.5排放情景下21世纪印度小麦和水稻单产变化。研究发现：① 多模式集合模拟结果基本再现了印度小麦和水稻单产的空间差异;同时,再现了小麦和水稻单产对温度和降水变化的响应特征：与温度呈负相关,与降水呈正相关。② RCP 8.5情景下,水稻和小麦生长季温度和降水均呈增加趋势,小麦生长季的温度、降水增加幅度大于水稻。空间上,温度增加幅度自北向南逐渐减小,降水增幅则逐渐增加,并且小麦种植区升温幅度大于非种植区,降水增幅则少于非种植区,水稻种植区升温幅度小于非种植区,降水增幅则多于非种植区。③ RCP 8.5情景下,小麦和水稻单产均呈下降趋势,21世纪后半叶尤为明显。小麦单产的下降速度明显大于水稻,其中21世纪前半叶小麦和水稻单产下降速度约分别为1.3%/10a （P < 0.001）和0.7%/10a （P < 0.05）,后半叶分别增至4.9%/10a （P < 0.001）和4.4%/10a （P < 0.001）。小麦和水稻单产变化存在明显的空间异质性,小麦单产的最大下降幅度出现在德干高原西南部,降幅约60%,水稻单产最大下降幅度出现在印度河平原北部,降幅约50%。这意味着未来气候变化情景下印度粮食供给将面临较大的挑战。     

气候变化对淮河流域水资源及极端洪水事件的影响

利用法国国家气象研究中心气候模型（Centre National de Recherches Météorologiques Climate Model, CNRM）典型代表性浓度路径（Representative Concentration Pathway, RCP）情景资料和可变下渗容量模型（Variable Infiltration Capacity Model,VIC）,分析了淮河流域未来气温、降水、水资源及可能洪水的变化趋势。结果表明,淮河流域未来气温将持续升高,RCP2.6、RCP4.5和RCP8.5情景下未来2021~2050年较基准期（1961~1990年）升幅分别约为1.13℃、1.10℃和1.35℃;流域降水可能呈现略微增加趋势,3种排放情景下2021~2050年降水较基准期将分别增加5.81%、8.26%和6.94%;VIC模型在淮河流域具有较好的适用性,能较好地模拟淮河流域的水文过程,在率定期和检验期,模型对王家坝站和蚌埠站模拟的水量相对误差都在5%以内,日径流过程的Nash-Sutcliffe模型效率系数（NSE）在0.70以上,月径流过程的NSE达到0.85以上。气候变化将导致淮河流域水文循环强度增加,流域水资源总体将可能呈增加趋势,王家坝站和蚌埠站断面洪水事件的发生可能性将增大。     

RCP4.5情景下气候变化对中国春小麦生育期及种植界线的影响研究(英文)

本文利用IPCC AR5提供的全球气候模式模拟数据和全国农业气象站点数据,建立生育期与气象要素的多元回归模型,模拟基准期全国春小麦播种和收获日期的分布,研究RCP4.5情景下气候变化对中国春小麦生育期的影响;根据春小麦可能种植和适宜种植限制条件,划定春小麦基准期可能种植界线和适宜气候生态区域,考虑气候变化对春小麦生育期的影响,探讨RCP4.5情景下气候变化对中国春小麦可能种植界线和适宜气候生态区域分布的影响。结果表明:春小麦可能种植界线主要分布在山东南部-江苏北部-安徽北部-河南中部-湖北北部-四川东南部-云南北端一线,在RCP4.5情景下,中国春小麦的可能种植南界不断向北移动,春小麦可能种植面积呈减小趋势;基准期中国春小麦播种和收获日期在新疆南部-甘肃一线比较早,向该线两侧播种和收获日期均呈现推迟的现象;RCP4.5情景下,春小麦可能种植区域内播种日期普遍呈推迟现象,收获日期提早现象明显,因此,受气候变化的影响生育期会缩短;春小麦最适宜种植区域主要分布在东北三省,受气候变化影响,春小麦最适宜种植面积在不断增加,并且在内蒙古自治区增加最多;由于冬小麦可能种植界线的西扩和新疆地区冬小麦可能种植区域扩张,导致春小麦次适宜种植区和不适宜种植面积进一步减少。     

未来气候变化对淮河流域径流深的影响

本文运用多元回归方法,建立有关气候-径流深的数学模型,并用该模型预测在未来气候变化的15种可能情景下淮河三个代表子流域径流深的变化。结果表明:年径流深随年降水量的增加而增加,随年均温度的升高而减少;不同流域对各种气候变化的响应存在着明显的差异,反映出整个淮河流域不同自然地理条件的影响;不同季节的径流深对各种气候变化的响应也存在明显的差异,体现了季风气候对径流的影响。文章还特别关注了暖干天气组合下径流深的变化,提出这种极端气候情景对工农业生产和国民经济建设有着严重的负面影响     

CMIP3气候模式对北疆气候变化模拟评估及未来情景预估

利用北疆地区1961～2000年气温、降水观测数据和CMIP3(phase 3of the CoupledModel Inter-comparison Project)提供的20个海气耦合模式在该地区的模拟结果,评估了各气候模式对北疆地区降水、气温的模拟效果。结果表明:各气候模式对气温、降水模拟效果差异较大。从对气候平均态的模拟来看,有5个模式对降水的模拟相对较好,2个模式对气温的模拟相对较好;所有模式均能模拟出气温的年内变化特征,其中MPI_ECHAM5模式结果与观测数据结果最为接近;但各模式对降水的模拟效果均较差。在月尺度上,一些模式结果与降水观测数据呈负相关性,但对于月气温,大多数模式与其相关性较好,且各模式间月气温均方根误差变化幅度相对较小。综合来看,大部分气候模式在该地区模拟能力比中国东部地区要弱;气候模式的降水数据包括多模式集合数据还不适合用于未来北疆地区降水变化预估分析。最后,采用累计分布函数法(CDF_S)仅对北疆地区2011～2050年时段的气温进行偏差校正与预估分析,结果表明未来40年北疆地区气温在三种排放情景下均呈上升趋势。     

气候变化情景下油茶生长的适宜性特征

基于气候情景数据与油茶标本,运用MaxEnt模型分析全新世中期、当代与未来阶段油茶生长的气候适宜性特征,将概率分布结果由不适宜到最适宜分为4个等级,分析了各时段空间分布变化与最适宜区北界变化、几何中心变化及位移情况。结果如下：1）MaxEnt模型的AUC值为0.848,评估结果达到“好”的标准,说明该模型可用;年降水量、最湿季降水量、最暖季平均温、温度季节性变化的标准差、最干月降水量、最湿季平均温和最冷季平均温等是7个主要环境因子。2）中国油茶主要适宜生长于长江以南、云贵高原以东,经纬度范围为30°N以南、107°E以东地区;适宜及以上等级占研究区面积的34.9%~61%;适宜性变化,空间上西南地区波动明显,面积上稳定和降低类占比较高。3）油茶最适宜区北界位于亚热带中部,不同年代、不同地区北界各异,长江中下游地区变化较小,而秦岭、渝、贵和桂等地变动较大,整体趋势为全新世中期至1980s向南推移,未来情景下2050s和2070s缓慢向北推移;几何中心在全新世中期时位于湖南郴州,至1980s时向东南方位移至广东韶关,至2050s时向东北位移至江西吉安,并相对稳定。4）基于气候情景数据和MaxEnt物种分布模型分析中国南方地区油茶气候适宜性时空分布与变化特征结果可靠。     

未来气候变化情景下中国气候生长期演变

利用1971—2010年中国气温数据和区域协同降尺度试验东亚地区项目组RCP 4. 5和RCP 8. 5情景下未来气候预估数据,分析了5℃为界限温度表征的气候生长期演变规律。结果表明:(1) 1971—2010年,全国大部分地区气候生长期略有增加,生长期开始日期提前为主要特征;(2)在RCP 4. 5情景下,气候生长期开始日期的提前主要表现在华东和华中地区以及青藏高原地区,结束日期的推迟表现在青藏高原地区中部、南部和东部以及新疆的“三山地区”,推迟日数均在30 d以上;(3)在RCP 8. 5情景下,气候生长期开始日期受影响范围在RCP 4. 5情景的基础上有所增加,变化日数大幅增加,结束日期则是长江流域以北及青藏高原地区变化日数均较大,长江流域以北和青藏高原地区的气候生长期     

IPCC A1B情景下中国西南地区气候变化的数值模拟

利用ECHAM5/MPI-OM 全球海气耦合模式模拟的当代(1986-2000 年)和IPCC A1B情景下未来(2011-2025 年)2×15a 的模拟输出格点场资料,驱动20 km高水平分辨率区域气候模式RegCM3 进行西南地区气候变化的数值模拟,主要分析未来地面温度和降水的可能变化。结果表明：①通过与32 个地面气象站观测资料和CRU资料对比分析,RegCM3 能够很好的模拟研究区基准时段地面温度和降水的局地分布特征。②A1B情景下未来西南地区年、四季平均温度均明显增加,北部温度变化幅度大于南部。③最高/最低温度一致升高,冬季最高/最低温度变化幅度大于夏季;年、秋冬季降水有所增加,冬季降水增加明显,而春夏季降水略有减少。④研究区未来春夏季温度升高、降水减少的趋势可能导致局部地区高温、干旱等极端天气的可能性增大;同时冬季降水增加,可能加重局部地区洪涝灾害的风险。     

The influence of climate change and human activities on runoff in the middle reaches of the Huaihe River Basin,China

This study presents a soil and water integrated model (SWIM) and associated statistical analyses for the Huaihe River Basin (HRB) based on daily meteorological, river runoff, and water resource data encompassing the period between 1959 and 2015. The aim of this research is to quantitatively analyze the rate of contribution of upstream runoff to that of the midstream as well as the influence of climate change and human activities in this section of the river. Our goal is to explain why extreme precipitation is concentrated in the upper reaches of the HRB while floods tend to occur frequently in the middle reaches of this river basin. Results show that the rate of contribution of precipitation to runoff in the upper reaches of the HRB is significantly higher than temperature. Data show that the maximum contribution rate of upstream runoff to that of the midstream can be as high as 2.23%, while the contribution of temperature is just 0.38%. In contrast, the rate of contribution of human activities to runoff is 87.20% in the middle reaches of the HRB, while that due to climate change is 12.80%. Frequent flood disasters therefore occur in the middle reaches of the HRB because of the combined effects of extreme precipitation in the upper reaches and human activities in the middle sections.     

黄河流域气候变化研究综述

黄河流域从西到东跨越多省,地形复杂,作为中国生态安全战略格局的重要组成部分,是中国气候变化敏感区和生态环境脆弱区.本文主要综述了在气候变暖背景下,黄河流域气候变化特征、影响以及成因和对策建议的最新研究进展:(1)近60年黄河流域气温呈上升趋势,平均升温速率为0.30℃/10a,上游升温速率最大,下游次之,冬季升温趋势最...     

新疆伊犁河流域气候变化(英文)

In this paper, the monthly precipitation and temperature data collected at 7 stations in the Ili River Basin from 1961 to 2007 were analyzed by means of simple regression analysis, running mean, db6 wavelet function and Mann-Kendall test. This study revealed the characteristics of climate change and abrupt change points of precipitation and temperature during different time scales in the Ili River Basin within the past 50 years. The results showed that the precipitation increased from the mid-1980s until 2000 and has continued to increase at a smaller magnitude since 2000. Over the studied period, the precipitation increased significantly during the summer and winter months. The temperature increased greatly in the late 1980s, and has continued to show an increasing trend from the year 2000 to present. The temperature increases were most significant during the summer, autumn and winter months. In terms of different geographies, the temperature increase was significant during the winter in the plains and hilly regions; the increase was also significant during autumn in the intermontane basins. The climate change trends in the Ili River Basin were consistent with the changing trends of the North Atlantic Oscillation and the plateau monsoon.     

Impacts of climate change and LULC change on runoff in the Jinsha River Basin

The climate change and Land Use/Land Cover(LULC) change both have an important impact on the rainfall-runoff processes. How to quantitatively distinguish and predict the impacts of the above two factors has been a hot spot and frontier issue in the field of hydrology and water resources. In this research, the SWAT(Soil and Water Assessment Tool) model was established for the Jinsha River Basin, and the method of scenarios simulation was used to study the runoff response to climate change and LULC change. Furthermore, the climate variables exported from 7 typical General Circulation Models(GCMs) under RCP4.5 and RCP8.5 emission scenarios were bias corrected and input into the SWAT model to predict runoff in 2017–2050. Results showed that:(1) During the past 57 years, the annual average precipitation and temperature in the Jinsha River Basin both increased significantly while the rising trend of runoff was far from obvious.(2) Compared with the significant increase of temperature in the Jinsha River Basin, the LULC change was very small.(3) During the historical period, the LULC change had little effect on the hydrological processes in the basin, and climate change was one of the main factors affecting runoff.(4) In the context of global climate change, the precipitation, temperature and runoff in the Jinsha River Basin will rise in 2017–2050 compared with the historical period. This study provides significant references to the planning and management of large-scale hydroelectric bases at the source of the Yangtze River.     

1961-2018年淮河流域热浪事件时空变化特征

利用淮河流域1961-2018年逐日最高气温与平均气温格点数据,在对基于绝对阈值和相对阈值的热浪事件识别方法进行改进的基础上,分析了逐年的热浪强度、烈度、频次、最长历时等时空变化特征.结果 表明,淮河流域基于固定气温阈值的绝对热浪(＞35℃)的多年平均强度为10.27℃、烈度为1.82℃,频次为1.3次;基于热浪指数的...     

Variation and abrupt change of climate in Ili River Basin, Xinjiang

In this paper, the monthly precipitation and temperature data collected at 7 stations in the Ili River Basin from 1961 to 2007 were analyzed by means of simple regression analysis, running mean, db6 wavelet function and Mann-Kendall test. This study revealed the characteristics of climate change and abrupt change points of precipitation and temperature during different time scales in the Ili River Basin within the past 50 years. The results showed that the precipitation increased from the mid-1980s until 2000 and has continued to increase at a smaller magnitude since 2000. Over the studied period, the precipitation increased significantly during the summer and winter months. The temperature increased greatly in the late 1980s, and has continued to show an increasing trend from the year 2000 to present. The temperature increases were most significant during the summer, autumn and winter months. In terms of different geographies, the temperature increase was significant during the winter in the plains and hilly regions; the increase was also significant during autumn in the intermontane basins. The climate change trends in the Ili River Basin were consistent with the changing trends of the North Atlantic Oscillation and the plateau monsoon.     

淮河流域洪涝变化动力系统研究

非线性现象是现代科学最重要的研究课题之一，地理现象无不存在着非线性，目前，地理学对非线性现象的研究多从分形角度开展，对其本质－混沌的研究较少，在先前关于淮河流域洪涝变化序列及其非线性特征研究的基础上，运用混沌理论和微分议程理论，对淮河流域洪涝变化混沌动力系统进行了初步研究，重建了一个3维2次非线性模型，研究表明，淮河流域洪涝变化混沌动力系统具有较Lorenz等典型混沌系统更复杂的形式。     

气候变化对海河流域主要作物物候和产量影响

基于海河流域30 个气象站点1960-2009年的实测资料,分析该流域1960年以来农业气象指标的变化趋势,并利用VIP模型模拟分析大气CO₂浓度增加、温度、降雨和日照时数变化对作物产量的影响。结果显示：冬季温度的显著上升使冬小麦种植北界在50年间向北移动大约70 km;在品种和灌溉条件不变的前提下,小麦产量平均每10年上升0.2%~3.4%,其中CO₂浓度增加、温度、降雨及日照时数变化对其产量的影响分别为11.0%、0.7%、-0.2%和-6.5%;大气CO₂浓度增加的产量正效应大于日照时数减少的负效应。气候变化使夏玉米产量呈下降趋势（0.6%~3.8%/10年）,其中大气CO₂浓度增加、温度、降雨及日照时数变化对其产量的影响分别为0.7%、-3.6%、-1.0%和-6.8%,温度上升和辐射下降是玉米产量下降的主要原因。研究结果可为气候变化影响的评估和适应性对策制定提供科学依据。     

淮河流域空间开发区划研究

主体功能区划已经成为国家战略,但以行政区为基本划分单元的划分方法仍然没有遵循生态系统的完整性规律。论文将流域生态系统完整性规律引入到主体功能区划思想体系,以淮河全流域30mDEM为数据基础,运用Hydrology模型进行四级子流域划分及科学编码,以此为研究单元从空间开发约束、空间开发强度和空间开发引导三个维度构建空间开发区划指标体系,运用格网方法归并多图层要素进行流域空间开发区划,以精确反映流域覆被特征与图层对应关系,体现流域生态系统的完整性特征,同时也突破了主体功能区县域单元传统划分方法的行政区限制,最终将淮河流域划分为重点开发区、优化开发区、农业发展区、限制开发区、生态保护区,并提出相应的发展对策。