中国科学院新疆生态与地理研究所在气候模式不确定性对水文评估的影响研究方面获进展

正全球变暖已成为不争的事实。气候变化对流域水文过程的影响评估成为当前研究的热点问题,理解水文过程对未来气候变化的响应对地方水资源规划尤为重要。利用多个气候模式与水文模型耦合来分析未来气候变化对水文过程的影响研究是最重要的手段,其中不同来源如气候模     

陆面水文—气候耦合模拟研究进展

陆面水文过程是全球/区域气候模式十分重要而又十分薄弱的环节。本文通过科学文献计量法,分析了陆面水文—气候耦合研究的发展状况及研究热点和趋势,并进一步对研究中存在的问题和挑战进行综述和探讨。现有多数气候模式中的陆面模式主要基于一维垂向结构设计,缺乏对流域尺度水文过程的精细描述,尤其缺乏下垫面人类活动影响的描述。因此,为了科学认识水文过程与气候变化的相互反馈作用机制,大量研究主要通过耦合流域水文模型与气候模式,研究不同时空尺度下水文过程变化的气候反馈效应。陆面过程模式中水文过程的改进和大尺度水文模型发展为陆面水文—气候耦合模拟奠定基础,在此基础上,陆面水文—气候耦合研究正从传统的单向耦合研究逐步发展为考虑气候—水文反馈的双向耦合研究。然而,双向耦合研究远未成熟,其问题集中表现为陆面水文—气候模型耦合过程如何匹配并提高系统稳定性、研制有效的尺度转换方案、完善参数化方案并评估参数不确定性、研制有效参数移植方法并提高模型适用性以及高分辨率甚至超分辨率模拟等方面,逐步解决上述问题并提高模拟精度是未来水文—气候耦合模拟研究的重要发展方向。     

中国旅游气候学研究综述

随着全球气候变化的加剧和旅游业的快速发展,气候变化对旅游业的影响逐渐为各界所重视,旅游气候学也因此成为旅游和气候学界研究的热点。文章从文献总量、结构,研究阶段划分,研究内容和方法4个方面回顾我国旅游气候学的研究进展。对我国旅游气候学研究的综述表明：目前,我国旅游气候学研究尚处在初级阶段,方法体系还没建立;旅游气候学研究也没得到旅游学界充分认可,研究领域“留白”较多。未来旅游界要更加充分认识气候变化对旅游业的影响,更多地投入到该领域研究中来;加强旅游气候学理论研究,不断拓宽研究的领域、视角,深入研究旅游者对气候变化的响应;厘清气候变化对旅游业的影响,提出旅游业对气候变化的适应与对策,不断丰富、完善旅游气候学研究。     

干旱区气候变化及其对山地森林生态系统稳定性和水文过程影响研究进展

在干旱区,水是形成绿洲的根本要素。干旱区高寒山地是维系西北干旱区绿洲存在、是当地国民经济持续发展和生态环境稳定的水源地,山地森林生态系统具有重要的涵养水源功能,有“绿色水库”之称。气候变化将改变山地生态系统结构、组成和水循环,加剧水资源短缺,威胁干旱区绿洲安全。回顾并综述了干旱区气候变化及其对干旱区山地森林生态系统稳定性和水文过程的影响研究进展,指出了研究中存在的问题,并提出未来在干旱区山地仍需要评估优于1 km空间分辨率的气候变化趋势,从多尺度、多界面、多学科、多方法开展气候变化对干旱区山地森林生态系统稳定性和水文过程影响的综合研究,以促进干旱区山地生态学的发展,为干旱区管理部门提供适应和缓解气候变化、科学的制定气候变化条件下水资源管理方案、实现水资源的有效管理奠定理论基础,促进干旱区气候变化条件下的环境和社会经济可持续性发展。     

国内外农户对气候变化/变异感知与适应研究

基于国内外农户气候变化感知和适应研究进展,在辨析气候变化和气候变异概念的基础上,阐释农户气候变化/变异感知结果及影响因素。研究发现农户气候变化感知与适应行为之间存在不确定关系,农户气候变化感知直接转化为适应策略需克服一系列障碍因素。针对农户气候变化适应策略,在系统梳理国内外农户适应策略的基础上,对这些策略是否属于气候变化和变异适应行为提出质疑,认为不能忽略其他复杂的社会经济和政治因素对这些措施的驱动作用。最后,对中国未来研究提出慎重大规模开展农户气候变化感知及适应研究、厘清气候变化/变异感知与适应策略之间关系和重视时空异质性以及农户异质性研究三点展望。     

大气中二氧化碳浓度增加对气候的影响

本文综合介绍了近年来关于大气中CO₂浓度增加对气候影响的研究。通过对CO₂浓度、全球气温及海平面高度变化的分析,和对火山活动、太阳常数变化的估计,讨论了在过去一百年气候变化中CO₂的作用,并介绍了对未来气候变化预测的研究结果。     

一种新的气候变化敏感区的定义方法与预估

气候变化敏感区的研究是气候变化研究的一个重要方向,前人对气候变化敏感区的定义大多基于单一的指标,而对综合性指标研究较少。基于柯本气候分类法所划分出的中国气候类型分布及其变化频次,提出一种新的气候变化敏感区定义方法,并使用该方法划分中国的气候变化敏感区,气候类型变化频繁的区域被认为是敏感区。选取CESM模型中等碳排放（RCP 4.5）下的模拟数据计算2006-2013年、21世纪40年代和90年代气候类型的变化,以此预估未来30~80年间气候变化敏感带的变化。结果显示：依据本文提出的方法划分的气候变化敏感区,与降水变化敏感区有较好拟合;中国气候变化最敏感的区域分布在黑河腾冲线附近、秦岭淮河一线、青藏高原西部和天山以北部分地区,气候最为稳定的区域分布在青藏高原中东部、昆仑山、祁连山以北、天山以南、贺兰山以西的大片区域和大兴安岭附近;未来30~80年间,西部（贺兰山、横断山以西）地区气候变化敏感区基本不变,而东部地区的气候变化敏感区则逐渐向北偏移。     

气候变化对水循环与水资源的影响研究综述

以全球变暖为主的气候变化已成为当前世界最重要的环境问题之一。气候变化对水循环与水资源影响的研究越来越引起国内外学者的的高度关注和重视。简要回顾了国内外气候变化对水文水资源影响研究的发展历程,着重论述了目前气候变化对水文水资源影响的重点研究领域:水循环要素变化的检测与归因分析、气候变化与人类活动对水循环与水资源影响的定量评估、未来气候变化情景下水循环与水资源的演变趋势预估、气候变化对极端水文事件的影响研究和应对气候变化的水资源适应性管理策略;并介绍了气候变化对水文水资源影响研究中的气候变化情景、水文模拟及陆-气模型耦合等重要技术手段。最后,针对目前研究中存在的问题及薄弱环节,提出未来研究的发展趋势和亟需解决的关键问题。     

贡嘎山山地暗针叶林森林生态系统水循环及其空间分异规律

在全球气候变化下背景下,山区水循环加剧、水文过程和水资源变化更加复杂,客观认识变化环境下山区流域的水循环规律及其与气候、植被、土壤的相互作用机理,是全球变化及人类社会可持续发展共同面临的核心问题。本文从森林空间异质性结构对生态系统蒸散发、土壤水分、水量平衡和水碳关系的影响研究,结合国内外研究进展,系统阐述了贡嘎山高山生态系统观测试验站目前的研究工作和取得的研究结果。此外,针对复杂山地条件下生态系统水循环研究,提出了未来山地水文学重要的研究方向:系统开展土壤-植被-大气连续体(SPAC)系统下各连续体介质相关研究工作;开展生态水文过程多尺度综合研究;开展能够准确模拟山地水文过程的模型模拟工作。     

青藏高原草地生态系统碳收支研究进展

陆地生态系统碳收支仍然是当前全球气候变化研究的重要内容,青藏高原作为全球气候变化的敏感区,使青藏高原草地生态系统在区域碳收支平衡中占有主导地位,但研究方法等不同使得碳收支估算结果存在很大的不确定性。气候变暖在一定程度上提高了高寒草地生态系统的植被初级生产力和生物量,由此补偿了气候变暖导致的土壤有机碳分解释量,使青藏高原草地植被仍然发挥着碳汇的功能。而人类放牧活动对草地生态系统的影响较为复杂。因此,如何区分气候变化和人类活动对生态系统的影响机制,定量评价未来气候变化和人类活动影响下,青藏高原生态系统碳源/汇格局的可能变化,是一个非常重要的研究方向,也是一个极大的挑战。     

昆仑山垭口地区的冷湿气候及其意义

对昆仑山垭口地区三岔河组地层和小南川组地层的沉积相、孢粉、化学分析和软体动物化石分析等结果表明,本区在末次间冰期有过气候的快速变化,在晚更新世中期气候具有冷湿组合的特点。昆仑山垭口地区是反映高原季风强弱变化的敏感地区,加强对本区末次间冰期以来的气候演变模式及气候变化不稳定性的研究,对于掌握全球气候变化规律,预测未来气候变化具有重要意义。     

气候变化对中国内陆湿地空间分布和主要生态功能的影响研究

近百年来全球气候呈现以变暖、降水格局改变和极端天气、气候事件频繁发生为主要特征的显著变化。中国气候变化具有区域差异性,对湿地生态系统带来不同影响。气候变化通过影响湿地的水温、土温和水文节律,影响着湿地生态系统的格局和过程,甚至会影响湿地生态系统的演替。归纳、总结了气候变化对中国内陆湿地空间分布和主要生态功能的影响研究结果;通过分析湿地分布及面积、湿地水文过程、湿地生物多样性和湿地生态系统碳循环的影响发现,气候变化通过水源补给方式和水文过程影响湿地的分布和生态功能;随着气候变暖,以冰雪融水为主要补给源的湿地的面积逐年增加;随着气候变化,湿润区的湿地面积发生明显波动,气温升高导致半湿润区的湿地面积减少,但是却在一定程度上减缓了干旱区湿地面积的萎缩;同时,气候变化通过对大气降水和蒸散等环节的影响,间接地影响湿地水位和水文周期;气候变暖严重威胁了湿地系统内的生物多样性,导致湿地生境质量下降和湿生生物种群数量减少,也改变了湿地生态系统碳循环,加速了CO2和CH4等温室气体的排放。     

城市空间形态应对气候变化研究进展及展望

气候变化与城市化的叠加使城市成为温室气体减排和气候变化许多关键风险集中的区域,如何应对气候变化已成为城市面临的重大挑战。以空间形态作为切入点,开展城市应对气候变化研究日益成为城市环境与气候变化领域的发展前沿和热点问题。本文通过文献分析和归纳,综述了城市空间形态应对气候变化研究的主要影响及评估方法、城市空间形态与温室气体排放和气候变化主要风险之间的关系、空间形态应对策略以及规划应用研究。在此基础上,展望了未来的研究重点和方向。     

气候保护及其对社会经济影响的模拟研究

对国际上气候变化与应对气候变化的气候保护经济影响模拟研究状况进行了讨论,认为气候保护研究应该侧重模拟分析;评价了在IPCC第四次评估报告中使用的排放情景专门报告中依赖的6个模型特点,指出IPCC的SRES模型不仅忽视了内生技术进步和国际GDP溢出,而且是缺少反映人类应对行为的被动型模型,现在需要发展主动型模型。还讨论了我国面对气候变化与应对气候变化的气候保护模拟研究的不足,认为我国过分依赖适应气候变化分析的统计学模型,而不是适合气候保护研究的动力学模型。建议开展经济动力学模型、非线性CGE模型和基于自主体的模拟模型研究,提出全球气候保护的中国方案。本文介绍了LRICE模型框架,该模型的特点是干中学的技术进步,能反映发展中国家通过技术进步减少二氧化碳排放的潜力,更接近真实情况。     

风蚀气候侵蚀力研究进展

风蚀气候侵蚀力是土壤风蚀方程中的气候因子,计算模型经多次修正后已基本发展成熟,广泛应用于干旱半干旱地区风蚀气候条件评估与响应机理分析及其与风沙地貌、风沙灾害的相关性研究等方面,其中风蚀气候侵蚀力对区域气候变化的响应研究是当下的热点问题。目前,风蚀气候侵蚀力研究仍存在计算模型不完善、研究区域发展不平衡、气候变化响应分析不全面、风沙地貌及风沙灾害相关性争议较多等问题。未来应进一步从构建区域校准性计算模型、计算并分析沿海地区风蚀气候侵蚀力、综合分析风蚀气候侵蚀力对气候变化的响应、建立风沙地貌及风沙灾害相关的综合性风蚀气候评价指标等方面开展风蚀气候侵蚀力的研究。     

长江源区冰川对全球气候变化的响应

长江源区是青藏高原内部山地冰川集中分布的地区之一 ,其冰川储量都占长江流域冰川总量的一半以上。近几十年以来由于受全球气候变化的影响 ,长江源区气候呈暖干化的倾向 ,大多数冰川呈退缩状态 ,这对长江源区的生态环境产生深刻的影响 ,进而危及整个长江流域的生态安全。用英国Hadley气候预测与研究中心的GCM模型HADCM2预测长江源区未来的气候情景 ,结果显示在不同的实验条件下 ,气候都将由现在的暖干化趋势向暖湿化方向转变。通过建立长江源区对气候变化的响应模型 ,用来预测在未来气候情景下冰川变化的趋势 ,预计在本世纪的不同时期冰川零平衡线 (雪线 )将上升 16～ 5 0m。     

气候变化与土地利用/覆被变化对中国北方农牧交错带水资源影响研究进展

中国北方农牧交错带对全球变化响应敏感,研究气候变化及土地利用/覆被变化（LUCC）背景下北方农牧交错带水资源问题,对变化环境下生态脆弱区的水资源利用与管理具有重要意义。通过对北方农牧交错带气候与LUCC演变特征及其对水资源影响等方面的综合研究,总结得出：（1） 近几十年,该地区气候呈暖干化趋势,气温升高速率与降水减少速率均高于全球平均水平。（2） LUCC以农牧相互转化为主,土地利用结构未发生明显变化。（3） 该地区流域径流、地下水位与气温负相关,与降水量正相关,且降水作用更明显;近几十年来,LUCC成为影响该地区生态水文过程的主导因素,对水资源影响的贡献率越来越大。同时,针对目前研究中存在的问题及薄弱环节,提出未来研究的发展趋势和亟需重点加强的研究方向。     

中国公众对全球气候变化认知与支持减缓气候变化政策研究——基于全球调查数据和与美国比较视角

公众对气候变化的认知影响个人和家庭限制温室气体排放、支持减缓气候变化的政策措施等。基于5次全球调查数据和与美国的对比,分析了中国公众对气候变化的认知、减缓气候变化支付意愿和对气候政策的支持。分析表明中国大部分公众听说过气候变化,认为人类活动是气候变化的重要原因,但对气候变化深层原因了解不够;大部分公众认为气候变化对自然灾害的发生、降水和水资源、食物种类等带来了很大不利影响,进而担忧气候变化,认为气候变化问题很严重;大部分公众认为限制温室气体排放是国际社会共同的责任,应该立即采取行动限制温室气体排放,包括改变生活方式、接受较高的能源价格、保护森林、取消政府对私家车的补贴、提高机动车的能效等。最后讨论了进一步需要研究的问题。     

气候与土地利用变化对汉江流域径流的影响

作为联结大气圈和地圈的纽带,水文循环同时承受气候变化和土地利用/覆被变化（LUCC）的双重影响,然而大多数的水文响应研究主要关注未来气候变化对径流的影响,忽略了未来LUCC的作用。因此,本文的研究目的是评估未来气候变化和LUCC对径流的共同影响。首先采用2种全球气候模式（BCC-CSM1.1和BNU-ESM）输出,基于DBC降尺度模型得到未来气候变化情景;然后,利用CA-Markov模型预测未来LUCC情景;最后,通过设置不同的气候和LUCC情景组合,采用SWAT模型模拟汉江流域的未来径流过程,定量评估气候变化和LUCC对径流的影响。结果表明：① 未来时期汉江流域的年降水量、日最高、最低气温相较于基准期（1966—2005年）,在RCP 4.5和RCP 8.5浓度路径下,分别增加4.0%、1.8 ℃、1.6 ℃和3.7%、2.5 ℃、2.3 ℃;② 2010—2050年间,流域内林地和建设用地的面积占比将分别增加2.8%和1.2%,而耕地和草地面积占比将分别减少1.5%和2.5%;③ 与单一气候变化或LUCC情景相比,气候变化和LUCC共同影响下的径流变化幅度最大,在RCP 4.5和RCP 8.5浓度路径下未来时期年平均径流分别增加5.10%、2.67%,且气候变化对径流的影响显著大于LUCC。本文的研究结果将有助于维护未来气候变化和LUCC共同影响下汉江流域的水资源规划与管理。     

水文系统不确定性分析方法及应用研究进展

水文系统是一个复杂的系统,包含了很多不确定性因素,增加了精确模拟和预测水文过程的困难。为了提高计算结果的可靠性,水文系统的不确定性分析已成为当前研究的热点。本文对水文系统不确定性分析方法及应用研究进展进行了分类综述,介绍了它们的数学原理、操作程序和应用现状,并对值得进一步研究的问题进行了展望,指出加强水文过程机理研究、在水文循环过程更多环节上拓宽不确定性研究、以及将多种不确定性分析方法进行综合是未来的研究趋势。