北疆地区1955—2009年气温、降水变化特征的时间序列分析

依据北疆地区1955-2009年月平均气温、降水资料,运用线性倾向的最小二乘法分析北疆年、季平均气温及降水的演变趋势;为增强突变分析结果的可信度,运用Mann-Kendall检验、滑动T检验及累计距平法对北疆年平均气温、降水的进行突变检测;运用Morlet小波变换分析了年平均气温、降水的周期性特征。结果表明：近55a北疆地区年平均气温及降水量在波动中整体呈上升趋势,气候倾向率分别为0.332℃/10a及0.016(mm/d)/10a,且发生突变时间分别在1988-1990年之间及1986年较明显;四季平均气温及降水也呈增加趋势,其中冬季增温最大,夏季较其它各个季节增温不显著,秋季在四季中降水量增加显著;年平均气温变化在8a,12-13a以及21a时间尺度上的均存在周期振荡,其中8a振动周期表现稳定,为1955-2009年的主要周期;年平均降水量在5-7a,12-14a及32a时间尺度上振荡比较明显,其中5-7a及12-14a较32a振动周期表现较弱,32a为1955-2009年的主要周期,其周期表现稳定。     

两种气候变化情景下中国未来的粮食供给

全球温室气体排放导致的全球温度的上升一直是国际社会关注的重点问题之一。利用IPCC（政府间气候变化专门委员会）SRES（排放情景特别报告）的A2（中-高）和B2（中-低）温室气体排放情景,结合区域气候模式PRECIS和CERES作物模型模拟和分析了未来不同的温室气体排放情景下,中国未来2020年、2050年和2080年各个时段粮食的供需情景,并结合未来社会经济的发展分析了气候变化对未来粮食供求的影响,探讨了不同的气候变化程度对未来中国粮食供应的影响。结果表明：如果不考虑CO2的肥效作用,未来我国三种主要粮食作物（小麦、水稻和玉米）均以减产为主,灌溉可以部分地减少减产幅度,如果单考虑CO2的肥效作用,三种作物的产量变化以增产为主。若保持959／6的粮食自给率,人口按照SRESA2和B2情景增长,到2030年的技术进步可使粮食年单产递增0．79／6以上,维持目前的种植比例和种植面积,B2情景下,气候变化对我国的粮食安全问题将不会构成威胁,而A2情景下,气候变化将会对我国可持续发展的粮食安全造成威胁。     

PRECIS水平分辨率对宁夏气候模拟影响的试验

利用1979-1993年ECMWF再分析数据驱动区域气候模式系统PRECIS,分析设置水平网格距为50 km和25 km时对PRECIS模拟宁夏气候效果的影响.模拟结果表明:PRECIS在两种分辨率下能较好地模拟宁夏地区的逐月平均温度和降水的时间序列分布特征,以及逐日温度和逐日降水发生频率的分布特征.当PRECIS分辨率为25 km时,PRECIS对宁夏地区月平均气温、降水的模拟和日气温与日降水发生频率分布特征的模拟与实况更加吻合,而且对0℃附近温度和极端降水与极端气温模拟的效果明显改善.     

气候模拟日降水量的统计误差订正分析——以上海为例

对区域气候模式系统PRECIS在SRES A1B情景下模拟的上海日降水输出按季节进行了统计误差订正。该方法首先对降水日数进行比率订正,以消除模式产生的微小值降水。然后利用Γ分布拟合日降水量的累计概率分布,采用整体和分段拟合两种方法构建传递函数TF（Transfer Function）进行订正。选取1962年12月—1992年11月作为控制时段,构建TF并将其应用于验证时段（1992年12月—2002年11月）。该订正方案消除了模式产生的微小值降水,解决了模拟的小降水值偏多的问题,频率误差保持在1%以下,分段拟合订正相比整体拟合订正具有更强的对极端降水的订正能力;对冬、春季的订正效果比夏、秋季更显著。该方案不仅有效消除了平均值的漂移,而且显著订正了变率,同时提高了极端降水事件的再现能力,是一种相对完善的订正方案。      

未来气候情景下中国生态地理区域系统温度带的北移(英文)

Despite the well-documented effects of global climate change on terrestrial species' ranges,eco-geographical regions as the regional scale of ecosystems have been poorly studied especially in China with diverse climate and ecosystems.Here we analyse the shift of temperature zones in eco-geographical study over China using projected future climate scenario.Projected climate data with high resolution during 1961-2080 were simulated using regional climate model of PRECIS.The number of days with mean daily temperature above 10℃ and the mean temperature of January are usually regarded as the principal criteria to indicate temperature zones,which are sensitive to climate change.Shifts due to future climate change were calculated by comparing the latitude of grid cells for the future borderline of one temperature zone with that for baseline period(1961-1990).Results indicated that the ranges of Tropical,Subtropical,Warm Temperate and Plateau Temperate Zones would be enlarged and the ranges of Cold Temperate,Temperate and Plateau Sub-cold Zones would be reduced.Cold Temperate Zone would probably disappear at late this century.North borderlines of temperature zones would shift northward under projected future climate change,especially in East China.Farthest shifts of the north boundaries of Plateau Temperate,Subtropical and Warm Temperate Zones would be 3.1°,5.3° and 6.6° latitude respectively.Moreover,northward shift would be more notably in northern China as future temperature increased.     

基于SPI与相对湿润度指数的1961-2009年东北地区5-9月干旱趋势分析

依据东北地区1961-2009年71个气象台站月平均气温、降水资料,运用标准化降水指数（SPI）与相对湿润度指数等干旱指标分析了东北地区5-9月的干旱趋势。结果表明：1961-2009年,东北大部分地区在5-9月呈干旱化趋势,仅在黑龙江大兴安岭北部、黑龙江西南部以及黑龙江与吉林的东部交界处表现为湿润化;东北三省干湿震荡主要周期大约为22-24a,近49a发生了4次干湿交替,突变年为1976及1996年。就干旱发生范围而言,近49a东北地区干旱面积呈上升趋势,以1996年为分界线,农作物干旱受灾比在吉林增幅最大,辽宁次之,黑龙江最小,采用SPI与相对湿润度指数评价东北地区干旱较符合实际。就干旱发生频率而言,高值区主要集中在东北西部,特别是黑龙江的齐齐哈尔与大庆地区、吉林的白城地区及辽宁的朝阳地区。干旱与极端干旱的发生频率在1981-1990年较低,在2001-2009年最高,而极端干旱发生频率增加幅度明显高于一般干旱。     

中国21世纪气候变化情景的统计分析

利用区域气候模式系统PRECIS,分析SRES A2、B2情景下21世纪的三个时段中国地面气温和降水的变化,并对B2情景下中国区域地面气温和降水可能的变化趋势进行统计分析。结果表明,未来极端高温和降水事件将会增加,而极端低温事件将会减少。对全国七大区平均地面气温和降水变化的分析显示：未来东北、华北和西北地区夏季增温大而降水增加少,暖干化趋势较明显;华中、华东和华南地区的夏季降水增加明显而冬季增加较少,尤其是华南冬季的降水明显地减少,这表明这些地区夏季的洪涝和冬季的干旱都会加重。     

未来气候情景下冬小麦潜在北移区农业气候资源变化特征

基于区域气候模式系统PRECIS输出的RCP4.5气候情景数据分析表明,相较于1981-2010年,至2071-2097年冬小麦种植北界将平均向北移动147.8 km,北移面积约1.86×105 km²。选取代表光、温、水资源的9项农业气候资源指标,探究未来情景下,2021-2097年冬小麦潜在北移区内农业气候资源变化特征,结果表明：(1)相较于基准时段(1961-1990年),未来潜在北移区内光照资源变化呈减少趋势;热量资源呈明显增加趋势,在21世纪末的30年,波动性加大;降水资源整体增加趋势不明显,但波动性亦呈现增大趋势。(2)未来潜在北移区内,2030T (2021-2050年)、2050T (2041-2070年)和2070T (2061-2090年)时段光照资源在研究区域的东北部减少幅度较大,而在西南部较小;热量资源在研究区域的北部增加比南部明显;降水资源则主要在研究区域的东北部增加明显。     

1992—2012年东北水稻生育期变化分析

生产实践中水稻生育期变化是气候条件和品种更新等因素共同作用的结果。利用东北地区13个农业气象站点1992—2012年水稻试验观测资料,分析水稻生育期的变化及其与东北变暖趋势、水稻品种调整的关系。结果表明：水稻生长季平均气温和≥10℃积温在1992—2001年呈显著增加趋势,水稻生长季积温的差别最大可达500℃?d,从2002年开始升温趋势减缓,并略有下降。相应地,2002—2012年与1992—2001年的物候期基本上呈现相反的变化特征,其中抽穗期、乳熟期、成熟期在1992—2001年明显提前,分别提前了3.1、2.9、4.5 d/10a,移栽期、分蘖期、成熟期则在2002—2012年呈现出明显的推迟趋势,分别推迟了4.6、4.7、2.0 d/10a;生育期的变化受多种因素影响,但播种-移栽期、乳熟-成熟期在1992—2001年分别缩短了0.7、1.6 d/10a,而在2002—2012年则分别延长了2.9、2.8 d/10a;总的来说,1992—2012年水稻全生育期整体延长了3.7 d/10a,其主要归因于营养生长期的延长。在试验资料比较完整的12个站点所做的分析表明,在东北水稻种植的生产实践中,不断地通过品种调整适应气候条件的改变,多数站点水稻实际生育期与品种审定生育日数差别较小,说明其品种的选择能够与当年的气候条件较好地匹配,充分利用了当地的气候资源。延吉站、梅河口站、通化站随着气候的持续波动又显示出水稻实际生育期与品种审定生育日数偏差增大的趋势,宁安站和前郭尔罗斯站的水稻种植品种的审定生育日数几乎没有改变。因此,迫切需要对东北气候变化的科学事实和水稻种植适应气候变化的生产实践进行系统的总结,为东北水稻生产适应气候变化提供科学支撑。     

不同温室气体排放情景下中国21世纪地面气温和降水变化的模拟分析

利用HadCM2模式的模拟结果,比较了温室气体排放综合效果相当于CO2浓度逐年递增1%和0.5%两种不同情景下,中国区域21世纪地面气温和降水量的变化趋势.结果表明,随着温室气体浓度的持续增加,中国地面气温也持续升高.到21世纪末期,地面气温在上述两种排放情景下可分别升高约5℃和3℃.两种排放情景的增温趋势对比表明:即使从1990年开始温室气体等效排放逐年递增率减少一半,增温仍然很明显;直到21世纪中期,才能显示出减少温室气体排放量对减缓增温趋势的效果.降水量的年际变化较大,但随着温室气体浓度的持续增加,降水量总的趋势也是增加的.减排温室气体对降水量变化趋势的影响与地面气温相似.此外,地面气温增量和降水量变化百分率均显示出明显的季节变化,地面气温增量在秋、冬季较大而在春、夏季较小,降水变化百分率在夏、秋季较小而在冬、春季较大.