中国过去2000年温度变化速率

利用24条温度变化代用序列,分析了中国过去2000年温度在百年与30a两个尺度上的变化速率及过去500年10a尺度的温度变化速率.结果表明：从全国平均看,在百年尺度上,20世纪的升温速率为（0.6±1.6）℃/100a（95%的置信区间,下同）;在过去500年中,最大升温速率为（1.1±1.2）℃/100a,出现在小冰期向20世纪暖期的转换过程中,且这一升温速率可能也是过去2000年中最大的.在30a尺度上,尽管20世纪期间全国平均升温显著,但其最大升温速率仍小于历史时期的最大升温速率（分别出现在小冰期末至20世纪初及公元270s～320s）.在10a尺度上,20世纪末的升温虽非常明显,但在过去500年中却并非空前.而且,最大升温速率的出现时间、持续长度与幅度大小存在区域差异;其中在百年尺度上,东北部地区过去2000年的最快升温出现在公元180s～350s,青藏高原出现在260s～410s和500s～660s.降温方面,小冰期期间出现的最快百年和30a尺度降温在过去2000年中也并非史无前例.20世纪期间,全国平均的10a尺度最快降温出现在1940s～1950s,速率为（-0.3±0.6）℃/10a,与20世纪前的最快降温大致相当;且各区域20世纪期间最大降温速率皆未超过历史时期的最大速率.     

城市不同下垫面的能量平衡及温度差异模拟

城市能量平衡是研究城市热岛效应的物理基础。利用北京市教学植物园2010年的实测数据,设置不同类型下垫面(植被覆盖类型:林地、草地和不透水层覆盖类型:道路、房屋),利用局地尺度城市气象参数化方案模拟并分析了相同气象条件和净辐射通量输入下,不同类型下垫面的显热、潜热通量及蒸散降温效应的差异。结果显示:(1)不同类型下垫面的各能量支出项有明显差异,植被覆盖区域和不透水层覆盖区域的波文比年均值分别为0.28和4.60,且在植被生长季差异较大;(2)城市扩展过程中道路、房屋替换林地、草地的过程,也是显热增加而潜热减少的过程。植被层向不透水层转换的过程中,显热通量年均增加32.74W/m²,潜热通量减少38.87W/m²,储热通量增加7.95W/m²;(3)理论上,植被蒸散的年降温效应使单位面积植被覆盖区域的气温比不透水层区域可低2.63℃。     

基于最终需求的中国出口贸易碳排放研究

以2002年为例,采用投入产出模型,从最终需求的角度对中国出口贸易引起的碳排放(包括直接和间接排放)进行了评估。结果表明,2002年中国为满足对外出口需求而在国内和国外引起的碳排放约288.22~330.49 MtC,其中国内出口排放261.19 MtC,约占当年国内一次能源消费碳排放量的23.45%;大部分部门的出口碳排放主要是由国内排放所贡献,进口再出口排放对总出口排放的平均贡献率在9.38%~20.97%之间。中国单位产值出口的平均碳排放为0.093~0.106 kgC,其中0.084 kgC是在国内排放;碳密集部门多集中于重化工业、交通运输和部分轻工业。将来一方面,中国不宜增加高耗能行业的出口;另一方面,国外发达国家也应积极向中国等发展中国家转让先进生产技术,以减少全球温室气体排放,实现全球减排行动中公平与效率的双赢。     

东北地区历史时期森林空间格局网格化重建方法研究(英文)

The spatially explicit reconstruction of historical land-cover datasets plays an important role in studying the climatic and ecological effects of land-use and land-cover change(LUCC). Using potential natural vegetation(PNV) and satellite-based land use data, we determined the possible maximum distribution extent of forest cover in the absence of human disturbance. Subsequently, topography and climate factors were selected to assess the suitability of land for cultivation. Finally, a historical forest area allocation model was devised on the basis of the suitability of land for cultivation. As a case study, we used the historical forest area allocation model to reconstruct forest cover for 1780 and 1940 in Northeast China with a 10-km resolution. To validate the model, we compared satellite-based forest cover data with our reconstruction for 2000. A one-sample t-test of absolute bias showed that the two-tailed significance was 0.12, larger than the significant level 0.05, suggesting that the model has strong ability to capture the spatial distribution of forests. In addition, we calculated the relative difference of our reconstruction at the county scale for 1780 in Northeast China. The number of counties whose relative difference ranged from-30% to 30% is 99, accounting for 74.44% of all counties. These findings demonstrated that the provincial forest area could be transformed into forest cover maps well using the model.     

过去2000年中国气候变化研究的新进展

回顾过去2000年中国气候变化的研究历史,总结了本领域在最近10年的新成果,并对未来研究动向进行了展望。主要内容包括：代用证据采集、过去2000年温度序列重建与冷暖期辨识、降水及干湿序列重建与变化特征分析、过去千年气候变化模拟与机制诊断、历史气候变化影响分析等。主要进展体现在：加密了中国气候变化代用资料的空间覆盖度,提升了2000年气候变化序列重建、资料分析和影响辨识等研究的定量化程度,深化了对中国过去2000年气候在年代—百年尺度的变化特征及其形成机制与影响的认识。为进一步揭示地球系统的变化规律,特别是更深入认识中国气候的时空变化规律提供了更好的基础。     

WRF模拟的1980-2000年中国东北农业开发对气候的影响

利用WRF模式,基于中国东北1980年代前期和2000年的土地利用/覆盖数据,分别进行了1980-2000年的气候变化模拟试验。通过两个试验结果的对比,分析了1980-2000年中国东北农业开发对气候的影响。在冬季和春季,农业开发使地表反照率增强,地表吸收的短波辐射减少,地表感热通量相应减少,地表气温降低;在夏季和秋季,农业开发削弱了地表反照率,地表吸收的短波辐射增加,同时地表潜热通量大幅增加,且增幅大于地表吸收的短波辐射的增幅,地表感热通量则相应减少,地表气温降低。农业开发的致冷幅度大多为0.1°C~1.0°C,与同期大尺度气候变化导致的当地背景温度变幅基本相当。农业开发引起的夏季降水变化因气候年景而异,“南旱北涝”年景下,呼伦贝尔—黑龙江省中部以及吉林省中部少雨,黑、吉、蒙三省（自治区）交界处降水增加,辽、蒙交界处以及辽东湾北部降水减少;“南涝北旱”年景下,呼伦贝尔—黑龙江省中部以及吉林省中部多雨,黑、吉、蒙三省（自治区）交界处降水减少,辽、蒙交界处以及辽东湾北部降水减少。农业开发的面积极其有限,因而由其导致的温度和降水显著变化主要出现在农业开发当地,尚不足以显著影响区域平均温度和降水变化。     

中国主要经济区的近期气候变化特征评估

论文在中国《第三次气候变化国家评估报告》基础上,根据2012年以来的最新研究成果和中国气候公报,综合评估了环渤海经济区、长江经济带、华南经济圈和东北经济区的近期气候变化特征。主要结论有：① 1961—2018年,环渤海经济区、长江经济带、华南经济圈和东北经济区的平均气温上升趋势分别达0.35 ℃/10 a、0.20 ℃/10 a、0.20 ℃/10 a和0.33 ℃/10 a;尽管在1998—2014年间这些区域均出现了增暖趋缓特征,但除东北经济区外,环渤海经济区、长江经济带和华南经济圈均在2014年之后突破了其前最暖年的年均气温记录。② 1961—2018年各经济区(圈、带)的降水趋势变化虽均低于1 mm/10 a,但其间年际和年代际波动显著;2012—2018年降水虽总体偏多,但时空差异较大,其中东北经济区2013年和长江经济带2016年降水为1961年以来最多,而辽宁2014年降水却为1961年以来最少。③ 2014—2018年,各经济区(圈、带)最高气温超历史极值或极端阈值(发生概率≤10%的分位值)的极端高温事件频发,同时环渤海和东北经济区的区域性跨季连旱和极端特大暴雨等事件的发生频率增多,长江经济带暴雨日数偏多,华南经济区受台风影响呈加重态势;长江经济带和东北经济区在增暖同时也出现了多次大范围的极端低温事件。     

中国传统农区过去300年耕地重建结果的对比分析

土地覆被变化是气候与生态效应模拟研究的重要参量。SAGE和HYDE两个全球历史土地利用数据集在相关研究中得到广泛应用, 但在区域尺度上的应用, 其可靠性如何, 至今少有论及。以我国学者重建的传统农区历史耕地数据集(CHCD) 为基础, 从全区、省区和网格(60 km×60 km) 三个空间尺度, 对SAGE (2010) 和HYDE3.1 数据集中有关中国传统农区历史耕地重建结果进行对比分析, 结果表明:(1) SAGE (2010) 数据集对中国传统农区耕地数量重建是以单一线性插补而得, 其中1700-1950 年是以0.51%的年均增长率线性递增, 1950 年后是以0.34%年均速率线性递减, 这种“标准化”变化趋势不能客观反映传统农区土地垦殖的真实历史, 耕地面积也明显高估, 与CHCD数据集不具有可比性;(2) HYDE3.1 数据集吸纳了区域性研究成果, 使其在总量上与CHCD数据集较为接近, 具有较好的可比性, 但其在省区和网格尺度上与CHCD存在显著差异, 其中相对差异率超过70% (< -70%或> 70%) 的网格占比高达56%~63%, 超过90% (< -90%或> 90%) 的网格占比也高达40%~45%;而相对差异率介于-10%~10%的网格占比仅为5%~6%, 介于-30%~30%的网格占比也仅为17%左右;(3) 充分利用我国丰富的历史文献, 建立更高精度的中国区域历史土地利用数据集, 是提高区域气候与生态效应模拟研究质量的重要保障。     

清末耕地空间分布格局重建方法比较

揭示历史时期土地利用/覆盖变化是认识人类活动对气候和环境影响的基础。本文在耕地面积、人口数量、土地利用及森林分布等多源数据基础上,分别以近代耕地空间分布格局和历史时期耕地潜在分布区为边界条件,通过构建耕地垦殖倾向指数模型分配耕地面积,在1 km×1 km象元尺度上重建了清末(1908年)松嫩平原耕地空间格局,并对重建结果进行分析比较。结果表明:1两种方法重建的耕地空间分布范围格局基本一致,耕地空间定位吻合率约为68%。清末(1908年)耕地集中分布在松嫩平原东部和南部地区;2以历史时期耕地潜在分布为边界条件的重建结果,较以近代耕地空间分布格局为限制范围的重建结果更准确,更符合历史事实。     

《翁同龢日记》中的冷暖感知记录及其对气候冷暖变化的指示意义

依据清代《翁同龢日记》（以下简称《日记》）中逐日的冷暖感知记录和同时期的器测月均温资料，采用相关分析和线性回归分析等统计方法，以月为基本统计单元，对《日记》中冷暖感知记录反演气候变化的能力进行了分析。结果说明，《日记》中的冷暖感知记录可以用于气候变化研究，但是最佳代用指标因气候变化的时间尺度和季节而异。总体而言，极热、偏热、偏凉、极冷日数对年内月到季时间尺度气候变化的代表性较好，其中尤以偏凉和极冷日数最佳。 对于年际尺度上的气候波动，从季节对比来看，冷暖感知日数反演夏季（6-8月份）月均温的能力最差；从冷暖感知类型对比来看，极冷日数是多个月份月均温的最佳代用指标，1、3、5、9和12月份的最佳代用指标均是极冷日数。并且，还可以依据极冷日数的多寡识别极端冷、极端热年。由此可见，古代私人日记中的冷暖感知记录可以用于反演历史时期气候的冷暖变化。