预估极端气候事件趋势能够降低其引起的灾害风险.该文基于CMIP6集合优化数据集EPTGODD-WHU,选取5个极端气候指数，即最高气温极大值(TXx)、最高气温极小值(TXn)、最低气温极大值(TNx)、最低气温极小值(TNn)和最大月降水量(PXx),并结合GIS分析手段，对2021—2100年SSP1-2.6、SSP2-4.5和SSP5-8.5情景下的全球陆地极端气温及降水进行预估.结果表明：1)相较于CMIP单一模式，EPTGODD-WHU数据集模拟性能显著提升，气温及降水的空间相关系数分别达到0.99和0.81.2) SSP5-8.5情景下，年最低气温和最高气温均上升明显，且这种上升趋势年内波动不大，地球陆地极寒地区将面临升温的风险，而赤道等极热地区将处于年内长时间酷热状态.3)六大洲在SSP5-8.5情景下的极端降水整体上升趋势最剧烈，但北美洲密西西比平原和滨海平原的地区在SSP5-8.5情景下在未来面临较高的旱灾风险.4)中国西南部地区的极端降水在三个情景下均呈稳定的增幅，且增幅高达60%,预示面临较高的洪灾风险.

以全球变暖为主要特征的全球气候变化对自然环境和社会经济发展产生了巨大影响。长江流域作为中国最大的流域，对气候变化的影响非常敏感，对未来气候变化的预测可以为应对未来的不确定性提供重要的科学依据。为了更准确地预测长江流域未来的温度和降水，针对第六次国际耦合模式比较计划(CMIP6)对长江流域26个气候模式进行评估，选择并校正性能更好的模式，讨论了长江流域未来的气温和降水。主要结论如下：(1)气候模式在温度上的模拟效果优于降水，在时间尺度上表现为月尺度>日尺度>年尺度。温度模拟存在一定程度的低估，降水模拟存在一定程度的高估。(2)区域尺度利用气候模式进行研究工作前的评估和校正是必要的，经过评估优化和季节校正后，数据的精度得到了显著提高，分位数映射法可以应用于气候模型数据的校正，但对于极端降水和温度的校正仍存在一些不足。(3)在SSP1-2.6情景中，未来温度和降水变化将在一段时间内持续不稳定增加，然后随着时间趋于稳定。在其他3种情景下，变化的速度随着时间的推移而加快。未来长江流域的降水和气温在所有情景下都将高于历史时期，表现为SSP5-8.5>SSP3-7.0>SSP2-4.5>SSP1-2.6。从季节上看，春季和冬季温度变化较大，降水在春季、夏季和冬季变化较大。在空间上，降水量增加较大的区域主要位于长江上游和东北部，而气温增加较大的区域主要位于长江上游和上游。

探究嘉陵江在未来气候下径流及水文干旱变化，可为嘉陵江流域水资源管理和水旱灾害防治提供参考依据。基于嘉陵江流域1980～2020年水文气象数据构建土水评估工具(Soil and Water Assessment Tool, SWAT)模型，使用第六次耦合模式比较计划(Coupled Model Intercomparison Project Phase 6, CMIP6)5个气候模式中的4个情景数据驱动SWAT模型，分析未来(2021～2100)气候变化下嘉陵江流域径流变化情况。结果表明：(1)嘉陵江流域控制站北碚水文站月径流率定期和验证期决定系数(coefficient of determination, R~2)和纳什系数(Nash-Sutcliffe, NES)均大于0.8,偏差百分比(Percent Bias, PBIAS)小于±10,SWAT模型能够较好地适用于目标流域；(2)基于历史时期统计降尺度后的CMIP6数据能够提供可靠的径流及干旱预估；(3)加权多模式集合形式能较好地提高模拟精度，降低单个CMIP6气候模式的不确定性；(4)与历史时期(1980～2014)相比，未来嘉陵江流域最高、低气温、降水量、蒸散发均呈现增加趋势。(5)SSP1-2.6情景嘉陵江未来径流显著增长，SSP2-4.5和SSP5-8.5径流非显著增加，SSP3-7.0径流非显著减少；夏季径流减少幅度最大。(6)未来流域标准径流指数(Standardized Runoff Index, SRI)呈增长趋势，流域表现出湿润化，干旱事件集中发生于秋、冬两季；由近期至远期，SSP1-2.6、SSP2-4.5和SSP3-7.0情景干旱发生在秋季频率减少，而冬季频率增加。

合理地评估极端降水在未来的风险大小及其相对于历史的变化有利于科学制定风险防范措施。论文基于耦合模式比较计划第六阶段(CMIP6)的共享社会经济路径(SSP)2-4.5中的24个全球气候模式的未来日降水模拟数据、ERA5再分析降水数据以及人口和国内生产总值(GDP)预测数据，评估了全球未来暴雨在4个重现期(5年、10年、20年、50年一遇)的社会经济风险及其相对于历史时期的变化。结果表明：(1)未来情景中大洋洲的暴雨强度最大，欧洲最小。随着重现期的增加，有暴雨发生的区域不断扩大，暴雨的强度也在不断增大。(2)不同重现期中欧洲和大洋洲的暴雨风险最小，亚洲和非洲的暴雨风险最大。(3)未来暴雨风险增加最明显的区域集中分布在亚洲的南部和东部沿海地区、非洲的中北部和东南部，以及北美洲的东部、西部和南部的沿海等地区；风险变化减少最明显的区域主要分布在欧洲中部和南部、非洲西北部和东部、南美洲的北部等地区。随着重现期的增长，风险变化表现为增加的栅格占比增加。(4)在10个风险变化显著的国家中，4个重现期下与风险变化相关程度最大的要素各有不同。俄罗斯的风险变化与暴雨强度变化的相关程度最大，美国、巴西、印度、墨西哥、刚果民主共和国、阿根廷、澳大利亚7个国家的风险变化与人口变化的相关程度最大，加拿大和中国的风险变化与GDP变化的相关程度最大。研究可为受极端降水影响区域的防灾减灾提供一定的理论支撑。

青海省三江源区是我国重要的生态安全屏障，气候变化严重影响区域植被的生长与分布。雪灵芝(Arenaria kansuensis Maxim.)作为三江源区典型高山植物，其分布动态变化对高山生态系统稳定具有重要指示意义。基于物种分布数据和WorldClim气候环境因子，采用刀切法与相关分析确定影响雪灵芝分布的主导环境因子并构建MaxEnt模型，结合第六次国际耦合模式比较计划(Coupled Model Intercomparison Project Phase 6， CMIP6)中的4种共享社会经济路径(SSPs)预测未来中期(2041—2060年)和远期(2061—2080年)雪灵芝潜在适宜分布区域，探求雪灵芝气候变化响应的空间格局。结果表明：(1)当前气候条件下，中部地区更适合雪灵芝生存。在未来中、远期SSP370(区域竞争路径)气候情景下适宜区面积扩张，而其他情景下适宜区面积均下降，适宜区质心整体向东南迁移。(2)大部分地区在SSP245(中间路径)气候情景下不适宜生存，尤其是西部治多县、唐古拉山乡、曲麻莱县，及东部的兴海县和共和县。(3)影响其空间分布的主要气候因子为年降水量和最冷季降水量。最适宜生长条件是年降水量500—750mm和最冷季降水＞15mm。研究结果为预测未来气候变化情景下高寒地区指示植物物种的空间分布及其生态系统变化提供了方法参考，也为青海省濒危植物物种保护政策提供理论依据。

新疆地区地形复杂且地面观测站点分布稀疏,降低了以往基于中国地区的气候变化预估效果。在降尺度方法中,偏差校正方法相对于区域气候模式和统计降尺度方法,对于区域气候变化预估更加实用和经济。本文采用Delta方法对24个GCMs模型月数据降尺度至0.5°水平分辨率,分析A1B、A2和B1三个情景下新疆未来气候变化格局。结果表明到2099年三个情景下年平均气温分别为10.0℃、11.1℃和8.5℃,年降水量有显著的增加趋势。在中天山地区、伊犁河流域、天山南坡和塔里木河下游地区的带状区域增温幅度小于北疆准噶尔盆地、帕米尔高原和昆仑山北坡。对于年降水量,在南疆西部相对于参考时期呈现微弱的减少趋势,在昌吉地区...

为针对未来气候变化及其对农业可能的影响,提出适应性对策建议,应用第5次耦合模式比较计划(CMIP5)中5个GCMs和3种RCPs在全球1.5和2.0℃升温下的预估结果,分析安徽省未来气候变化特征,利用气象干旱综合指数(MCI)预估未来气象干旱时空格局演变,并量化评估的不确定性。结果表明:未来安徽省呈现趋于暖湿的变化特征,在全球相对于工业化前1.5和2.0℃升温背景下,预估全省年平均温度较工业化前分别升高1.8和2.3℃,升温幅度均高于全球平均;年降水量略有增加,年高温日数增多,而暴雨日数在全球1.5℃升温下增加而2.0℃升温期减少。未来安徽省气象干旱化趋势将持续并加重,其中干季更明显,并且全球2.0℃升温下增加更多,干旱日数的变幅与降水类似。未来气候变化不会改变月干旱分布特征,气象干旱频次以秋旱最多,夏旱次之,冬、春旱较少。未来降水量和气象干旱预估都存在较大的不确定性,在全球2.0℃升温下不确定性更大,不确定性主要来源于GCMs。为适应或缓解气候变化的不利影响,应通过调整农业布局、加强农业基础设施建设、选育新品种等方式以抵御气候变化的能力。

陆地植被的年净第一性生产力是植物每年通过光合作用所固定的碳总量。在全球CO2浓度持续变化的过程中 ,作为一个对外界综合环境因素敏感的指标 ,陆地植被净第一生产力的变化及与环境因子之间相互作用的机制是关注的焦点。简要介绍了植被净第一生产力研究方法的状况 ,着重对当前 2种主要生产力模型 (GLO PEM模型和NASA CASM模型 )的测定原理、方法、测定结果及优缺点进行了评述 ,同时对国内相关领域的研究状况也进行了介绍。表 2参 1 8

【目的】利用最新的国际耦合模式比较计划第五阶段(CMIP5)中30个全球大气-海洋耦合模式(AOGCMs)在典型浓度路径(RCPs)情景下的气候预估结果,基于集合模拟的方法评估气候变化对中国未来小麦产量的影响。【方法】气候变化对农业的影响评估通常基于未来逐日的气象资料,然而AOGCMs模拟的逐日数据存在较大的不确定性。利用"虚拟气候变暖"(PGW)的方法,将CMIP5模式预估的未来气候变化的信号与当前气候的逐日站点观测资料相结合,得到未来气候预估的逐日数据集合。结合作物过程模型CERES-Wheat,利用集合模拟的方法,以概率的形式量化表述气候变化对中国小麦产量影响的不确定性。【结果】未来中国...

根据ECHAM5/MPI-OM模式在3种排放情景(SRES高排放A2,中排放A1B,低排放B1)下所做的21世纪前50年气候变化预估试验得到的数据,研究鄱阳湖流域2001～2050年气温和降水相对于目前气候(1961～1990年)的可能变化。结果表明:①未来50年气温在3种排放情景下都将迅速增加,远远高于1990s的增加幅度和速度。A1B情景温度增加最明显,平均气温变化达到1.62℃。②降水量变化相对复杂,前30年主要为减少趋势,A2情景下减少幅度最大,2020s年均降水量减少了6.7%;后20年降水量增加,B1情景增加最显著,2030s年增加幅度达到10.8%。③根据预估的各季节变化结果,1...

北极地区是受全球变暖影响最为显著的地区之一。北极升温速率超过全球平均速率的2倍,这一"极地放大现象"和海冰的快速消融不仅造成当地环境的剧烈变化,还深刻影响着中纬度的天气和气候系统。深入理解气候长期趋势的季节和地理分布特征,有助于应对北极气候变化及其影响,并为未来开发北极资源服务。考虑到北极地区观测台站稀疏带来的不确定性,本文利用多套格点化的观测分析和ERA-Interim再分析资料,结合线性趋势分析,研究了1979—2017年60°N以北陆地地表温度、降水、气温日较差、年较差及相关极端气候指标的变化趋势。结果显示:(1)各资料中气温变化的一致性很高,但对于降水在2008年之后的变化,不同资料差异较大,可能是金融危机下可用台站数量急剧下降造成的。(2)ERA-Interim再分析资料能够很好地再现北极陆地温度和降水的整体增加趋势,变化速率分别约(0.57±0.07)℃/10 a和(0.10±0.05)mm/d/100 a。春、秋、冬季升温趋势强,而夏季升温趋势较弱。北冰洋沿岸地区升温速率最大,局地可超过1.0℃/10 a。(3)降水的增加趋势在秋季最大。西伯利亚降水的增加与局地升温有很好的对应关系,其中秋季西伯利亚东部平均和极端降水的增加趋势可达热力学约束的8%/K。(4)夏季气温日较差没有显著的变化趋势,春季阿拉斯加和加拿大北部地区的气温日较差呈显著增大趋势,其他区域则以减小趋势为主。气温年较差在北欧、阿拉斯加和加拿大北部呈减小趋势,在西伯利亚西部和东部呈增加趋势。无论冬夏,温度最小值的升高趋势比最大值更显著;冬季温度最小值的升高趋势比夏季更显著。研究表明,地表升温是北极陆地局地降水增加的重要驱动因素,不同区域降水变化的差异则可能与环流变化有关;观测台站数量的减少对降水趋势的监测有显著影响;ERA-Interim可作为北极地区观测分析资料的重要补充,特别在台站稀疏地区和台站数量减少的时段,ERA-Interim可提供一致和可信的气候变化信息。

本文分析了IPCC第四次评估报告中的全球气候模式在华东区域的气候预估能力与不确定性。以均方根误差作为衡量预估能力的标准,比较了IPCC-AR4中21个气候模式在中等排放情景下的预估能力,结果表明气候模式对华东区域气候变化的模拟能力差异较大,模式NCAR-CCSM3和MRI_CGCM2_3.2在年平均气温和年降水2个要素的均方根误差均较小,说明它们对华东区域的气候预估能力比其他模式强。在中等排放情景下,气候模式能够模拟出接近观测实况的年平均气温与降水的空间分布特征,但是由于空间分辨率较低,模式不能模拟出局部细致的结构;多模式集合平均对华东区域气温预估存在明显系统偏差,比观测实况偏低1.6℃以上,偏低幅度超过了不确定性(一倍的模式间标准偏差)能涵盖的范围;华东区域年降水模式间标准偏差占模式集合平均百分比为26.7%,表明直接用AR4多模式集合平均的结果难以准确反映华东区域该要素的未来变化。

利用政府间气候变化委员会第四次评估报告提供的新一代气候系统模式的模拟结果(IPCC-AR4),通过多模式集合方法预估分析了3种排放情景(高排放SRES A2、中等排放SRES A1B和低排放SRES B1)下三峡库区21世纪气候的可能变化。结果表明,挑选模拟性能较好的模式进行的多模式集合对库区气温和降水的变化具有较好的模拟能力,21世纪库区气候总体有显著变暖、变湿的趋势,年平均气温变暖趋势为2.1~4.2℃/100 a,年降水增加趋势为6.1%~9.7%/100 a。就季节变化而言,冬季的变暖幅度最大,降水增加幅度最大。库区年平均气温在21世纪将持续呈上升趋势,而年降水在21世纪前期有减少趋势...

本文从气候变化的角度出发,研究黄河上游龙羊峡水库夏季流量与流域气候条件的响应关系及流量预估模型,并根据区域气候模式输出数据降尺度生成的未来气候情景,对未来龙羊峡夏季水库流量进行了预估。结果表明:近35年来,黄河上游夏季气温升高、蒸发增大,降水略有减少;黄河上游龙羊峡水库平均入库流量呈递减趋势,夏季流量对流域降水量、平均最高气温及最低气温的响应显著;未来两个时期(2020s、2030s)龙羊峡夏季流量均较基准期(1988-2010年)减少,但在不同气候变化情景下流量变化有所差异,其中A2情景下夏季平均流量分别减少23.9%(2020s)和19.8%(2030s),B2情景下分别减少14.4%(2030s)和17.3%(2030s),据此,未来气候变化对黄河上游流域夏季流量的可能影响将弊大于利,但仍具有较大不确定性。

本文从气候变化与波动的角度出发,分析了位于黄河上游的龙羊峡水库流量变化与气候条件的响应关系,发现气温、降水及蒸发的波动变化对水库流量有很大影响,依此关系建立了流量预估模型;并根据气候模式输出数据经降尺度处理生成的未来气候情景,对未来不同排放情景下龙羊峡水库流量进行了预估。结果表明:未来两个时期(2010s、2020s)龙羊峡平均流量均较基准期(1988年-2008年)增加,但在不同气候变化情景下,流量变化有明显的差异,其中A2情景下平均流量分别增加6.3%(2010s)和6.1%(2020s),B2情景下增加20.0%(2010s)和10.7%(2020s),据此,未来气候变化对龙羊峡灌区的可...