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[期刊] 长江流域资源与环境
[作者]
吴健 夏军 曾思栋 刘欣 樊迪
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。
[期刊] 长江流域资源与环境
[作者]
任永建 洪国平 肖莺 陈良华
利用WCRP的耦合模式数据和长江上游流域63个气象站点的观测数据,评估了全球气候模式对长江上游流域的温度、降水的模拟能力,基于A2、A1B、B1情景对长江上游流域未来50a平均温度、降水的可能变化进行了预估研究。结果表明:全球模式可较好的反映出流域温度、降水的时间和空间变化趋势,但模拟地面温度总体上低于实况值。三种情景下2011～2060年上游流域平均温度的增幅(相对于1971～2000年)分别为1.7℃、2.1℃、1.3℃。A1B、B1情景下区域内表现为一致的增温趋势,而A2情景下在嘉陵江流域出现降温的趋势。三种情景下平均降水的增幅分别为50.0、83.5、29.5mm;A1B、B1情景下降...
[期刊] 长江流域资源与环境
[作者]
初祁 徐宗学 刘文丰 刘琳
根据1961~2005年长江流域气象站点的实测月降水量和气温数据,采用第5期全球耦合模式比较计划CMIP5(the Fifth Phase of Coupled Model Intercomparison Project)中24个全球气候模式(GCM)的模拟结果,通过计算模拟变量和观测变量平均值的相对误差、归一化的均方根误差、时间和空间相关系数,采用M-K趋势分析方法,分别选用在长江流域模拟气温和降水较好的5个模式进行集合平均,从时间的演变规律和空间的分布特征两方面,检验该模式集合对长江流域模拟气温和降水的能力。研究结果表明:各个模式模拟气温的能力要明显好于模拟降水的能力,但模拟气温较好的模式...
关键词：
CMIP5模式 模式集合 长江流域 评估
[期刊] 华中师范大学学报(自然科学版)
[作者]
张飘尹 陆建忠 陈晓玲
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.
[期刊] 长江流域资源与环境
[作者]
邓婷 王润 姜彤 黄金龙 方晓 刘润
利用高分辨率区域气候模式CCLM对湖北省降水和气温的模拟数据,对比分析了基准期(1961~2005年)的模拟结果和同期CN05.1的观测数据,并对RCP4.5情景下的未来(2006~2050年)气候进行了年尺度和季节尺度的预估。结果表明:(1)CCLM区域气候模式较好地模拟了湖北气温的演变趋势及其空间分布格局,对降水的时空波动模拟与同期CN05.1在降水时空变化上的匹配度较弱;(2)RCP4.5情景下,2006~2050年湖北T、T_(min)、T_(max)呈上升趋势。四季气温呈一致上升的趋势,冬季的上升速度最快,对年尺度上T、T_(min)、T_(max)上升的趋势贡献最大。(3)RCP4.5情景下,2006~2050年湖北T、T_(min)、T_(max)呈全区一致上升的格局。其中增幅最大的区域均集中于汉江湖北段北部。春季T、T_(min)、T_(max)增温大值区位于西北山地区;夏季中部平原区T、T_(min)、T_(max)相较于其他区域增幅较大;秋季西南山地区T和T_(max)较其他区域增温较高,T_(min)的增温大值区位于汉江湖北段北部;冬季鄂东南丘陵T相较于其他区域增幅较大,汉江湖北段北部T_(min)增温较大,西南山地T_(max)增温较大。
[期刊] 长江流域资源与环境
[作者]
吴明炎 倪福全 邓玉 岳紫莹 江楠 康文东 向军
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。
[期刊] 自然资源学报
[作者]
苗茜 黄玫 李仁强
研究基于气象观测和B2气候变化情景数据,利用大气-植被相互作用模型(AVIM2)模拟了1981—2000年和2010—2050年两个时段内植被NPP的空间分布格局及其时间变化趋势并分析了其时空变化与气温和降水量的关系。研究表明1981—2000年流域内植被NPP的空间分布大致呈现自西向东、自北向南递增的趋势。未来长江流域气温将整体增加,但各地增温幅度不同。流域降水量有增有减,主要增加区域位于长江源头和上游及中游的江北地区。未来在气温增加幅度较小而降水量增加的区域,如长江源头和上游的青海、西藏、川西及云南的部分地区的植被NPP将增加。在气温增幅较大而降水量减少或者降水量增加不多的区域如长江中游和...
[期刊] 长江流域资源与环境
[作者]
郭华 殷国强 姜彤
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...
[期刊] 长江流域资源与环境
[作者]
刘浏 徐宗学 黄俊雄
可变下渗能力模型VIC是基于单元网格的分布式水文模型,易于与气候模式进行耦合,从而揭示气候变化对水循环的复杂影响,为分析气候变化情景下流域洪水的响应特征提供技术支撑。作为研究工作的第一步,构建了基于5km×5km网格分辨率的西苕溪流域VIC径流模拟模型。利用流域出口横塘村水文观测站1990～2000年日流量观测数据并结合西苕溪流域的汇流特点,采用Dag Lohmann汇流模型进行参数率定和验证。模拟结果表明:VIC模型对西苕溪流域日、年径流量的模拟值与观测值吻合良好,率定期和验证期的多年平均年径流相对误差Er分别为0.77%和3.43%,模拟日或月流量的确定性系数和Nash-Suttcliff...
关键词：
VIC模型 径流 洪水 西苕溪流域
[期刊] 长江流域资源与环境
[作者]
陈梓延 王艳君 苏布达 黄金龙 姜彤
采用经统计降尺度与偏差订正的4种全球气候模式(GFDL-ESM2M,HadGEM2-ES,IPSL-CM5A-LR和MIROC5)1861～2005年的历史气候模拟试验和2006～2018年的RCP4.5情景预估资料,驱动SWAT水文模型,分析了1861～2018年乌江流域气候变化特征及其对径流的影响。同时,采用1861～2018年4种全球气候模式在工业革命前控制试验(piControl)数据,对比分析了"自然"和"人为+自然"强迫下流域气候及径流变化的差异。研究结果表明:(1)1861～2018年乌江流域平均气温呈现显著上升趋势,气温倾向率为0.03℃/10a;降水呈显著下降趋势,降水倾向率为-10.9 mm/10a。流域主要水文控制站武隆站年平均流量呈显著下降趋势,倾向率为-20.8 m~3/s/10a;四季平均流量倾向率分别为-10.8、-46.1、-20.1、-5.9 m~3/s/10a,均呈显著下降趋势;枯水极值流量倾向率为-7.6 m~3/s/10a,丰水极值流量倾向率为-43.5 m~3/s/10a,下降趋势显著。(2)"自然"强迫控制试验下,1861～2018年乌江流域年平均气温无明显变化趋势;降水则为不显著上升趋势,倾向率为1.9 mm/10a;年平均流量呈微弱上升趋势,倾向率为0.1 m~3/s/10a;四季平均流量倾向率分别为-1.1、-18.6、11.0、8.9 m~3/s/10a,春季平均流量不显著下降,夏季显著下降,秋季不显著上升,冬季显著上升;枯水极值流量倾向率为2.5 m~3/s/10a,丰水极值流量为-9.5 m~3/s/10a,变化趋势均不显著。(3)相对"自然"强迫序列,人类活动引起的气候变化导致1861～2018年乌江四季平均流量分别减少7.1%、9.7%、8.7%、11.9%;枯水与丰水极值流量分别下降9.3%和5.0%。
关键词：
气候变化 径流 自然强迫 乌江流域
[期刊] 长江流域资源与环境
[作者]
叶磊 周建中 曾小凡 张海荣 卢鹏 孙新德
基于嘉陵江流域1962~2010年实测月降水和月平均气温数据,利用不同时间尺度(3、6、9、12个月)的SPI和SPEI指数分析了近50a来流域干旱趋势的时空演变规律。对不同时间尺度的SPI及SPEI指数分析表明,1962~2010年嘉陵江流域整体呈干旱增加趋势,特别是流域西部和北部呈现出明显的干旱增加趋势,而流域东部的干旱增加趋势并不明显,个别站点附近还呈现出微弱的干旱减少趋势。SPI及SPEI指数的变化还表明,嘉陵江流域在大时间尺度上的干旱增加趋势更为明显,大时间尺度的干旱事件主要由降雨量决定,而气温变化对干旱趋势的影响则在小时间尺度上更为显著。此外,对于相同的时间尺度,SPEI指数相较于...
[期刊] 地理科学进展
[作者]
顾问 陈葆德 杨玉华 董广涛
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。
关键词：
气候模式 华东区域 情景预估 不确定性
[期刊] 资源科学
[作者]
刘兆飞 王蕊 姚治君
蒙古高原受自然与人为因素影响，生态环境面临严峻压力，研究气候变化特征及气候模式评估对该地区气候及生态环境等相关研究具有重要的参考意义。本研究以整个蒙古高原为研究区，研究蒙古高原气温与降水要素的变化趋势，对比研究中国内蒙古自治区与蒙古国地区气候变化特征，并评价了全球耦合模式比较计划第五阶段（ＣＭＩＰ５）模式输出的气温与降水序列在研究区的表现，利用一种改进的秩评分方法对ＣＭＩＰ５模式的模拟能力进行了综合评价。结果表明，蒙古高原过去几十年整体呈增温减湿的趋势，最低气温升温幅度明显大于最高气温升温幅度，中国内蒙古地区变暖趋势强于蒙古国地区；ＣＭＩＰ５模式模拟的平均气温普遍偏低，且低估了该区域的增温趋势．．．
[期刊] 中国农业科学
[作者]
杨绚 汤绪 陈葆德 田展 赵思健
【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...
[期刊] 长江流域资源与环境
[作者]
谈丰 苏布达 高超 方玉
利用CCLM(COSMO model in Climate Mode)高精度区域气候模式输出的淮河流域逐日降水数据,计算了年降水量、降水强度、大雨日数和强降水量4个降水指数,首先通过与1961～2010年流域内气象站点的降水观测数据进行对比,检验CCLM模式对淮河流域降水的模拟能力。结果表明,CCLM模式能够很好的模拟淮河流域降水的年际变化和空间分布特征,在4个降水指数中,对年降水量的模拟效果最佳。CCLM模式在SRES-A1B(中排放)情景下的降水预估数据显示,2011～2050年淮河流域降水整体将呈增加趋势,增幅在70mm之内,降水量年际变率较大,波动范围达-40%～60%,很有可能造成未...
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