PRECIS對(duì)中國(guó)區(qū)域極端氣候事件的高分辨率數(shù)值模擬與預(yù)估.pdf

1、受氣候變化影響，中國(guó)平均溫度明顯變暖，而降水變化的區(qū)域性差異加大，極端降水事件增多，危害加重。與氣候平均狀態(tài)相比，極端氣候事件的發(fā)展和演變更應(yīng)得到關(guān)注，因?yàn)闃O端氣候事件將會(huì)對(duì)自然、社會(huì)和經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)產(chǎn)生直接的災(zāi)害性后果。應(yīng)用氣候模式對(duì)不同溫室氣體排放情景下平均氣候狀態(tài)和極端氣候事件的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行預(yù)估是認(rèn)識(shí)氣候變化影響的一個(gè)重要方法。本文利用英國(guó)Hadley氣候中心開發(fā)的區(qū)域氣候模擬系統(tǒng)PRECIS(Providing Regional Cl

2、imate forImpacts Studies)單向嵌套HadGEM2-ES降尺度產(chǎn)生的最新典型濃度路徑RCPs(RepresentativeConcentration Pathways)情景下低排放情景(RCP2.6)、中等排放情景(RCP4.5)和高排放情景(RCP8.5)下1961-2099年的逐日溫度、降水、最高溫度和最低溫度數(shù)據(jù)，選取典型極端氣候事件指標(biāo)，對(duì)未來(lái)中國(guó)區(qū)域的平均和極端氣候事件變化趨勢(shì)進(jìn)行分析。本研究選取1961

3、-1990年作為氣候基準(zhǔn)時(shí)段，用作模式模擬能力檢驗(yàn)和計(jì)算未來(lái)氣候事件的相對(duì)變化，未來(lái)時(shí)段分為21世紀(jì)前期(2011-2040，2020s)，中期(2041-2070，2050s)和后期(2071-2099，2080s)。本研究的主要結(jié)論如下:
　　(1) PRECIS對(duì)中國(guó)區(qū)域平均溫度和降水量具有較強(qiáng)的模擬能力，相對(duì)于溫度的模擬效果，降水的模擬結(jié)果與觀測(cè)值存在較大偏差，但是模式對(duì)降水的空間分布特征的模擬效果較上一代版本有較大改進(jìn)。

4、本文分析結(jié)果顯示，到21世紀(jì)末，中國(guó)年平均溫度將升高2.4～6.4℃，北方增溫高于南方;降水變化差異較大，在RCP2.6，RCP4.5和RCP8.5情景下將分別變化-1.3％、9.0％和6.5％，降水增加的區(qū)域主要分布在中國(guó)北方和青藏高原，降水減少的區(qū)域集中在西南地區(qū)東部和長(zhǎng)江中下游地區(qū)。
　　(2)未來(lái)氣候情景下中國(guó)最高溫度和最低溫度整體趨暖，但是區(qū)域之間不對(duì)稱增溫現(xiàn)象存在差異。在西北、東北、華北和青藏高原地區(qū)最低溫度增溫幅度超

5、過(guò)最高溫度，而在華中、華南、華東和西南地區(qū)最高溫度比最低溫度增溫幅度更大。未來(lái)與高溫有關(guān)的極端事件頻率和強(qiáng)度增加，與低溫有關(guān)的極端事件發(fā)生程度減輕，尤其以RCP8.5情景下變化最為明顯。未來(lái)大于35℃炎熱日數(shù)在我國(guó)南方和東南部地區(qū)增加最多;霜凍日數(shù)在青藏高原、西南地區(qū)西部減少最為明顯;相對(duì)高溫日數(shù)在華南及青藏高原東部和南部增加最多;相對(duì)低溫日數(shù)在全國(guó)普遍減少且以東北地區(qū)最為顯著。未來(lái)極端溫度的閾值均會(huì)比基準(zhǔn)時(shí)段大幅增加。
　　(3

6、)未來(lái)中國(guó)極端降水事件出現(xiàn)的頻率將會(huì)增加。無(wú)論區(qū)域總降水量增加還是減少，大雨的降水量均將會(huì)一致增加。未來(lái)中國(guó)連續(xù)無(wú)降水日數(shù)將會(huì)減少，這主要是來(lái)自于北方地區(qū)和青藏高原的連續(xù)無(wú)降水日數(shù)大幅度減少的貢獻(xiàn)，而南方和東南沿海地區(qū)未來(lái)連續(xù)無(wú)降水日數(shù)將會(huì)增加。簡(jiǎn)單降水強(qiáng)度、連續(xù)五日最大降水量和年總極端降水量在全國(guó)普遍呈增加趨勢(shì)。未來(lái)我國(guó)南方地區(qū)可能成為受極端降水事件影響的重點(diǎn)地區(qū)，因?yàn)槠浜闈嘲l(fā)生頻率和干旱持續(xù)時(shí)期均會(huì)有所增加;北方地區(qū)持續(xù)干旱時(shí)期將會(huì)

7、縮短，而洪澇災(zāi)害發(fā)生頻率增加。
　　(4)基于SPEI指數(shù)預(yù)估未來(lái)中國(guó)干旱程度將會(huì)加重，而基于SPI指數(shù)的干旱程度將會(huì)減輕，這反映出增溫將會(huì)加劇干旱化趨勢(shì)。RCP8.5排放情景下干旱化趨勢(shì)更為嚴(yán)重，其氣候傾向率分別是RCP4.5情景下的1.5倍，是RCP2.6情景下的1.8倍。未來(lái)各等級(jí)干旱面積均將有不同程度的增加，而無(wú)旱面積在RCP2.6，RCP4.5和RCP8.5情景下將會(huì)分別減少43％，51％和76％。對(duì)SPEI序列的EOF

8、分析結(jié)果表明，不同氣候情景下最主要的空間模態(tài)特征均表現(xiàn)為全國(guó)絕大多數(shù)地區(qū)一致變干的趨勢(shì)，該模態(tài)對(duì)應(yīng)的典型區(qū)域位于西北地區(qū)、西南地區(qū)東部和華中部分地區(qū)。而第一模態(tài)對(duì)應(yīng)的時(shí)間系數(shù)呈上升趨勢(shì)，說(shuō)明這種空間模態(tài)將會(huì)變得越來(lái)越典型。不同地區(qū)干旱化進(jìn)程對(duì)氣候變化的敏感性程度存在差異，西北與華中地區(qū)干旱化趨勢(shì)對(duì)氣候變化的響應(yīng)更加明顯。
　　本文系統(tǒng)地評(píng)估了中國(guó)未來(lái)極端氣候事件的時(shí)空變化特征，研究結(jié)果可以為國(guó)家制定減排措施和適應(yīng)氣候變化工作提供科