【摘要】：在全球增暖的背景下,近50年全球極端氣候事件頻發(fā),對(duì)氣候變化的響應(yīng)具有區(qū)域差異。為了提升區(qū)域適應(yīng)和應(yīng)對(duì)氣候變化的能力,中國的高敏感區(qū)亟待甄別。土壤濕度是地表綜合體現(xiàn)水分和能量交換及循環(huán)的物理量,能直接監(jiān)測(cè)干旱事件。本文首先利用觀測(cè)數(shù)據(jù)定量評(píng)價(jià)了多套長(zhǎng)時(shí)間土壤濕度產(chǎn)品,而后選取質(zhì)量較優(yōu)的一套資料,從極端干旱事件和驟發(fā)干旱事件等角度探究了中國近40年高敏感區(qū)及其時(shí)空演變特征�；谫Y料的可獲得性,開展了1992～2013年間單點(diǎn)和區(qū)域尺度上的資料適用性評(píng)估。根據(jù)Brunke排序法,幾套數(shù)據(jù)集的土壤濕度產(chǎn)品從優(yōu)到劣依次為:ESACCI、ERA-Interim、NCEP/DOE-R2、NOAA/CIRES-20CR。其中,ESA CCI土壤濕度數(shù)據(jù)空間分辨率最高,能較好地體現(xiàn)空間分布態(tài),其數(shù)值和實(shí)測(cè)間的偏差最小、相關(guān)性最高、月際變化模擬也最為準(zhǔn)確。所有數(shù)據(jù)集的年際變化表現(xiàn)均有待改進(jìn),而偏差控制是一個(gè)值得嘗試的方向。此外,ERA5土壤濕度數(shù)據(jù)與實(shí)測(cè)空間相關(guān)性好,對(duì)月際變化和年際變化的反映較優(yōu),但在ERA-Interim的基礎(chǔ)上過度修正了數(shù)據(jù)變化幅度偏小的問題,產(chǎn)品精度有待改進(jìn)。在數(shù)據(jù)評(píng)估的基礎(chǔ)上,利用ESACCI土壤濕度數(shù)據(jù)和極端氣候事件研究方法,定義土壤極端干旱事件。分析表明,土壤極端干旱事件體現(xiàn)出的高敏感區(qū)位于我國半干旱區(qū)到半濕潤(rùn)區(qū),自1987年起這些地區(qū)頻發(fā)極干事件,且持續(xù)性顯著增長(zhǎng)。極干事件的發(fā)展存在季節(jié)性變化,夏季高原東部的頻次、時(shí)長(zhǎng)增長(zhǎng)尤為顯著。近20年來,極干事件在各地區(qū)的頻次比之前19年增長(zhǎng)了3倍以上,時(shí)長(zhǎng)增加了5倍以上,且比起南方和高原,東北和西北地區(qū)的極干事件更高發(fā)、持續(xù)時(shí)間更長(zhǎng)。與溫度的極端事件——熱浪相比,熱浪的高敏感區(qū)集中在高原和西南的部分地區(qū),而上壤濕度極端事件的高敏感區(qū)集中在氣候過渡帶,尤其是半干旱地區(qū)。另外,我國處在干旱半干旱區(qū)省份的農(nóng)業(yè)、經(jīng)濟(jì)、自然資源、自然災(zāi)害對(duì)土壤濕度有一定敏感性。驟發(fā)干旱是一種體現(xiàn)了干旱和熱浪特征的復(fù)合極端事件,其中一類驟發(fā)干旱主要受驟增的溫度驅(qū)動(dòng),另一類則主要受土壤缺水驅(qū)動(dòng)。而土壤缺水可能源于二類驟發(fā)干旱發(fā)生前長(zhǎng)期缺乏降水。個(gè)例分析表明,驟發(fā)干旱或可成為季節(jié)性干旱預(yù)警的一個(gè)信號(hào)�；趦�(yōu)選土壤濕度資料的研究表明,1979～2014年高溫型驟發(fā)干旱發(fā)生頻次增長(zhǎng)了 145%,而土壤缺水型驟發(fā)干旱增長(zhǎng)了 115%。兩類驟發(fā)干旱都頻發(fā)于7月,前一類驟發(fā)干旱易發(fā)于濕潤(rùn)區(qū)和半濕潤(rùn)區(qū),在半濕潤(rùn)區(qū)增長(zhǎng)明顯,后一類驟發(fā)干旱的高敏感區(qū)在干旱和半干旱區(qū)。在各自的高發(fā)地區(qū),二類普遍比一類更頻發(fā)也更持續(xù)。本論文基于系統(tǒng)的資料評(píng)估遴選出較適合中國長(zhǎng)期氣候變化和區(qū)域響應(yīng)研究的土壤濕度產(chǎn)品,從土壤極端干旱、驟發(fā)干旱,以及土壤濕度的社會(huì)經(jīng)濟(jì)影響評(píng)估等角度初步甄別了中國氣候變化響應(yīng)的高敏感區(qū),為我國區(qū)域氣候變化的響應(yīng)機(jī)理和應(yīng)對(duì)方案提供了部分科學(xué)根據(jù)。
【學(xué)位授予單位】：南京大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：P467;S152.71
【圖文】：

圖２．邋１中國１１５個(gè)農(nóng)業(yè)氣象觀測(cè)站（１９９２－２０１３年）和４個(gè)研究區(qū)域（卜ＩＶ）的空間分逡逑布。底圖為中國年降水量分布（１９７９－２０１４年，單位：ｍｍ／年）及其對(duì)應(yīng)的傳統(tǒng)干濕分區(qū)。逡逑表２．邋２兩個(gè)研究時(shí)段內(nèi)４個(gè)數(shù)據(jù)驗(yàn)證研究區(qū)的名稱及對(duì)應(yīng)經(jīng)緯度范圍。逡逑１９９２－２０１３邋年邐２００８－２０１３邋年逡逑＾邐＂＾／Ｊ＇邐經(jīng)度范圍（°邋Ｅ）煒度范圍（°邋Ｎ）經(jīng)度范圍（°邋Ｅ）煒度范圍（°邋Ｎ）逡逑Ｉ邐東北邐丨］８？１３０邐３９．５－５０．５邐１１８？１３０邐３９．５－５０．５逡逑ＩＩ邐華北邐１１０？１１７．５邐３４．５？４２邐１１０邋？１１７．５邐３４．５－４１．５逡逑ＩＩＩ邐江淮邐１１０邋？１２０邐２９．５－３４．５邐１１０－１２０邐３１．５－３４．５逡逑ＩＶ邐西北邐９９．５邋？１１０邐３２．５－４１邐９９．５－１１０邐３３．５－３９．５逡逑

南京大學(xué)碩士學(xué)位論文逡逑由圖３．１可見，４套土壤水資料均表現(xiàn)出以西北地區(qū)為干中心、東部和東南部為濕逡逑中心，土壤濕度由東向西北遞減的特征。這與觀測(cè)分布，以及孫丞虎等（２００５）；朱智等逡逑（２０１８）的研究結(jié)果一致。從各套產(chǎn)品的表現(xiàn)來看，ＥＳＡ邋ＣＣＩ的空間分辨率明顯高于逡逑ＥＲＡ－Ｉｎｔｅｒｉｍ，而邋ＥＲＡ－Ｉｎｔｅｒｉｍ邋又明顯高于邋ＮＣＥＰ／ＤＯＥ－Ｒ２邋和邋ＮＯＡＡ／ＣＩＲＥＳ－２０ＣＲ。對(duì)比逡逑觀測(cè)資料，ＥＳＡＣＣＩ與實(shí)測(cè)的數(shù)值最為接近；ＥＲＡ－Ｉｎｔｅｒｉｍ模擬出了東北的濕中心，這逡逑在其他數(shù)據(jù)中都沒有明確體現(xiàn)；而ＮＣＥＰ／ＤＯＥ－Ｒ２對(duì)于土壤濕度空間分布的模擬與實(shí)測(cè)逡逑相差較大。逡逑３．２多源土壤濕度資料的時(shí)間序列分析逡逑為了對(duì)各套土壤濕度產(chǎn)品進(jìn)行時(shí)間序列分析，將格點(diǎn)資料雙線性插值到站點(diǎn)上進(jìn)行逡逑評(píng)估。根據(jù)站點(diǎn)分布的密集程度在中國劃分了４個(gè)主要的研宄區(qū)域，其空間分布和經(jīng)緯逡逑度范圍詳見圖２．１和表２．２邋（１９９２？２０１３年）。在４個(gè)主要研究區(qū)域以外，還有６個(gè)單站逡逑分布在西北和西南地區(qū)

圖３．邋３邋１９９２－２０１３年四套衛(wèi)星／再分析土壤濕度產(chǎn)品在六個(gè)站點(diǎn)的Ｓ－ｂｉａｓ分布圖。逡逑３．２．２多源土壤濕度資料的季節(jié)循環(huán)逡逑從土壤濕度觀測(cè)的年內(nèi)循環(huán)（圖３．４）可以看出，東北和江淮地區(qū)的土壤濕度較高、逡逑際變化幅度較小，而肀北和西北地區(qū)的土壤濕度較低、Ｗ際變化幅度較大。整體而言，逡逑０？１０ｃｍ邋ｈ壤濕度具有明顯的季節(jié)循環(huán)。春季除東北地區(qū)均出現(xiàn)下降，這是因?yàn)闅鉁厣义细呤沟谜舭l(fā)量增大，但降水并沒有明顯增加，因而導(dǎo)致表層土壤濕度卜？降；而東北地區(qū)逡逑的冰Ｈ融水導(dǎo)致表層土壤濕度在春季略微上升；夏季降水增加導(dǎo)致土壤濕度出現(xiàn)明顯的逡逑增長(zhǎng)，這點(diǎn)在江淮地區(qū)表現(xiàn)的尤為突出；秋季除西北地區(qū)土壤濕度進(jìn)一步增長(zhǎng)，這可能逡逑是由于大部分地區(qū)氣溫較低、蒸發(fā)量降低導(dǎo)致的；冬季土壤濕度有顯著降低，這是因?yàn)殄义辖邓康臏p少導(dǎo)致土壤濕度降低的作用大于氣溫降低、蒸發(fā)量降低導(dǎo)致土壤濕度升高的逡逑作用。逡逑從各套數(shù)據(jù)的表現(xiàn)來看，ＥＳＡＣＣＩ最接近實(shí)測(cè)，能基本抓住十壤濕度的ｊ邋ｊ際變化特逡逑征，能夠模擬出峰值和谷值出現(xiàn)的大概Ｗ份，但在東北地區(qū)和在冬季有低OT。ＥＲＡ－ｌｍｅｒｉｍ逡逑和ＮＣＥＰ／ＤＯＥ－Ｒ２能基本模擬出Ｉ：壤濕度的變化趨勢(shì)

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本文編號(hào)：2801338