【摘要】：利用多套觀測資料和CMIP5多模式輸出結果,本文在全球變暖背景下對1979-2005年次大陸區(qū)域和海盆尺度上的溫度進行了歸因；同時檢測并歸因了與增暖同期的1950年后全球氣候帶的顯著性變化,并預測了其在21世紀全球氣候帶的變化趨勢；最后考察了21世紀中國地區(qū)氣候帶變化的時空特征。結果表明：1)1979-2005年觀測海溫與區(qū)域尺度陸地增暖歸因觀測中全球有超過1/3的海陸格點、15個次大陸區(qū)域(總共21個)以及6個海盆(總共10個)在95%的置信度上表現(xiàn)出顯著異常于自然變率的增暖趨勢。包含了全輻射以及僅包含溫室氣體輻射強迫的實驗都再現(xiàn)了觀測中地表溫度和海溫增暖的空間型。使用觀測海溫和海冰強迫大氣模式的AMIP實驗也再現(xiàn)了觀測中陸地增暖的空間型。這些實驗都具有一致的凈向下長波輻射長期趨勢的空間分布。而僅包含了自然輻射強迫的實驗模擬出的增溫趨勢較弱。人類活動的信號在全球、半球、熱帶、9個海盆和15個陸地次大陸區(qū)域都能被清晰的檢測到。歸因的結果也表明,CMIP5歷史實驗的多模式集合數(shù)據(jù)能較好的在全球以及各個海盆再現(xiàn)1979-2005年的海洋增暖。最后,盡管陸地增暖可能是對海洋增暖的間接響應,但溫室氣體濃度的增加很有可能是1979-2005年間很多陸地子區(qū)域增暖的最終原因。2)1950年來全球氣候帶顯著變化的檢測、歸因與預測本文定義了陸地變化面積百分比以及三個柯本氣候指數(shù)(面積、絕對緯度和海拔高度)來描述柯本氣候類型的變化,并結合由控制實驗估計的氣候系統(tǒng)內(nèi)部變率,對1950-2010年主要柯本氣候分類的變化進行了檢測與歸因。在觀測中(Delaware大學資料),1950-2010年間,全球有約5.7%的陸地面積發(fā)生了主要氣候類型的轉(zhuǎn)變,并伴隨著顯著的柯本指數(shù)的變化,包括：干旱氣候類型以及高緯度大陸氣候類型的擴張、極地和中緯度大陸性氣候類型的縮減、溫帶、大陸性以及極地氣候的顯著向極移動、熱帶和極地氣候的海拔增長。以上所有變化在95%的置信度上是不能由氣候系統(tǒng)內(nèi)部的自然變率所解釋的。除了B(干旱)類型面積的擴張,其余的柯本指數(shù)的變化基本完全是由溫度的增加導致的。觀測檢測的結果在多套資料中高度統(tǒng)一(哈德來中心溫度資料以及GISS地表溫度資料),證明了結果的可靠性。進一步的使用CMIP5多模式平均歷史實驗的歸因分析顯示,以上顯著的1950年來柯本氣候類型的變化是由人類活動(例如溫室氣體的排放)而不是自然外部強迫所導致的。未來,A(熱帶)類型面積的增加、A類型緯度的增加、C(溫帶)類型面積的增加以及C類型海拔的上升將在2020年首次表現(xiàn)出顯著性�？卤練夂蚍诸惐碚髁藲夂驇б约捌渲袧撛诘闹脖慌c生態(tài)群落的分布,這里的結果暗示著人類活動的影響可能已經(jīng)對全球許多地方的生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生了重要的影響。3)21世紀中國地區(qū)柯本氣候分類時空演變的預測在1°×1o的空間分辨率上計算了中國地區(qū)21世紀氣候帶首次出現(xiàn)人類活動導致的顯著變化的時間點并考察了CMIP5多模式集合的柯本氣候分類隨時間的演變。 到2010年,已經(jīng)能在氣候帶交界地區(qū)(約全國7.5%的陸地面積)診斷到氣候帶的變化,包括：東北地區(qū)溫寒混交林氣候(Dwb)向溫帶落葉林氣候(Dwa)的轉(zhuǎn)變；青藏高原苔原氣候(ET)的消失；中國西南地區(qū)溫帶冬早氣候(Cwa)的西進北抬。在所有的RCP排放情景中,東北地區(qū)和青藏高原上的氣候類型都將在2010-2030年間發(fā)生重大轉(zhuǎn)變。從1990-2040年,青藏高原上有超過一半的ET氣候類型會發(fā)生改變。在RCP8.5'情景中,中國東北部的大陸性冬旱氣候(Dwc)將會在2040-2050年間消失,青藏高原上的ET氣候也將在2070年前后消失。到21世紀末,在RCP8.5背景下,全國將有超過52.6%的面積發(fā)生氣候類型的轉(zhuǎn)變。這里的結果強調(diào)了人類活動在未來幾十年中對中國地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)的影響。
【圖文】：

圖１．１：全球氣候系統(tǒng)中多個變量隨時間的演變或長期趨勢

圖２．１：邋（ａ）：Ｌ９；７９－２００５年ＨａｄＣＲＵＴ４；邋（ｂ）ＣＭＩ巧控制實驗多模式平均的年巧Ｔａｓ和ＳＳＴ標逡逑準差（單位：
【學位授予單位】：南京大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：P467

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本文編號：2661438