【摘要】：利用多套觀測資料和CMIP5多模式輸出結(jié)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(jìn)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(yù)測了其在21世紀(jì)全球氣候帶的變化趨勢；最后考察了21世紀(jì)中國地區(qū)氣候帶變化的時空特征。結(jié)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(diǎn)、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(qiáng)迫的實(shí)驗(yàn)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(qiáng)迫大氣模式的AMIP實(shí)驗(yàn)也再現(xiàn)了觀測中陸地增暖的空間型。這些實(shí)驗(yàn)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(qiáng)迫的實(shí)驗(yàn)?zāi)M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(jié)果也表明,CMIP5歷史實(shí)驗(yàn)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(yīng),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(yù)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(jié)合由控制實(shí)驗(yàn)估計(jì)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(jìn)行了檢測與歸因。在觀測中(Delaware大學(xué)資料),1950-2010年間,全球有約5.7%的陸地面積發(fā)生了主要?dú)夂蝾愋偷霓D(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(kuò)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(kuò)張,其余的柯本指數(shù)的變化基本完全是由溫度的增加導(dǎo)致的。觀測檢測的結(jié)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(jié)果的可靠性。進(jìn)一步的使用CMIP5多模式平均歷史實(shí)驗(yàn)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(qiáng)迫所導(dǎo)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(jié)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(jì)中國地區(qū)柯本氣候分類時空演變的預(yù)測在1°×1o的空間分辨率上計(jì)算了中國地區(qū)21世紀(jì)氣候帶首次出現(xiàn)人類活動導(dǎo)致的顯著變化的時間點(diǎn)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(jìn)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(jì)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(jié)果強(qiáng)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(shí)驗(yàn)多模式平均的年巧Ｔａｓ和ＳＳＴ標(biāo)逡逑準(zhǔn)差（單位：
【學(xué)位授予單位】：南京大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：P467

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本文編號：2661438