【摘要】：氣候變暖背景下,日趨頻繁的極端氣候事件引起了各國政府、學術(shù)界和社會公眾的廣泛關(guān)注�？茖W評估長江流域極端氣候變化并進行未來趨勢預測對我國防災減災、生態(tài)文明建設以及經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展具有重要的指導意義。本文以長江流域為研究對象,基于實測氣象數(shù)據(jù)和未來氣候情景數(shù)據(jù),研究了過去1960-2012年平均氣溫、降水量的變化趨勢和空間分布;采用國際上通用的26個極端氣候指標,重點揭示了極端溫度和降水事件在整個流域及6個子區(qū)域的變化特征,闡明了極端氣候指標變化趨勢對經(jīng)度、緯度和海拔的響應特征;基于區(qū)域氣候模式Reg CM4.0單向嵌套全球氣候模式BCC_CSM1.1,預測了RCP4.5和RCP8.5兩種排放情景下2020-2099年平均氣溫、降水量和極端氣候事件的變化趨勢。主要結(jié)論如下:(1)1960-2012年期間,長江流域年和四季平均氣溫均表現(xiàn)出顯著上升趨勢,冬、春季增溫最明顯,變化幅度分別為0.21和0.23°C/10a。在空間分布上,青藏高原東部和長江中下游北部地區(qū)增溫最明顯,而夏季平均氣溫在長江中東北部地區(qū)有變涼的趨勢。期間年均降雨量和汛期降雨量變化趨勢不明顯,而四季變化相對明顯,夏季和冬季降雨量的變化呈增加趨勢,分別增加了9.91和3.83 mm/10a,而春季和秋季降雨量表現(xiàn)出下降趨勢,分別下降5.64和8.21 mm/10a。在空間分布上,年均降水量和汛期降水量在青藏高原東部和長江中下游大部分地區(qū)表現(xiàn)出增加趨勢,而在其它地區(qū)則表現(xiàn)出下降趨勢。春季降水量在長江中下游地區(qū)的減少趨勢較明顯,但青藏高原東部地區(qū)卻表現(xiàn)出明顯的上升趨勢;夏冬兩季降雨量增加最顯著的地區(qū)主要位于長江中下游地區(qū);秋季降雨量在長江流域大部分地區(qū)均表現(xiàn)出比較一致的下降趨勢。(2)長江流域所有極端溫度指標均表現(xiàn)出顯著變暖趨勢,尤其是20世紀80年代中期以后的變暖更加明顯。夜指標的增溫速率明顯大于晝指標的增溫速率,說明夜指標對氣候變化的響應較為敏感。其中,冷夜日數(shù)(TN10P)、冷晝?nèi)諗?shù)(TX10P)、霜凍天數(shù)(FD)、冰凍天數(shù)(ID)和冷期(CSDI)分別以-3.45、-1.03、-3.04、-0.42、-1.60 days/10a的趨勢減少,而暖夜日數(shù)(TN90P)、暖晝?nèi)諗?shù)(TX90P)、夏日天數(shù)(SU)、夏夜天數(shù)(TR)和暖期(WSDI)分別以2.95、1.71、2.16、1.05和0.73 days/10a的速率增加。日最低氣溫的最小值(TNn)、日最低氣溫的最大值(TNx)、日最高氣溫的最小值(TXn)和日最高氣溫的最大值(TXx)分別以0.42、0.18、0.28和0.14°C/10a的速率增加,而氣溫日較差(DTR)則以0.09°C/10a的速率下降。在空間分布上,大部分極端溫度指標在青藏高原東部和長江中下游北部的變暖最明顯。極端溫度指標變化趨勢與海拔和經(jīng)度顯著相關(guān)。當海拔350 m或經(jīng)度≤112°時,極端溫度指標的變暖速率隨海拔高度的增加或經(jīng)度的減少而增大;當海拔≤350 m或經(jīng)度112°時,極端溫度指標的變暖速率隨海拔高度的降低或經(jīng)度的增加而增加。冷指標的變暖速率隨緯度的升高而增大。(3)盡管總降雨量(PRCPTOT)在過去53年無明顯變化趨勢,但降雨強度(SDII)、極端降雨量(R95p TOT)、極端強降雨量(R99p TOT)、最大一天降雨量(RX1day)、連續(xù)五天最大降雨量(RX5day)均表現(xiàn)出顯著增加趨勢,其增加速率分別為40.15、7.78、6.59、1.43和1.47 mm/10a,尤其在長江中下游地區(qū)的增加幅度最明顯。低強度(R10mm)和中等強度降雨天數(shù)(R20mm)的減少是導致長江中西北部、中東北部和中南部干旱化的主要原因。極端降水指標的變化趨勢與海拔和經(jīng)度顯著相關(guān),尤其是當海拔≤500 m或經(jīng)度105°時,大部分極端降水指標變化趨勢隨海拔高度的降低或經(jīng)度的增加而增大。(4)區(qū)域氣候模式Reg CM4.0單向嵌套全球氣候模式BCC_CSM1.1對長江流域1960-2005年平均氣溫和降水量均具有一定的模擬能力,但在青藏高原東部地區(qū)的模擬誤差相對較大。2020-2099年,長江流域年均氣溫在RCP4.5和RCP8.5情景下分別增加1.53和2.21°C,增溫幅度表現(xiàn)出北高南低的空間差異。未來平均降水量的變化表現(xiàn)出明顯的波動特征,而RCP4.5情景下年均降水量在2020-2034年的增加趨勢較為明顯。RCP4.5情景下,降雨量在長江上游以上升趨勢為主,在中下游地區(qū)則以下降趨勢為主;RCP8.5情景下,長江中下游大部分地區(qū)的年均降水量均表現(xiàn)出增加趨勢,而在長江上游大部分地區(qū)則表現(xiàn)出下降趨勢。(5)除青藏高原東部地區(qū)以外,氣候模式對長江流域極端溫度和極端降水事件皆有一定的模擬能力。兩種排放情景下,2020-2099年FD、SU、TNn和TXx均表現(xiàn)出顯著變暖趨勢,尤以RCP8.5情景下的增溫趨勢更明顯,變化幅度依次為-1.44、4.48 days/10a和0.44、0.47°C/10a。DTR在2020-2059年的上升趨勢更加顯著,RCP4.5和RCP8.5情景下分別為0.02和0.04°C/10a。在空間分布上,兩種情景下極端溫度指標在長江流域6個子區(qū)域均表現(xiàn)出比較一致的變暖趨勢,但變化幅度存在明顯的區(qū)域差異。FD、SU、TNn和TXx的變化趨勢較大的地區(qū)分別是青藏高原東部、長江中南部、青藏高原東部和長江中東北部。DTR在長江中東北部和中下游南部的增加趨勢最明顯。RCP4.5情景下,極端降水指標在2020-2059年有所增強,尤其是2020-2034年的增加趨勢更為明顯,未來15年長江流域洪澇風險更高。極端降水事件的發(fā)生表現(xiàn)出很強的區(qū)域性特點,即RCP4.5情景下,R95p TOT和SDII在長江中下游北部地區(qū)表現(xiàn)出顯著下降趨勢,而在長江中下游南部地區(qū)則表現(xiàn)出顯著上升趨勢,變化幅度分別為4.40和13.63 mm/10a;RX1day和RX5day在長江中西北部和長江中下游南部地區(qū)均表現(xiàn)出減少趨勢,其余地區(qū)則以增加趨勢為主。RCP8.5情景下,各極端降水指標在2020-2099年均表現(xiàn)出微弱增加趨勢,而以長江中下游地區(qū)的增加趨勢最明顯。
【學位授予單位】：西北農(nóng)林科技大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：P467

【參考文獻】

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本文編號：2762086