CMIP6全球气候模式对长江流域气候变化的模拟评估与未来预估

以全球变暖为主要特征的全球气候变化对自然环境和社会经济发展产生了巨大影响。长江流域作为中国最大的流域，对气候变化的影响非常敏感，对未来气候变化的预测可以为应对未来的不确定性提供重要的科学依据。为了更准确地预测长江流域未来的温度和降水，针对第六次国际耦合模式比较计划(CMIP6)对长江流域26个气候模式进行评估，选择并校正性能更好的模式，讨论了长江流域未来的气温和降水。主要结论如下：(1)气候模式在温度上的模拟效果优于降水，在时间尺度上表现为月尺度>日尺度>年尺度。温度模拟存在一定程度的低估，降水模拟存在一定程度的高估。(2)区域尺度利用气候模式进行研究工作前的评估和校正是必要的，经过评估优化和季节校正后，数据的精度得到了显著提高，分位数映射法可以应用于气候模型数据的校正，但对于极端降水和温度的校正仍存在一些不足。(3)在SSP1-2.6情景中，未来温度和降水变化将在一段时间内持续不稳定增加，然后随着时间趋于稳定。在其他3种情景下，变化的速度随着时间的推移而加快。未来长江流域的降水和气温在所有情景下都将高于历史时期，表现为SSP5-8.5>SSP3-7.0>SSP...     

近51年川滇地区气候暖干化与旱涝灾害趋势判断

为揭示川滇地区气候特征与旱涝灾害趋势,以川滇地区70个气象站点1961～2011年的逐月气温、降水资料为基础,采用线性回归、五年滑动平均、M K突变检验、反距离加权空间插值、Z指数法、Morlet小波变换等方法,对川滇地区气候变化特征与旱涝灾害进行了分析。结果表明：近51 a川滇地区气温以021℃/10 a的速率增加;降水量以1076 mm/10 a的速率减少;尤其是20世纪90年代末期以来正经历着以增温和变干为趋势的气候变化特征,气候暖干化趋势明显。近51 a川滇地区年旱涝灾害总的趋势是向干旱发展,以2000年为转折点,2000年以前该区多涝灾,2000年后多旱灾,这与该区的气温与降水变化一致,气候暖干化的结果直接导致了旱灾加剧。川滇地区春、冬两季旱涝年际周期变化规律强,Z指数呈上升趋势,降水量增加;夏季旱涝周期变化十分显著,旱涝灾害程度加剧,干旱化趋势明显;秋季旱涝变化周期性不强,呈弱干旱化趋势发展     

汉江流域1951~2003年降水气温时空变化趋势分析

利用Mann Kendall检验方法和空间插值方法，分析了1951~2003年汉江流域年和春、夏、秋、冬四季降水和气温变化趋势的时空分布，并重点分析了丹江口水库上游年降水、年平均气温和北半球气温的变化趋势及相互间的联系。分析发现，在显著性水平α=0.1上，近50年来汉江流域大部分地区降水没有明显的变化趋势，气温呈上升趋势。丹江口水库上游降水在1991年发生突变，从20世纪80年代多雨期进入90年代少雨期，80年代平均降水比1951~2003年多年平均降水多9.7%，90年代平均降水比多年平均降水少11.6%；上游平均气温90年代比多年平均气温高0.2℃，而同期北半球的平均气温也比多年平均高了0.3℃，上游气温同北半球气温同步上升，而上游降水变化受北半球气温升高的影响不断减少，两者之间存在反相关系。分析成果有助于进一步研究气候变化对汉江流域水资源和防洪安全的影响，也将为南水北调中线工程的顺利实施提供科学依据。     

1470～1949年贵州地区干湿序列的重建及其影响分析

贵州地区在小冰期的气候环境状况及其对人类活动的影响研究缺乏,综合历史文献资料分析与地质记录的研究仍有待加强。基于1470~1949年贵州地区旱涝历史文献资料重建该区干湿变化序列,然后运用互信息的相关分析方法对此序列进行检验,再通过小波分析探究其干湿变化过程与周期。同时,结合高分辨率石笋δ18O序列、海洋热状况和国家与地方政权的动荡情况,讨论其控制因子及其对人类活动的影响。研究表明：（1）贵州地区15世纪末期气候偏干,16世纪整体较湿润,在经历了17世纪前期的干旱期后,从17世纪中期至20世纪前期为一个长期较稳定的湿润期,与众多古环境研究记录较为吻合;（2）小波分析表明干湿变化具有128~155年、32~55年、11~20年的周期,反映其干湿变化主要受太阳活动控制;（3）贵州地区湿润程度受南亚夏季风强度、ENSO、AMO等因素影响,且对当地政治活动和地表生态环境产生了重要影响。     

洪泽湖流域洪涝灾害演变趋势及其与El Nio事件关系

为分析洪泽湖流域洪涝灾害在千年尺度序列上的演变趋势,采用统计历史洪涝记录的方法,分析了气候变化背景下洪涝灾害的响应过程,探讨了洪泽湖流域洪涝灾害同El Nio事件的关系。结果表明：近1 000 a来洪泽湖流域洪涝灾害的频度总体是趋于上升的,这种变化趋势同气候变化的趋势是一致的。研究结果显示：公元1000~1400年洪涝记录偏少,同我国东部地区尤其是中世纪暖期出现的一次200 a以上的干旱化过程有较好的对应性。1400~1800年是洪泽湖流域洪涝的多发期,这一事实同我国东部1550~1850年小冰期期间总体偏湿的环境特征相一致。分析洪涝灾害变化同El Nio事件对应性关系表明：在El Nio事件年及其次年是洪泽湖流域洪涝的多发年份。这可能是由于El Nio事件通过改变西太平洋副高的强度与位置,以及大气环流形势而引起的降水异常所致。了解洪泽湖流域洪涝的演变趋势及其同El Nio的关系对于长期防灾减灾策略具有重要的参考意义。     

汉江流域1961～2018年多尺度气象干旱时空演变特征

干旱是一种最常见的自然灾害,随着人类活动和气候变化的加剧,干旱事件的发生愈发频繁,对人类的生产生活产生了巨大影响.基于1961～2018年汉江流域0.25°×0.25°格点降水资料,选用标准化降水指数(SPI)定量分析了汉江流域的月尺度、季尺度、年尺度气象干旱的干旱趋势、干旱频率及干旱强度,揭示了汉江流域气象干旱发生的时空演变特征.结果表明:(1)SPI值能较好的反映汉江流域气象干旱变化特征,随着时间尺度的增加,SPI值波动幅度减小,稳定性增强.月、季、年尺度SPI序列的突变年份分别为1980、1988、1994年,季尺度和年尺度SPI序列分别表现出2和4年的显著周期性特征.(2)汉江流域自20世纪90年代以来呈现中部地区干旱化、东部和西部地区湿润化的趋势,干旱发生频率总体呈上升趋势,干旱强度呈现中部高,东西低的特征.其中丹江口水库附近区域和唐白河下游段呈显著干旱化趋势,丹江口以上区域干旱频率最高,干旱强度最大,轻旱、中旱事件频发.(3)各地区的季节性气象干旱特征具有一定差异性.丹江口以下地区秋旱趋势最显著,唐白河地区夏旱发生频率最高,且以轻旱、中旱事件为主,丹江口以上地区秋旱强度最高.     

未来50年鄱阳湖流域气候变化预估

据 ECHAM5/ MPI OM模式在3种排放情景（SRES高排放A2,中排放A1B,低排放B1）下所做的21世纪前50年气候变化预估试验得到的数据,研究鄱阳湖流域2001~2050年气温和降水相对于目前气候（1961~1990年）的可能变化。结果表明：①未来50年气温在3种排放情景下都将迅速增加,远远高于1990s的增加幅度和速度。A1B情景温度增加最明显,平均气温变化达到162°C。②降水量变化相对复杂,前30年主要为减少趋势,A2情景下减少幅度最大,2020s年均降水量减少了67%;后20年降水量增加,B1情景增加最显著,2030s年增加幅度达到108%。③根据预估的各季节变化结果,1~3月和 4~6月降水量增加;而降水减少主要在7~9月和10~12月,则赣江流域类似于2003~2005年的伏旱、秋旱连冬旱的情况将可能阶段性出现,并在2011~2030年加强。④降水量的空间分异非常明显,东部变化大于西部,南部变化大于北部。⑤如果2001~2050年在A2或A1B情景下,降水序列存在20a的周期振荡;在B1情景下,存在30a的周期振荡。人类排放增加可能弱化振荡强度,并使周期发生变化。     

长江流域极端降水过程事件的年内分布特征

使用长江流域142个站1960～2009年逐日降水量资料,通过定义度量极端降水过程时空聚集程度的参数--极端降水过程事件聚集度和聚集期,并采用主成分分析、Morlet小波分析方法,研究了长江流域极端降水过程事件的年内分布特征。结果表明：长江流域上游极端降水过程事件主要聚集在7月上旬,出现相对比较集中,且聚集度和聚集期年际变化小;中下游则主要聚集在5月中旬至6月下旬,出现比较分散,聚集度和聚集期年际变化相对较大。极端降水过程事件聚集度和聚集期的主要空间异常模态分别表现为东南与西北反向和南北反向的变化特征;其区域平均序列分别呈上升和下降趋势,并分别在13 a和10 a尺度上周期震荡明显,表明长江流域极端降水过程事件的发生有趋于集中和提早趋势     

洪泽湖流域洪涝灾害演变趋势及其与El Ni(n)o事件关系

为分析洪泽湖流域洪涝灾害在千年尺度序列上的演变趋势,采用统计历史洪涝记录的方法,分析了气候变化背景下洪涝灾害的响应过程,探讨了洪泽湖流域洪涝灾害同El Ni(n)o事件的关系.结果表明:近1 000 a来洪泽湖流域洪涝灾害的频度总体是趋于上升的,这种变化趋势同气候变化的趋势是一致的.研究结果显示:公元1000～1400年洪涝记录偏少,同我国东部地区尤其是中世纪暖期出现的一次200 a以上的干旱化过程有较好的对应性.1400～1800年是洪泽湖流域洪涝的多发期,这一事实同我国东部1550～1850年小冰期期间总体偏湿的环境特征相一致.分析洪涝灾害变化同El Ni(n)o事件对应性关系表明:在El Ni(n)o事件年及其次年是洪泽湖流域洪涝的多发年份.这可能是由于El Ni(n)o事件通过改变西太平洋副高的强度与位置,以及大气环流形势而引起的降水异常所致.了解洪泽湖流域洪涝的演变趋势及其同El Ni(n)o的关系对于长期防灾减灾策略具有重要的参考意义.     

岷江上游干暖河谷与元江干热河谷的气候特征比较研究

利用岷江上游和元江（红河上游）河谷区的多年气象观测资料,通过对两河谷区的光、热、水、风等气候因子的综合分析、比较,得出结论：两河谷区的日照时数均较多,日照充足,干热河谷的日照时数要比干暖河谷多。干热河谷的平均温度要比干暖河谷要高。两河谷均是气温的年较差较小,月较差较大;降水的地区差异大,有明显的干雨季之分,降水均集中在雨季,降水量干热河谷多于干暖河谷;两河谷均是山谷风大,定时风显著,风速均是干季大,雨季小。两河谷局地小气候均呈现复杂多样特征。在干热河谷中上段,光热资源较丰富,而水分资源不协调,导致水分构成了该地区发展的主要限制因子;而在干暖河谷中上段,光照可满足需要,热量和水分不足,构成了限制因子,特别在中段河谷的部分地区缺水更甚,干旱年份可影响到树木生长。对两河谷气候特征的对比、分析, 可为两流域在退耕还林、山地生态环境的治理和恢复提供科学依据。     

青藏高原年日照时数的年代际变化趋势

利用1961~2007年青藏高原68个气象台站日照时数观测资料,通过统计方法分析了近47 a来青藏高原年日照时数的年代际变化趋势,得到以下几点初步认识：青藏高原年日照时数整体上呈现自东南向西北增加的特点,并且其空间变化趋势也存在明显的区域差异。青藏高原东南部、西藏中部和西藏西南部以及青海北部地区年日照时数减少较为明显,高原西部、西藏中东部地区和青海南部年日照时数呈增加趋势;近47 a来青藏高原年日照时数具有明显的年代际变化特征,年日照时数增加区和减少区分别存在12.1和21.1 a左右的时间尺度;增加区在20世纪60年代至80年代年日照时数处于偏多阶段, 90年代至21世纪初日照时数呈明显的减少趋势;减少区则表现为20世纪60年代至70年代年日照时数有所增加, 90年代日照时数开始急剧减少,21世纪初达到最低值。各年代之间年日照时数变化特点同样具有明显的区域差异。     

横断山区干旱河谷大气水资源变化特征与演变趋势研究

利用横断山区干旱河谷内24个气象站逐月降水、气温等观测资料,依托高桥浩一郎陆面蒸发公式,计算了干旱河谷区陆面蒸发、可利用降水等水资源分量,并分析了各分量的未来演变趋势。结果表明:干旱河谷区年均降水量723.7mm,而年均蒸发量高达479.5mm,降水量中有超过84.89%因蒸发而损耗;大气水资源分量P、E及PE季节变化非常明显,夏季各分量最大,多年平均值达404.9mm、239.9mm和164.8mm,各占全年的55.94%、50.04%和67.51%,而冬季各分量最小,占全年的比例也相应最小,仅为2.96%、4.06%和0.79%;大气水资源各分量年代际差异很大,20世纪60年代可利用水资源丰富,70年代相对偏少,80和90年代逐渐增加,进入21世纪后又呈现为偏少特征;未来干旱河谷区的降水量维持减少的概率较转向增加的概率要小,蒸发量将依然维持增加的趋势,而可利用水资源量会继续维持减少的倾向。     

三峡库区近50年来的气温变化趋势

利用三峡库区及周边32个气象站点1960~2006年的气温资料,运用线性趋势分析、累积距平分析和〖WTBX〗t〖WTBZ〗检验等统计学方法研究了三峡库区近50 a来的气温变化趋势。研究结果表明：（1）近50 a来三峡库区气温变化总体上呈显著上升趋势,增温率为013℃/10 a;其中1960’s~1980’s末存在一个缓慢降温过程,1980’s末后快速增温。（2）三峡库区各季节平均气温变化过程与年气温变化过程相似,总体上也呈上升趋势,春、夏、秋、冬四季平均气温增温率分别为010、0005、019和021℃/10 a,其中冬季气温上升对库区年平均气温上升的贡献率最大。（3）年均气温跃变出现在1996年,春、夏、秋、冬四季气温跃变点分别出现在1996、1993、1997、1996年,季节气温的跃变与年均气温跃变具有较好的同步性。（4）三峡库区偏暖和显著偏暖年份都发生在1996年以后,其中1998〖JP2〗和2006年为异常偏暖年份;偏冷年份基本出现在1990’s以前,尤其集中在1980’s,但无显著偏冷和异常偏冷年份。〖     

近50年来鄱阳湖流域降雨多时间尺度变化规律研究

利用鄱阳湖流域16个气象站1960~2008年共49 a的月降雨资料,采用Morlet小波函数,对该流域降雨季节变化、年际和年代际时间序列进行小波分析,揭示了流域降雨变化的多时间尺度特征,分析了不同时间尺度下降雨序列变化的周期和突变点。研究表明：①1960~1990年,年降雨量呈明显年际和代际振荡,并无显著趋势;进入90年代以后,年降雨呈现显著上升趋势;进入21世纪,尤其从2002年开始,年降雨量开始减少;②流域季节降雨和年降雨都存在多时间尺度特征,夏季降雨、冬季降雨和年降雨都存在18 a的第一主周期;春季、冬季和年降雨存在6 a次主周期;此外,春季、秋季、冬季和年降雨均存在3 a次主周期;③夏季降雨在18 a时间尺度上与年降雨变化具有相同的趋势和相位,春季降雨在3 a和6 a时间尺度上与年降雨变化具有相似趋势和相位变化     

西南地区近50年来气温变化特征研究

通过对中国西南地区1951~2000年的平均气温、日最高气温、日最低气温随时间变化特征的分析发现：在全球气候变暖的背景下,西南地区年平均气温、年平均日最高气温、年平均日最低气温自20世纪80年代中期以来呈升温态势,在1998年达到50年来最高值;中国西南地区近50年来日最高气温呈降温态势,其年际变化大于平均气温和日最低气温;日最高气温的下降对平均气温影响大;日最低气温总体上呈升温态势,冬季1月升温比夏季7月显著;冬季气温在80年代为暖期;夏季气温在50年代为暖期。     

近40年阿克苏河流域径流变化特征及影响因素研究

利用1961—2000年近40a的气温、降水、冻土深度等逐月资料及年蒸发量资料和20世纪50年代初或中期建站起到90年代中期径流逐月实测资料．分析20世纪下半期阿克苏河流域径流变化特征及其与气候变化的关系．同时分析人类活动对径流变化的影响作用。研究表明：阿克苏河流域普遍存在升温的变化趋势，尤其是冬季升温明显；同时导致冻土层温度的升高和冻土退化；流域内降水增加趋势明显。1990年以后径流增加趋势更加明显．从年内变化分析来看。流域内各水文站春、夏季径流有明显的增大趋势；秋、冬季径流减少明显；分析径流的变化特点．主要还受到流域地表状况变化、大面积开荒及上游水库调节等人类经济活动作用的影响。     

雅鲁藏布江中游河谷气温时序变化的小波分析

通过对雅鲁藏布江中游河谷地区拉萨、日喀则、江孜和泽当等4个气象站1957～2007年逐日气温资料进行等权平均取值,采用气候倾向率和小波分析法,研究了不同时间尺度下近51 a气温变化趋势及周期特征。结果表明：近50 a年平均气温倾向率为0.27℃/10 a,高于西藏地区平均值。气温变化以秋、冬季较显著,夏季气温增长最不明显。年与各季气温变化均存在15～20 a时间尺度上的周期性震荡,突变点在1987年左右,总体表现为1987年前气温偏低,1987年后处于偏高期。春、秋、冬季在1975年左右存在一个升温期,但夏季较明显的升温期却在20世纪80年代中期。
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长江流域年平均气温的时空变化特征

利用长江流域146个气象站点1960~2005年的逐年气温资料，选用EOF和REOF方法识别长江流域年平均气温空间变化特征，并对长江流域年平均气温变化敏感区域进行时间演变分析和突变检测。研究表明:长江流域年平均气温主要有2种空间振荡型（即全流域气温变化趋向一致型和流域内气温变化存在东西向差异型），3个变化敏感区域（长江流域中下游地区、长江流域南部和金沙江流域）。3个变化敏感区域的年平均气温都在20世纪90年代明显升高，且均在90年代后期呈突变增加，其中金沙江流域升温趋势最为明显，气候倾向率为0.20℃/10a。全流域1991~2005年年平均气温距平空间分布表明，自1991年以来全流域都为升温趋势，其中长江流域中下游地区和金沙江流域是升温幅度最大的地区。     

Impacts of climate change and climate variability on the competitiveness of wheat and beef cattle production in Emerald, north-east Australia.

Emerald, north-east Queensland, is at the northern margin of the wheat cropping region of Australia. The Emerald region was previously used predominantly for grazing beef cattle; however, cropping has developed in importance over the past 30 years. We use historical climate records (1890-1998) to simulate and compare wheat yields, grass production and live-weight gain (LWG) over time. The cropping expansion from the 1970s to the early 1990s has occurred in a unique period in the 108-year record with the highest average wheat yields, lowest wheat yield variability and the greatest relative productivity of wheat production against grass production. If this window of opportunity is a result of long-term climate variability, then cropping is likely to decline in the region as conditions return to those experienced earlier in the record. If this increase is related to climate change, then cropping is likely to persist in the region with productivity maintained at current levels particularly through the yield-enhancing effects of increased atmospheric CO2 concentrations. However, this persistence will be influenced by the frequencies of El Ni?o conditions that may increase with global warming. The high relative productivities experienced over the past few decades have probably biased producers' expectations, and applications for drought support need to take into account the longer-term perspective provided by this analysis. Nevertheless, the last 6 years have the lowest simulated mean LWG production on the record. The identification of poor production periods depended on the production element being addressed and the timescale involved.     

三峡库区雷暴气候变化特征分析

利用长江三峡库区及其周边地区38个气象站1961～2001年的逐日雷暴资料,统计、分析了三峡库区雷暴日数及其初、终日的时空分布特征。结果表明：41年来,长江三峡库区年平均雷暴日数较多,一般为34～45 d,其中库区西北部和中南部为多雷区;年际变化大,最多年比最少年一般偏多27～61 d;整个库区年雷暴日数的变化均存在不同程度的减少趋势,气候倾向率为 1～7 d/10 a;雷暴出现的季节变化很明显,4～8月为多发时段;雷暴初日库区东部早于西部,终日东西段差别不大;雷暴持续期普遍在195～239 d之间,其中西部持续时间短,东部长;大部地区雷暴初日有推后的变化趋势,推迟速率约2～6 d/10 a;终日有提前的变化趋势,且提前速率为2～4 d/10 a;库区大部雷暴期呈缩短的变化趋势,缩短速率为2～8 d/10 a。