PRECIS對中國區(qū)域極端氣候事件的高分辨率數(shù)值模擬與預(yù)估.pdf

1、受氣候變化影響，中國平均溫度明顯變暖，而降水變化的區(qū)域性差異加大，極端降水事件增多，危害加重。與氣候平均狀態(tài)相比，極端氣候事件的發(fā)展和演變更應(yīng)得到關(guān)注，因為極端氣候事件將會對自然、社會和經(jīng)濟系統(tǒng)產(chǎn)生直接的災(zāi)害性后果。應(yīng)用氣候模式對不同溫室氣體排放情景下平均氣候狀態(tài)和極端氣候事件的發(fā)展趨勢進行預(yù)估是認識氣候變化影響的一個重要方法。本文利用英國Hadley氣候中心開發(fā)的區(qū)域氣候模擬系統(tǒng)PRECIS(Providing Regional Cl

2、imate forImpacts Studies)單向嵌套HadGEM2-ES降尺度產(chǎn)生的最新典型濃度路徑RCPs(RepresentativeConcentration Pathways)情景下低排放情景(RCP2.6)、中等排放情景(RCP4.5)和高排放情景(RCP8.5)下1961-2099年的逐日溫度、降水、最高溫度和最低溫度數(shù)據(jù)，選取典型極端氣候事件指標，對未來中國區(qū)域的平均和極端氣候事件變化趨勢進行分析。本研究選取1961

3、-1990年作為氣候基準時段，用作模式模擬能力檢驗和計算未來氣候事件的相對變化，未來時段分為21世紀前期(2011-2040，2020s)，中期(2041-2070，2050s)和后期(2071-2099，2080s)。本研究的主要結(jié)論如下:
　　(1) PRECIS對中國區(qū)域平均溫度和降水量具有較強的模擬能力，相對于溫度的模擬效果，降水的模擬結(jié)果與觀測值存在較大偏差，但是模式對降水的空間分布特征的模擬效果較上一代版本有較大改進。

4、本文分析結(jié)果顯示，到21世紀末，中國年平均溫度將升高2.4～6.4℃，北方增溫高于南方;降水變化差異較大，在RCP2.6，RCP4.5和RCP8.5情景下將分別變化-1.3％、9.0％和6.5％，降水增加的區(qū)域主要分布在中國北方和青藏高原，降水減少的區(qū)域集中在西南地區(qū)東部和長江中下游地區(qū)。
　　(2)未來氣候情景下中國最高溫度和最低溫度整體趨暖，但是區(qū)域之間不對稱增溫現(xiàn)象存在差異。在西北、東北、華北和青藏高原地區(qū)最低溫度增溫幅度超

5、過最高溫度，而在華中、華南、華東和西南地區(qū)最高溫度比最低溫度增溫幅度更大。未來與高溫有關(guān)的極端事件頻率和強度增加，與低溫有關(guān)的極端事件發(fā)生程度減輕，尤其以RCP8.5情景下變化最為明顯。未來大于35℃炎熱日數(shù)在我國南方和東南部地區(qū)增加最多;霜凍日數(shù)在青藏高原、西南地區(qū)西部減少最為明顯;相對高溫日數(shù)在華南及青藏高原東部和南部增加最多;相對低溫日數(shù)在全國普遍減少且以東北地區(qū)最為顯著。未來極端溫度的閾值均會比基準時段大幅增加。
　　(3

6、)未來中國極端降水事件出現(xiàn)的頻率將會增加。無論區(qū)域總降水量增加還是減少，大雨的降水量均將會一致增加。未來中國連續(xù)無降水日數(shù)將會減少，這主要是來自于北方地區(qū)和青藏高原的連續(xù)無降水日數(shù)大幅度減少的貢獻，而南方和東南沿海地區(qū)未來連續(xù)無降水日數(shù)將會增加。簡單降水強度、連續(xù)五日最大降水量和年總極端降水量在全國普遍呈增加趨勢。未來我國南方地區(qū)可能成為受極端降水事件影響的重點地區(qū)，因為其洪澇發(fā)生頻率和干旱持續(xù)時期均會有所增加;北方地區(qū)持續(xù)干旱時期將會

7、縮短，而洪澇災(zāi)害發(fā)生頻率增加。
　　(4)基于SPEI指數(shù)預(yù)估未來中國干旱程度將會加重，而基于SPI指數(shù)的干旱程度將會減輕，這反映出增溫將會加劇干旱化趨勢。RCP8.5排放情景下干旱化趨勢更為嚴重，其氣候傾向率分別是RCP4.5情景下的1.5倍，是RCP2.6情景下的1.8倍。未來各等級干旱面積均將有不同程度的增加，而無旱面積在RCP2.6，RCP4.5和RCP8.5情景下將會分別減少43％，51％和76％。對SPEI序列的EOF

8、分析結(jié)果表明，不同氣候情景下最主要的空間模態(tài)特征均表現(xiàn)為全國絕大多數(shù)地區(qū)一致變干的趨勢，該模態(tài)對應(yīng)的典型區(qū)域位于西北地區(qū)、西南地區(qū)東部和華中部分地區(qū)。而第一模態(tài)對應(yīng)的時間系數(shù)呈上升趨勢，說明這種空間模態(tài)將會變得越來越典型。不同地區(qū)干旱化進程對氣候變化的敏感性程度存在差異，西北與華中地區(qū)干旱化趨勢對氣候變化的響應(yīng)更加明顯。
　　本文系統(tǒng)地評估了中國未來極端氣候事件的時空變化特征，研究結(jié)果可以為國家制定減排措施和適應(yīng)氣候變化工作提供科