我國北方干旱半干旱區(qū)降水多年代際變化及其對溫室效應的響應.pdf

1、我國干旱半干旱區(qū)面積約占國土總面積的52％，主要集中在北方，這里氣候干燥，降水變率大，生態(tài)系統(tǒng)異常脆弱。近年來，隨著氣候變化，有關干旱半干旱區(qū)氣候變化及機理，區(qū)分自然及人類因素對氣候的影響等問題越來越受到關注。本文以我國干旱半干旱區(qū)為研究對象，主要對該區(qū)降水的多年代際變化及人類活動引起的溫室效應對該區(qū)降水影響進行研究，旨在為該區(qū)未來氣候預測給出一定的科學借鑒。文中首先基于最新版本的全球降水氣候中心(Global Precipitatio

2、n Climatology Centre,GPCC_V7)資料與歐洲中期數(shù)值預報中心20世紀再分析資料（ERA_20C）融合的百年尺度逐月降水資料(1901-2012年），運用集合經(jīng)驗模態(tài)分解方法(EEMD)、合成分析等方法系統(tǒng)分析了我國北方干旱半干旱區(qū)降水多年代際變化特征及與太平洋年代際振蕩（PDO）之間的相互關系；其次基于CCSM4.0工業(yè)化前及現(xiàn)時兩種輻射強迫下的千年積分試驗數(shù)據(jù)評估過去百年溫室效應對該區(qū)降水及海氣相互作用的影響。

3、結(jié)果表明：
　?。?）北方干旱半干旱區(qū)大多數(shù)區(qū)域降水多年代際變化不可忽視，都具有50-60年的平均變化周期，而PDO對大多數(shù)地區(qū)降水多年代際變化特征具有明顯的調(diào)制作用；從相關分析看，新疆北部和內(nèi)蒙古東北部的降水與PDO呈現(xiàn)出顯著正相關，而河套東西部地區(qū)的降水則與PDO的變化呈現(xiàn)顯著負相關。
　?。?）從物理機制上來看，當PDO為暖相位時，徑向環(huán)流增強使得北冰洋水汽南下，當遇到低空北上的阿拉伯海域暖濕氣流時，會造成新疆中南部的

4、降水增多；另一方面，PDO暖相位時印度洋區(qū)域通過對流加熱的作用激發(fā)了太平洋-日本/東亞-太平洋（PJ/EAP）遙相關型的產(chǎn)生，這有利于渤海灣暖濕水汽輸送至干旱半干旱區(qū)東北部區(qū)域，增大降水概率；當PDO位于冷位相時，結(jié)論則反之。
　?。?）CCSM4.0模式對我國北方干旱半干旱區(qū)降水模擬整體偏高，但基本能夠模擬出降水的空間分布。兩種輻射強迫的氣候平均之差（B2000-B18500）表明過去百年溫室氣體增加使得區(qū)域年降水明顯增多，且最

5、大響應區(qū)域位于新疆南部及青海地區(qū)。結(jié)合四個季節(jié)分析，這種分布主要受夏季降水影響，而春季降水可能會放大新疆及青海地區(qū)的正響應中心。綜合而言，過去百年溫室氣體使得該區(qū)區(qū)域平均年降水增多了33.4mm。
　?。?）從EOF分解及相關分析來看，區(qū)域降水主要（第一特征向量）表現(xiàn)為以內(nèi)蒙古中東部為中心的同正分布；過去百年，人類活動引起的溫室氣體增加，增強了降水與赤道西太平洋海溫異常的正相關性，減弱了降水與赤道東太平洋海溫異常的負相關性。第二特