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基于cmip6的气候变化对南水北调西线工程水源区径流的影响

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长江科学院院报 2024年第3期41卷 194-202页

作者：樊迪曾思栋刘欣阳林翰夏军中国科学院重庆绿色智能技术研究院重庆400714 中国科学院大学重庆学院重庆400714 武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室武汉430072

探讨未来气候变化对南水北调西线工程水源区水文过程的影响对其调水规划及开发利用具有重要意义。利用4种SSPs-RCPs情景下cmip6中12个全球气候模式的输出结果,驱动DTVGM模型研究21世纪气候变化对西线工程水源区径流的影响。结果表明,在S... 详细信息

探讨未来气候变化对南水北调西线工程水源区水文过程的影响对其调水规划及开发利用具有重要意义。利用4种SSPs-RCPs情景下cmip6中12个全球气候模式的输出结果,驱动DTVGM模型研究21世纪气候变化对西线工程水源区径流的影响。结果表明,在SSP1-2.6、SSP2-4.5、SSP3-7.0和SSP5-8.5情景下,2021—2100年南水北调西线工程3个水源区气温、降水量、径流量均较基准期呈现不断增加的趋势,增幅随着辐射强度的升高而增大,其中金沙江水源区年径流量及年代际径流量变化较大,对气候变化的响应更为明显。未来各月平均径流也呈现出随年代增加的趋势,但不同月份增幅存在差异,枯水期月径流量相对基准期的变化较小,丰水期增量较大。根据径流与气温、降水相关分析结果,径流量对降水的改变更为敏感,降水量的变化始终对径流具有显著影响,气温对径流量的影响程度随辐射强度的升高而逐渐变大。研究结果可为南水北调西线工程水源区适应气候变化影响及水资源综合管理提供参考依据。

关键词：气候变化径流变化 DTVGM模型 cmip6 南水北调西线工程水源区

基于cmip6的中国北方草地生态系统年总初级生产力时空格局

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水土保持研究 2024年第4期31卷 266-274页

作者：姚宏斌温仲明张添佑袁浏欢林子琦郑诚西北农林科技大学草业与草原学院陕西杨凌712100 中国科学院教育部水土保持与生态环境研究中心陕西杨凌712100

[目的]揭示我国北方草地年总初级生产力未来时空变化规律,为草地恢复及保护的政策制定提供重要依据。[方法]基于cmip6中9个地球系统模式总初级生产力(Gross Primary Productivity,GPP)模拟数据,采用多模式集合平均(MME)的方法,在SSP1-2.... 详细信息

[目的]揭示我国北方草地年总初级生产力未来时空变化规律,为草地恢复及保护的政策制定提供重要依据。[方法]基于cmip6中9个地球系统模式总初级生产力(Gross Primary Productivity,GPP)模拟数据,采用多模式集合平均(MME)的方法,在SSP1-2.6,SSP2-4.5,SSP3-7.0和SSP5-8.5未来情景下预估了21世纪我国北方草地生态系统AGPP的时空变化。[结果](1)多模式集合(MME)模拟的准确性和年度趋势相关系数达到0.83,较其他单个模式更准确。(2)1982—2100年,4个情景均得出我国北方草地AGPP整体呈现上升趋势,温室气体高排放情景下的上升趋势大于温室气体低排放情景下的上升趋势。(3)空间上,我国北方草地平均AGPP在历史及未来情景下均呈西北到东南递增的趋势,SSP1-2.6情景下AGPP年均值最低〔308.03 g C/(m^(2)·a)〕,SSP5-8.5情景下最高〔389.63 g C/(m^(2)·a)〕。(4)在4个未来情景下的不同草地类型中,温性草原AGPP年均值最高〔SSP1-2.6情景下为445.44 g C/(m^(2)·a),SSP2-4.5情景下为474.53 g C/(m^(2)·a),SSP3-7.0情景下为532.42 g C/(m^(2)·a),SSP5-8.5情景下为558.14 g C/(m^(2)·a)〕,稀疏灌丛最低〔SSP1-2.6情景下为128.51 g C/(m^(2)·a),SSP2-4.5情景下为141.31 g C/(m^(2)·a),SSP3-7.0情景下为155.38 g C/(m^(2)·a),SSP5-8.5情景下为167.29 g C/(m^(2)·a)〕。[结论]我国北方草地AGPP未来呈显著增长趋势,不同情景下AGPP的增长趋势各不相同,排放情景越高增长越显著,未来应加强对我国北方草地AGPP变化的研究。

关键词：年总初级生产力 cmip6 中国北方草地时空变化

cmip6模式碳中和时期长江流域降水变化及成因分析

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人民长江 2024年第6期55卷 122-128,135页

作者：张乐英邢雯慧侯书秀齐道日娜南京林业大学江苏省南方现代林业协同创新中心江苏南京210037 长江水利委员会水文局湖北武汉430010 中国气象局气象干部培训学院北京100081

为揭示碳中和时期长江流域降水特征,利用cmip6模式确定了碳中和时间并对比基准期研究了碳中和时期长江流域平均降水和极端降水变化,最后从大气环流的角度分析了其可能原因。结果表明:①SSP-2.6情景达到碳中和时间为2062年,与中国碳中和... 详细信息

为揭示碳中和时期长江流域降水特征,利用cmip6模式确定了碳中和时间并对比基准期研究了碳中和时期长江流域平均降水和极端降水变化,最后从大气环流的角度分析了其可能原因。结果表明:①SSP-2.6情景达到碳中和时间为2062年,与中国碳中和政策时间基本一致。②通过空间降尺度和偏差订正后,cmip6模式可以很好地模拟基准期长江流域年平均降水。③与基准期相比,碳中和时期长江流域平均降水整体偏多,降水增幅北部>南侧,上游>下游和中游,春季>夏季>秋季>冬季,其中岷沱江和嘉陵江关键区是降水变化大值区,需重点防控。长江流域中游持续干旱日数偏少,北部极端大雨日数显著增多2.4~4.0 d,上游和下游极端大雨强度显著偏强。④环流分析发现,冬、春和秋季渤海异常反气旋南侧的东风异常和西北侧的东南风异常从中西太平洋带来的暖湿气流,以及夏季西南风异常从孟加拉湾带来的暖湿气流,使得长江流域降水增多。研究成果可为长江流域相关部门制定未来碳中和时期气候变化应对策略提供依据。

关键词：降水变化碳中和 cmip6 SSP-2.6 长江流域

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基于cmip6模式的东南亚极端降水未来预估及热动力成因研究

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大气科学学报 2024年第3期47卷 392-406页

作者：林芷叶葛非金正睿孙雪榕成都信息工程大学四川省高原大气环境重点实验室/气候与环境变化联合实验室/大气科学学院四川成都610225 南京信息工程大学气象灾害教育部重点实验室/气象灾害预报预警与评估协同创新中心/大气科学学院江苏南京210044

本文利用26个cmip6全球气候模式,研究了21世纪末东南亚极端降水事件的变化,通过分解水汽收支方程分析降水变化的动力和热力效应。结果表明,21世纪末(2071—2100年)相对历史参考期(1985—2014年),东南亚大部分地区的气候态降水、极端降... 详细信息

本文利用26个cmip6全球气候模式,研究了21世纪末东南亚极端降水事件的变化,通过分解水汽收支方程分析降水变化的动力和热力效应。结果表明,21世纪末(2071—2100年)相对历史参考期(1985—2014年),东南亚大部分地区的气候态降水、极端降水事件的发生频率和强度均显著增加。除大于10 mm降水日数(R10mm)外,其他极端降水指数在SSP5-8.5情景下的变化幅度比SSP2-4.5情景更大。其中强降水量贡献率(R95pTOT)的增长幅度最大,在SSP2-4.5(SSP5-8.5)情景下增加22%(41%)。极端降水变化对气候变暖的响应存在明显的区域性差异。加里曼丹岛将出现更短时集中的极端降水。苏门答腊岛南部的极端降水频率略有减小,且可能发生较强的持续性干旱事件。进一步分析水汽收支方程可知,SSP2-4.5(SSP5-8.5)情景下,热力作用项对P-E(降水减蒸发)的变化贡献为65%(64%),并且模式间一致性更高。而动力作用项对P-E的变化呈抵消趋势,贡献为35%(36%)。这说明相比大尺度环流变化,大气比湿变化引起的水汽辐合是未来东南亚降水量增多的主要因子。

关键词：东南亚 cmip6 极端降水事件气候变化水汽收支方程

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Decadal prediction skill for Eurasian surface air temperature in cmip6 models

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Atmospheric and Oceanic Science Letters 2024年第1期17卷 9-13页

作者： Yanyan Huang Ni Huang Qianfei Zhao Collaborative Innovation Center on Forecast and Evaluation of Meteorological Disasters Nanjing University of Information Science&TechnologyNanjingChina Southern Marine Science and Engineering Guangdong Laboratory(Zhuhai) ZhuhaiChina Nansen–Zhu International Research Centre Institute of Atmospheric PhysicsChinese Academy of SciencesBeijingChina Dalian Meteorological Bureau of Liaoning Province DalianChina

评估cmip6年代际预测试验对季节平均SAT的预测技巧的结果表明:模式不能有效预测冬季和秋季SAT的年代际变率.IPSL-CM6A-LR和多模式集合平均对于春季SAT展现了预测技巧,其中对于变率的预测技巧好于振幅的结果.基于蒙古和我国华北地区的显... 详细信息

评估cmip6年代际预测试验对季节平均SAT的预测技巧的结果表明:模式不能有效预测冬季和秋季SAT的年代际变率.IPSL-CM6A-LR和多模式集合平均对于春季SAT展现了预测技巧,其中对于变率的预测技巧好于振幅的结果.基于蒙古和我国华北地区的显著预测技巧,模式对于夏季SAT表现出最佳的预测水平.与外部强迫相比,模式对于SAT的预测技巧可能来自初始化.模式中的一个明显系统性误差值得注意,即模式中冬季SAT的变率可以持续到其他季节,而在观测中其他季节的SAT变化与冬季SAT相对独立.

关键词：欧亚地表温度年代际预测 cmip6 DCPP

基于cmip6模式的叶尔羌河流域未来水文干旱风险预估

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干旱区地理 2024年第5期47卷 798-809页

作者：向燕芸王弋陈亚宁张齐飞张玉杰山西财经大学公共管理学院山西太原030006 华北电力大学水利与水电工程学院北京102206 中国科学院新疆生态与地理研究所荒漠与绿洲生态国家重点实验室新疆乌鲁木齐830011 山西师范大学地理科学学院山西太原030031

全球变暖导致干旱等极端事件频发,严重威胁生态安全和社会经济可持续发展,尤其是干旱区这一气候响应敏感区。本研究基于流域站点观测气象、水文等数据和第六次国际耦合模式比较计划(cmip6)全球气候模式数据,应用分布式水文模型HEC-HMS模... 详细信息

全球变暖导致干旱等极端事件频发,严重威胁生态安全和社会经济可持续发展,尤其是干旱区这一气候响应敏感区。本研究基于流域站点观测气象、水文等数据和第六次国际耦合模式比较计划(cmip6)全球气候模式数据,应用分布式水文模型HEC-HMS模型,模拟并预估了塔里木河重要源流——叶尔羌河流域历史(1986—2014年)与未来(2015—2100年)径流变化趋势以及水文干旱风险。结果表明:(1)HEC-HMS模型在干旱区流域适用性较好,未来3个共享社会经济路径(SSPs)下叶尔羌河流域年径流和标准化径流指数(SRI)都将呈显著增加趋势(P<0.1),SRI上升速率约0.13~0.27·(10a)^(-1)。(2)构建并对比了流域历史和未来时期4个干旱特征变量的边缘分布,未来干旱持续时间、干旱强度和烈度峰值都明显大于历史时期,干旱程度可能将不断加剧。(3)相较于历史时期,叶尔羌河流域未来水文干旱发生的联合概率将持续减小,且未来干旱事件的重现期都将有不同程度的延长。研究结果可为叶尔羌河流域水资源管理与规避水文干旱风险措施的制定提供科学参考。

关键词：水文干旱风险预估 cmip6 气候变化

基于cmip6多模式的黄土高原气温变化模拟评估及情景预估

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水土保持研究 2024年第2期31卷 158-167页

作者：豆明玉段克勤石培宏孟雅丽陈荣侯晓静陕西师范大学地理科学与旅游学院西安710119

[目的]明晰黄土高原未来气温增加趋势和幅度,以期为黄土高原未来气温变化决策事件和防洪减灾等提供参考。[方法]基于第六次国际耦合模式比较计划(cmip6)中的22个地球-气候系统模式的模拟结果,通过观测数据系统评估了各模式历史时期(1961... 详细信息

[目的]明晰黄土高原未来气温增加趋势和幅度,以期为黄土高原未来气温变化决策事件和防洪减灾等提供参考。[方法]基于第六次国际耦合模式比较计划(cmip6)中的22个地球-气候系统模式的模拟结果,通过观测数据系统评估了各模式历史时期(1961—2014年)模拟能力后,选用较好的10个模式的集合平均,对不同共享社会经济路径(SSPs)下黄土高原2015—2100年气温的时空变化特征进行了分析。[结果]在SSP1-2.6,SSP2-4.5,SSP3-7.0和SSP5-8.5情景下,2015—2100年黄土高原增温速率分别达到了0.09℃/10 a,0.28℃/10 a,0.48℃/10 a,0.66℃/10 a,且相对于1995—2014年,2081—2100年增温分别达1.53℃,2.69℃,3.83℃,5.25℃。除SSP1-2.6情景外,其余情景增温已远远超过《巴黎协定》全球2℃升温的目标,而且在SSP5-8.5情景下,2041—2060年增温已达2.44℃。SSP5-8.5情景下,2081—2100年黄土高原春、夏、秋和冬季气温相对于1995—2014年增温幅度变化范围为3.83~4.75℃,4.75~5.67℃,4.98~5.67℃,4.29~5.67℃。[结论]未来黄土高原将面临强大的增温压力,排放情景越高增温越显著,未来应加强对黄土高原气温的观测研究。

关键词： cmip6 气温黄土高原 SSP情景未来时期

基于cmip6的甘肃省不同气候分区未来干旱演变预估

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人民黄河 2024年第7期46卷 124-130,137页

作者：刘丽萍郑健鲍婷婷陈娅永靖县水务局甘肃永靖731600 兰州理工大学能源与动力工程学院甘肃兰州730050 甘肃省生物质能与太阳能互补供能系统重点实验室甘肃兰州730050 西北低碳城镇支撑技术协同创新中心甘肃兰州730050

为了更好地预测甘肃省的干旱时空变化特征,按照甘肃省气候类型和地理特征将其划分为4个气候分区,计算未来76 a(2024—2099年)的季、年尺度的标准化降水蒸散指数(SPEI-3、SPEI-12),并结合Mann-Kendall突变检验、空间插值等方法预估cmip6... 详细信息

为了更好地预测甘肃省的干旱时空变化特征,按照甘肃省气候类型和地理特征将其划分为4个气候分区,计算未来76 a(2024—2099年)的季、年尺度的标准化降水蒸散指数(SPEI-3、SPEI-12),并结合Mann-Kendall突变检验、空间插值等方法预估cmip6气候模式中4种情景下甘肃省未来76 a的气温、降水量以及干旱演变状况。结果表明:cmip6模式中各情景下甘肃省不同分区2024—2099年气温和降水量都随着时间推移呈现上升趋势,不同情景下气温和降水量的气候倾向率由小到大依次为SSP126、SSP245、SSP370、SSP585;cmip6模式中各情景下甘肃省2024—2099年在春、夏、秋季表现为干旱化的发展趋势,由湿润转变为干旱的突变年份都集中在2040—2060年,冬季表现为湿润化的发展趋势,SSP126情景下由干旱转变为湿润的突变年份在2033年,其余情景下都在2040—2060年;轻旱和特旱在SSP370情景下发生频率最高,中旱在SSP245情景下发生频率最高,重旱在SSP585情景下发生频率最高;甘肃省各气候情景下不同气候分区的不同等级干旱发生频率由大到小依次为轻旱、中旱、重旱、特旱。

关键词：标准化降雨蒸散指数干旱 cmip6 预测甘肃省

基于cmip6的气候变化下资水流域径流响应研究

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水土保持研究 2024年第4期31卷 114-125页

作者：隆院男张雨林蒋昌波莫军成黄春福宋昕熠长沙理工大学水利与环境工程学院长沙410114 洞庭湖水环境治理与生态修复湖南省重点实验室长沙410114 湖南省水利水电勘测设计规划研究总院有限公司长沙410007

[目的]探究未来气候变化情景下资水流域的径流响应情况,为实现流域可持续发展、制定防洪抗旱决策提供科学支持。[方法]基于3个cmip6全球气候模式,通过构建流域SDSM降尺度模型和SWAT水文模型,预估了SSP1-2.6,SSP2-4.5和SSP5-8.5气候情景... 详细信息

[目的]探究未来气候变化情景下资水流域的径流响应情况,为实现流域可持续发展、制定防洪抗旱决策提供科学支持。[方法]基于3个cmip6全球气候模式,通过构建流域SDSM降尺度模型和SWAT水文模型,预估了SSP1-2.6,SSP2-4.5和SSP5-8.5气候情景下资水流域2030—2089年的气温与降水变化,并进一步探究流域径流对气候变化的响应。[结果]未来资水流域呈较显著暖湿化趋势,空间上流域全范围升温且以新宁、邵阳站附近增幅最大;降水增加区域主要集中在以冷水江为中心的中下游地区,减少区域位于洞口站以西。在此背景下,未来桃江站与邵阳站年均径流与流域降水的变化趋势基本一致,邵阳站以上的上游区域可利用水资源量减小的可能性较大。枯水期流域水资源将面临更加紧缺的风险,且汛期有提前的趋势,主汛期水资源分配的均匀程度将上升。[结论]在气候暖湿化的背景下,资水流域水资源管理将遭遇更严峻的挑战,应加强水资源保护和流域综合管理。

关键词： cmip6 气候变化径流响应资水流域 SDSM模型 SWAT模型