我国西南地区21世纪气候变化的情景预估分析

利用政府间气候变化委员会第四次评估报告提供的新一代气候系统模式的模拟结果(IPCC-AR4),通过可靠性加权平均法进行多模式集合平均,预估分析了不同情景我国西南地区21世纪的气候变化.结果表明,21世纪西南地区气候总体有显著变暖、变湿的趋势,年平均气温变暖趋势为2.3～4.6℃/100a,年降水增加趋势为6.8～13.1%/100a.在SRES A2,A1B和B1情景下,21世纪后期年平均气温分别比常年偏暖4.0,3.6和2.4℃,年降水分别比常年偏多9.1%,8.7%和6.6%.西南地区增暖幅度存在东西差异,降水变化表现出一定的纬向分布特征.     

全球变暖背景下江淮地区气候变化趋势预估

利用政府间气候变化委员会（IPCC）提供的20多个最新一代气候模式的预测结果,分析了中等排放SRESA1B情景下我国江淮地区2011～2100年的气候变化趋势。结果表明,在全球变暖的背景下,未来江淮地区年平均气温将不断上升,增温幅度由东南向西北逐渐升高,到21世纪末年平均气温将上升3.3℃;年平均降水量持续增多,降水增幅随纬度的升高以及随时间的推进而加大,且将在2041年后显著增强。     

安徽省21世纪气候变化预估

首先对国家气候中心下发的IPCC-AR4中全球气候模式数据进行了效果检验,检验结果表明该模式对安徽省气温的预估具有很好的可信度,对降水预估则还存在较大的不确定性。在此基础上分析了在温室气体中等排放情景A1B下安徽省21世纪的气候变化。结果表明,21世纪安徽省将显著的变暖、变湿。年平均气温上升速度约为每10年0.38℃,冬季上升最快,夏季略慢。空间上增温幅度从东南向西北逐渐增大。降水量则以每10年1.1%的速度增加,在世纪初年际波动较大,21世纪40年代到世纪末有显著增加趋势,冬季降水量增加较多,而秋季降水量偏少,汛期降水量有所增加,但占年降水量的比例变化不大。空间上北部降水比南部增加更为明显。气温和降水的变化对气温年较差、强降水和旱涝格局等极端事件也将产生较大的影响。     

1961—2010年青州市气候特征及变化趋势分析

利用1961—2010年青州市的气候资料,分析了近50年来气温、降水、日照的变化规律,结果显示青州市20世纪60年代气温接近常年略偏高,为相对偏暖期,70—80年代气温负距平明显,为相对偏冷期,90年代、21世纪00代年气温正距平明显,为相对偏暖期,其中21世纪00年代平均气温较平均值偏高0.6℃,与20世纪70年代相差1.2℃,气温上升显著,由此可见,青州市的气候正逐步趋向变暖,这与全球气候变化相一致;60年代降水偏少,70年代降水最多,80年代降水最少,90年代降水量达到平均值,21世纪00年代降水量达到平均值以上;20世纪70年代日照偏多,80—90年代呈下降趋势,20世纪00年代达到最小值,比20世纪90年代偏少144.4 h,比70年代偏少194.3 h,分析认为可能与本地区连续性大雾及沙尘天气增多、大气污染加剧有关。可见,青州市近年来气温升高、降水减少、日照明显减少,使得高温、干旱成为青州市突出的气候问题。     

基于统计降尺度模型的河西走廊未来气温和降水的时空变化

【目的】预测未来大气环流模式HadCM3下,河西走廊在人口较快增长、温室气体高排放情景(A2)和区域可持续发展、温室气体低排放情景(B2)下气温和降水的变化趋势。【方法】选取河西走廊14个气象站的日平均气温、日最低气温、日最高气温和日降水量作为预报量,以全球大气NCEP再分析资料作为预报因子,采用统计降尺度模型(SDSM)预测研究区未来气温和降水的变化。【结果】SDSM对河西走廊气温和降水模拟的解释方差分别为0.54~0.85和0.09~0.64。2070-2099年A2情景下,河西走廊日平均气温、日最低气温、日最高气温分别增加4.8,2.4和5.4℃,B2情景下分别增加3.5,2.0和4.0℃;河西走廊西部部分地区2070-2099年A2情景年降水量增加20.0%,B2情景增加6.7%,而中东部地区2070-2099年A2情景年降水量减少22.0%,B2情景年降水量减少15.4%。未来河西走廊极端最低气温和极端最高气温均有所增加,极端降水事件发生的频率有所减小。【结论】SDSM对气温的模拟效果明显优于降水;河西走廊未来A2、B2情景下日最低气温、日最高气温、日平均气温总体呈上升趋势,其中日最低气温的增幅小于日最高气温和日平均气温的增幅;河西走廊未来降水量的变化趋势具有区域特征,西部部分地区呈增加趋势,而中东部地区呈减少趋势。     

气候变化对江西省双季稻生产的影响

利用1961—2011年江西省81个常规气象观测站资料,双季稻产量资料和全球气候模式ECHAM5/MPIOM在SRES A1B排放情景下2015—2100年逐日气温和降水资料,定量研究了气候变化对江西省双季稻生产的影响,结果表明:1)双季稻生长期光、温和水基本能满足水稻生长的需求,21世纪以来,生育期≥10℃积温以正距平为主,晚稻生长期日照时数自20世纪90年代以来呈明显下降趋势;2)分析极端气候事件对水稻生产的影响发现,随着气候变暖,高温逼熟的次数呈明显上升状态,寒露风出现的几率越来越小;3)建立了气候产量预测模式,并利用气候模式的预测结果模拟2015—2100年的气候产量,发现2060年以前,早稻气候产量基本以正值为主,2060年后气候产量呈正负波动状态,晚稻气候产量整体变化幅度较早稻气候产量小。     

近60年丽水市气候变化特征分析

利用1953—2008年丽水市国家一级站的气象资料,分析近60年丽水市气温、降水、日照的变化特征。结果表明:丽水市年平均气温、冬季气温、夏季气温均呈上升趋势,进入21世纪以来冬季增温最为明显;年降水总体呈略下降趋势,进入21世纪以来年降水量偏少较明显;年日照时数总体呈下降趋势。丽水市气候正在趋向变暖,特别是近10年来气温明显升高。     

气候变化下宁夏引黄灌区玉米产量及其构成因素的预估

[目的]定量化估算未来气候变化情景下宁夏引黄灌区玉米产量变化趋势。[方法]利用区域气候模式输出的未来90年（2010～2100年）宁夏25 km×25 km网格的逐日温度、降水、辐射等资料,采用校正的CERES-Maize模型对宁夏21世纪的玉米产量状况进行研究。[结果]随着气候变暖,在未来气候情景下,采用目前玉米的适应性品种和最优生产管理措施,与基准年份BS（1961～1990年平均）相比,宁夏引黄灌区玉米产量在2020s和2050s表现为增产趋势,到2080s,随气温的进一步升高,则开始减产。玉米的产量构成因素穗粒数和穗粒重也表现相同的趋势。在2020s和2050s,B2情景下的玉米增产幅度大于A2情景,在2080s,B2情景下的玉米减产幅度小于A2情景。[结论]随着气候变暖,宁夏引黄灌区玉米增产,随气温的进一步升高,则开始减产。     

南昌地区近55年的气温与降水变化分析

为了解全球变暖下南昌地区气温及降水的变化趋势,采用时间序列分析方法和变差系数法分别对南昌地区近55年的气温及降水进行分析.结果表明:近55年来南昌地区的平均气温呈上升趋势,倾向率为0.016 4℃/a,气温年较差呈下降的趋势,倾向率为-0.052 3℃/a;极低气温变化趋势较极高气温变化趋势显著,气候倾向率分别是0.552℃/(10 a)和-0.009 5 ℃/(10 a);综合分析降水变化不明显,总体呈略增加趋势.由此推断21世纪初南昌地区降水年际变化相对稳定.     

气候变化下宁夏引黄灌区玉米产量及其构成因素的预估

[目的]定量化估算未来气候变化情景下宁夏引黄灌区玉米产量变化趋势。[方法]利用区域气候模式输出的未来90a（2010～2100年）宁夏25km×25km网格的逐日温度、降水、辐射等资料,采用校正的CERES-Maize模型对宁夏21世纪的玉米产量状况进行研究。[结果]随着气候变暖,在未来气候情景下,采用当前玉米的适应性品种和最优生产管理措施,与基准年份BS（1961～1990年平均）相比,宁夏引黄灌区玉米产量在2020s和2050s表现为增产趋势,到2080s,随气温的进一步升高,则开始减产。玉米的产量构成因素穗粒数和穗粒重也表现相同的趋势。在2020s和2050s,B2情景下的玉米增产幅度大于A2情景,2080s,B2情景下的玉米减产幅度小于A2情景。[结论]随着气候变暖,宁夏引黄灌区玉米增产,随气温的进一步升高,则开始减产。     

气候变化对豫西旱地冬小麦生育的影响及对策

以豫西伊川县为例,分析丘陵区旱地冬小麦生育期气候变化规律。观测资料表明,冬小麦生育期气温呈上升而降水呈减少趋势,以春季气温增幅和降水减幅最大。气候变暖,使冬小麦发育进程加快,除分蘖期、越冬开始期和抽穗期推迟外,其余发育期均有所提前,以成熟期表现最为明显,每10年提前4．90d,其次为返青期,每10年提前3．30d。生育前期,播种至起身期发育间隔日数明显缩短,越冬期推迟,开花至乳熟期间隔日数稍有缩短。起身至开花期发育期间隔日数延长,全生育期每10年缩短了9．05d。产量结构因素表现为：有效穗数每10年减少44．65茎／m2,穗粒数每10年减少3．70粒,千粒重每10年增加2．24g。针对气候变化对豫西旱地冬小麦生长发育、产量因素的影响,提出了适应气候变化的对策。     

济南近60年冬季气温变化特征

[目的]研究近60年济南冬季的气温变化特征。[方法]选取1951～2010年济南地面观测站冬季月平均气温、最高和最低气温资料,采用线性趋势、5年滑动平均、距平等统计分析方法,对近60年来济南冬季平均气温、最高和最低气温变化特征进行分析,探讨其历史演变趋势及年代变化特征。[结果]近60年来济南冬季平均气温、最高、最低气温均呈波动式缓慢上升态势,升温态势明显,尤以最低气温增幅最大,说明最低气温的变化比最高气温更敏感,冬季气候变暖主要来自最低气温升高的贡献。从年代变化来看,冷冬大多出现在70年代以前,之后呈明显减少趋势;相反,在70年代之后暖冬呈增长态势,暖冬现象在2000年以后有所减缓;20世纪50～90年代冬季气温呈现台阶式增暖趋势,进入90年代冬季平均气温出现跳跃增暖态势,进入21世纪气温呈现回落趋势,但冬季气温整体还是呈上升趋势。济南人口增加,使城市化进程加快、城市热岛效应加剧,是济南气候变暖的一个重要因素。[结论]该研究为了解济南地区的长期气候变化趋势及其是否与全球气候变暖的背景相一致提供理论依据。     

1970～2009年广西贺州地区气温和降水的时空变化特征

运用距平、线性回归、最小二乘法和趋势分析等方法,对广西壮族自治区贺州市4个气象站1970-2009年月平均气温和降水资料进行分析。结果表明,1970-2009年贺州市气温呈现统计意义上的变暖趋势,其中20世纪70和80年代气温相对较低,90年代和21世纪前9年则较高,21世纪前9年年均气温比多年平均值高0.36℃。1970-2009年,贺州市年、春季、夏季、秋季和冬季气温每10年分别升高0.23、0.30、0.08、0.28、0.30℃,升温幅度东北高中西部低,春季升温幅度最大,秋季次之。贺州市年降水20世纪70、90年代相对偏高,在80年代和21世纪前9年偏低,其中80年代比多年平均值少117.80mm,90年代比多年平均值高119.35mm。1970-2009年贺州市年、春季、夏季、秋季和冬季降水量每10年分别为减少35.88、34.32、-31.51、15.30、8.97mm,1970-2009年贺州市降水量没有显著的长期变化异常,夏季降水量表现出非统计意义的上升趋势,其他季节均表现出非统计意义的下降趋势;贺州市降水量的减少速率表现为从南向北依次递减。     

利用CMIP5多模式集合模拟气候变化对中国小麦产量的影响

【目的】利用最新的国际耦合模式比较计划第五阶段（CMIP5）中30个全球大气-海洋耦合模式（AOGCMs）在典型浓度路径（RCPs）情景下的气候预估结果,基于集合模拟的方法评估气候变化对中国未来小麦产量的影响。【方法】气候变化对农业的影响评估通常基于未来逐日的气象资料,然而AOGCMs模拟的逐日数据存在较大的不确定性。利用“虚拟气候变暖”（PGW）的方法,将CMIP5模式预估的未来气候变化的信号与当前气候的逐日站点观测资料相结合,得到未来气候预估的逐日数据集合。结合作物过程模型CERES-Wheat,利用集合模拟的方法,以概率的形式量化表述气候变化对中国小麦产量影响的不确定性。【结果】未来中国冬春小麦代表站在其小麦生育期内的平均气温均有升高。预估21世纪末期,冬小麦代表站平均增温2.7-2.9℃,春小麦代表站平均增温3.0-3.3℃。RCP8.5情景比RCP2.6情景增温显著。预估未来冬、春小麦在其生育期内的降水量普遍增加,并随着排放量的增长,降水量表现出逐渐增多的趋势。在仅改变未来气候变化的条件下,冬、春小麦的灌溉小麦单产相对于1996-2005年普遍减产,并且随着气候变化,灌溉小麦的减产概率上升。春小麦代表站在灌溉条件下小麦减产的程度比冬小麦代表站更显著。预估到21世纪末期,冬小麦代表站在RCP2.6情景下减产2%左右,在RCP4.5情景下减产6%左右,在RCP8.5情景下减产9%左右,减产概率超过85%。预估春小麦代表站在RCP2.6情景下减产5%,在RCP4.5情景下减产8%以上,在RCP8.5情景下减产15%以上,减产概率超过90%。在雨养条件下,冬小麦代表站的小麦单产相较于1996-2005年显著增产。预估到21世纪末期,冬小麦代表站在RCP2.6情景下增产21%以上,在RCP4.5情景下增产22%以上,在RCP8.5情景下增产25%以上,增产概率超过90%。【结论】利用PGW方法获得未来气候预估的逐日数据集合有效的保留了当前气候的天气信息,尤其是极端天气事件的信息。利用集合模拟的方法评估未来气候在RCP2.6、RCP4.5和RCP8.5情景下对中国小麦单产的影响,表明在灌溉条件下,随着排放量的增加,气候变化导致中国小麦单产减产的概率逐渐上升。雨养小麦单产集合的不确定性较灌溉条件大。     

未来烤烟种植对气候变化的响应与适应模拟

为了预测未来气候变化对烤烟产量的影响趋势，借助作物生长模型，结合《排放情景特别报告》（Special Report on Emissions Scenarios, SRES）的两种排放情景A2(强调经济发展)和B2(强调可持续发展)预估的未来气候情景，定量地模拟分析了重庆地区烤烟种植对气候变化的响应与适应。结果表明，种植当前烤烟品种，到2020年，A2情景下，各地烤烟单产波动范围-4.7%~5.7%，增减产幅度不大。巫山、黔江、酉阳、南川等烤烟区仍以轻微增产为主，其余烤烟区为轻度减产区；B2情景下，各地烤烟单产波动范围-35.3%~8.1%，巫山、巫溪、黔江、南川大部等烤烟区以轻微增产为主，其余烤烟区为减产区，其中奉节、武隆烤烟区减产幅度较大，在15%以上。到2040年，A2情景下，各地烤烟区产量波动范围-15.85%~1.93%，除万州烟区轻微增产外，其余烤烟区均为减产区，其中酉阳中部、武隆南部减产幅度较大，在10%以上；B2情景下，各地烤烟区波动范围-14.45%~8.18%，其中，酉阳、彭水与黔江南部为增产区，其余地区烤烟均为减产区。无论是A2情景还是B2情景，重庆大部烤烟区可能会出现不同幅度的减产趋势，且局部减产幅度较大。如果引入适应气候变暖的新品种（模型中只延长烤烟生育后期即开花到顶叶成熟的积温），A2情景下增产105~170 kg/hm2，增幅6.9%~10.6%；B2情景下增产40~78 kg/hm2，增幅2.5%~5.12%。受气候变暖的影响，由于积温的增加，未来10年内重庆大部地区烤烟会出现不同程度的减产，局地减产严重。如果提前移栽期，通过一些适应对策，如引入适应气候变暖的新品种，可达到很好的增产效果。     

近48年安徽省宿州市气候变化特征分析

根据1961～2008年宿州市气温和降水资料,运用一元回归、相关分析等数理统计方法,对近48年来安徽省宿州市气候变化进行分析。结果表明：近48年来宿州市年平均气温呈上升趋势,各季中冬季增温最明显,而夏季却出现降温趋势;增温最显著的是20世纪90年代以后。年平均降水量呈增加趋势,增量最大出现在20世纪90年代;夏、冬季平均降水量呈增加趋势,其中夏季增加对年均降水量增加的贡献最大,而春、秋季平均降水量呈减少趋势。