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ISSN 1673-1719
CN 11-5368/P
主管:中国气象局
主办:国家气候中心
创刊于 2005 年 (双月刊)
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   气候变化研究进展
  2017年, 第13卷, 第3期 刊出日期:2017-05-30 上一期    下一期
全选: 合并摘要 显示图片
气候系统变化
基于卫星观测的南海表层温度气候学特征及长期变化
张雷 任国玉 宝乐尔其木格 徐宾 宇婧婧
气候变化研究进展. 2017, (3): 189-197.   DOI: 10.12006/j.issn.1673-1719.2016.200
摘要 ( 333 )   HTML ( PDF (4857KB)( 980 )

利用高分辨率AVHRR Pathfinder卫星海表温度资料,分析了1982—2012年南海及其毗邻海区海表温度(SST)的变化趋势,并给出了近30年该海域SST的气候学特征。结果表明:南海年平均SST随纬度的增加而降低,且越靠近陆地海温梯度越大,等温线呈西南-东北向分布;南海最高、最低SST分别出现在夏季和冬季;夏季中南半岛和海南岛东侧存在相对低温区,应与西南季风和地转偏向力共同作用引起的深层冷水涌升有关;近30年南海及毗邻海区年平均SST增温趋势为0.100℃/10a,20世纪90年代末到21世纪初年平均SST处于高值期,最高值出现在1998年;南海海区四季均存在变暖趋势,冬季增温趋势最大,为0.194℃/10a,夏、春季次之,分别为0.121℃/10a和0.107℃/10a,秋季最小,为0.086℃/10a;近30年台湾海峡和中国大陆东南沿海增温最显著,最大增温值达到0.7℃/10a以上。

CMIP3与CMIP5模式对中国西北干旱区气温和降水的模拟能力比较
吴晶 王宝鉴 杨艳芬 常燕 陈林 杨建才 刘新伟
气候变化研究进展. 2017, (3): 198-212.   DOI: 10.12006/j.issn.1673-1719.2016.173
摘要 ( 331 )   HTML ( PDF (3949KB)( 347 )

通过对15组CMIP3和CMIP5两代模式集合平均对中国西北干旱区气温和降水的模拟能力比较,发现CMIP5模式对气温和降水的模拟更接近观测值。CMIP5模式模拟年、春季、夏季、秋季平均气温的相关系数比CMIP3模式分别提升了0.15、0.13、0.24和0.02,冬季下降了0.07。CMIP5模式对西北干旱区的平均气温变化趋势的模拟效果比CMIP3有所提高,对年、春季、夏季、秋季、冬季趋势的模拟偏差比CMIP3分别减少了0.03℃/10a、0.10℃/10a、0.01℃/10a、0.06℃/10a、0.14℃/10a。对西北干旱区平均气温年、季的模拟偏差分布上,CMIP5模式的偏差均比CMIP3低1~2℃。但是天山区年、季节平均气温的模拟与整体模拟偏低情况相反,CMIP3和CMIP5分别偏高3~6℃和1~4℃,对夏季的模拟偏高最严重,分别达到6℃和4℃。CMIP5模式整体对西北干旱区降水量的模拟结果与观测值的平均相关系数与CMIP3相差不大,均不超过0.1,而且偏差仍然较大。CMIP5模式对西北干旱区的降水量的变化趋势模拟效果比CMIP3有所降低,对年、春季、夏季、秋季、冬季趋势的模拟偏差比CMIP3增加了0.67 mm/10a、0.23 mm/10a、0.51 mm/10a、0.11 mm/10a、0.14 mm/10a。CMIP5模式对年、春季、夏季、秋季和冬季的降水量模拟的均方根误差相比CMIP3分别减少77.6 mm、25.5 mm、25.0 mm、18.8 mm和13.9 mm。在空间上,CMIP5模式对年、季节降水模拟仍然偏高,但是比CMIP3有明显缓解;CMIP3和CMIP5模式对夏季天山区年降水量和夏季降水量的模拟也与大部分区域偏高的趋势明显相反,两代模式对夏季天山区的降水模拟均偏低50 mm左右。

1951—2015年乌鲁木齐市极端升温过程气候变化特征
毛炜峄 姚俊强 曹兴
气候变化研究进展. 2017, (3): 213-222.   DOI: 10.12006/j.issn.1673-1719.2016.132
摘要 ( 359 )   HTML ( PDF (2108KB)( 348 )

利用乌鲁木齐市气象站1951年1月1日至2015年12月31日逐日最高气温,建立了乌鲁木齐市升温过程数据库。在分析单要素强度指标及升温过程强度排序特征基础上,定义了一个升温过程综合强度指数(IZ),根据百分位排序法,整理出了乌鲁木齐市的极端升温过程,分析了过程的持续日数、发生频数以及强度的气候变化特征。分析结果表明:基于6项单要素强度指标,乌鲁木齐市最强升温过程有6种不同结果。基于IZ,1951—2015年乌鲁木齐市共出现567次极端升温过程,平均每年8.7次,强度最大的一次升温过程出现在2009年3月14—16日。乌鲁木齐市567次极端升温过程持续日数平均3.25 d,持续2 d的最多,占23.1%。1951—2015年,乌鲁木齐市极端升温过程持续日数在春季4月(5.37 d)最长,冬季1月(2.29 d)与12月(2.37 d)最短。65年来持续日数略减少,线性变化趋势不显著。1951—2015年乌鲁木齐市极端升温过程主要集中在冬半年的12—4月,占64.3%,1月最多;7月最少,仅占1.9%。65年来年极端升温过程发生频数呈不显著的线性增加趋势,从20世纪80年代以来基本上处于偏多时期,进入21世纪以来年际间变化幅度加剧。1951—2015年,乌鲁木齐市极端升温过程的综合强度指数无显著线性变化趋势,在20世纪50、60年代强度较强、年际间变率相对较大,之后强度逐渐减弱、年际间变率减小,进入21世纪以来强度增强、年际间变率加剧。

张家口市崇礼的雪季与冬奥会赛期的降雪特征分析
徐庆喆 郑景云 张学珍 高西宁 郝志新
气候变化研究进展. 2017, (3): 223-230.   DOI: 10.12006/j.issn.1673-1719.2016.184
摘要 ( 274 )   HTML ( PDF (1896KB)( 233 )

利用张家口市崇礼1960—2014年逐日降水和天气现象资料,分析了雪季与冬奥会赛期(2月4—20日)的降雪特征。结果显示:崇礼最早降雪初日为10月13日,最迟降雪终日为4月30日,初、终雪日多年平均为11月2日和4月6日;雪季长度最长和最短分别为190 d和123 d,多年平均为156 d。雪季间最长连续无降雪时段多出现在12月末到1月下旬。冬奥会赛期前的11月上旬降雪日数少,但降雪量较大;此后各旬降雪日数、雪量差异不大。2月4—20日间平均4~5 d出现一次降雪,且主要为中小雪,出现大雪的概率极低。这些结果为冬奥会赛场充分利用降雪资源、制定赛事计划和赛事期间的气象条件预测及预报等保障提供参考依据。

气候变化影响
气候系统对CO2强迫和太阳辐射强迫在不同时间尺度的响应
刘维 曹龙
气候变化研究进展. 2017, (3): 231-242.   DOI: 10.12006/j.issn.1673-1719.2016.143
摘要 ( 329 )   HTML ( PDF (4170KB)( 238 )

使用HadCM3L气候模式,针对突然增加的4倍CO2浓度和增加4%的太阳辐射强迫进行一系列理想化模拟试验,分析并比较了CO2强迫和太阳辐射强迫对气候系统的影响机制和异同。模拟结果表明,突然增加的4倍CO2浓度和增加4%的太阳辐射造成的长期全球表面平均温度变化基本相同,但二者造成降水的变化差异很大。气候系统对CO2和太阳辐射的响应可以分为快响应和慢响应两个部分,而降水的差异主要体现在大约1个月时间尺度内的快响应阶段,在这一时间段,陆地区域CO2的气孔效应减少了植被的蒸腾作用,导致降水受到抑制;海洋区域CO2的辐射效应会首先导致大气长波吸收增强,而海洋的比热较大,所以海表温度变化落后于低层大气,低层大气的垂直稳定度增加,海表向上蒸发受到抑制。此外,比较不同时间尺度上CO2对气候系统的影响,可以发现在1个月的短时间尺度上,对陆地而言,CO2的气孔效应对气候系统的影响占主导地位,但在数年以上更长的时间尺度上,CO2的辐射效应是导致地气系统温度升高的主要原因。

未来气候情景下冬小麦潜在北移区农业气候资源变化特征
张梦婷 张玉静 佟金鹤 李阔 潘婕 许吟隆
气候变化研究进展. 2017, (3): 243-252.   DOI: 10.12006/j.issn.1673-1719.2016.135
摘要 ( 444 )   HTML ( PDF (9451KB)( 198 )

基于区域气候模式系统PRECIS输出的RCP4.5气候情景数据分析表明,相较于1981—2010年,至2071—2097年冬小麦种植北界将平均向北移动147.8 km,北移面积约1.86×105 km2。选取代表光、温、水资源的9项农业气候资源指标,探究未来情景下,2021—2097年冬小麦潜在北移区内农业气候资源变化特征,结果表明:(1)相较于基准时段(1961—1990年),未来潜在北移区内光照资源变化呈减少趋势;热量资源呈明显增加趋势,在21世纪末的30年,波动性加大;降水资源整体增加趋势不明显,但波动性亦呈现增大趋势。(2)未来潜在北移区内,2030T (2021—2050年)、2050T (2041—2070年)和2070T (2061—2090年)时段光照资源在研究区域的东北部减少幅度较大,而在西南部较小;热量资源在研究区域的北部增加比南部明显;降水资源则主要在研究区域的东北部增加明显。

安徽淮北平原冬小麦气候适宜度分析及作物年景评估
王胜 田红 党修伍 张学贤
气候变化研究进展. 2017, (3): 253-261.   DOI: 10.12006/j.issn.1673-1719.2016.197
摘要 ( 288 )   HTML ( PDF (2440KB)( 233 )

选取安徽省淮北平原37个气象站1960—2016年逐日气象资料,构建气温、降水、日照及气候适宜度模型,分析气候变暖背景下冬小麦气候适宜度时空演变特征,揭示冬小麦生育期气候风险,评判农业气候年景。结果表明:淮北平原冬小麦不同生育期对气候因子适宜程度不同,单要素各生育期适宜度均为灌浆-乳熟期较高,返青-拔节期较低,其中降水适宜度分蘖期最低;全生育期温度适宜度最高、日照适宜度次之、降水适宜度最低,水分是冬小麦生长的限制因子。气候综合适宜度灌浆-乳熟期最高,分蘖期降水适宜度最低,并且其序列变异系数大,常遭遇秋冬连旱,引起产量波动;全生育期气候适宜度呈东高西低分布,淮北中东部较高,而淮北西部及沿淮地区较低,冬小麦生产风险相对较高。1961—2016年全生育期温度适宜度线性增大趋势显著,降水适宜度线性趋势不明显,而日照适宜度呈显著的线性减小趋势;综合来看,全生育期气候适宜度无明显线性增减趋势,空间上淮北东部略有增大,而西部及沿淮地区略有减小,气候风险增加。淮北平原多数年份气候适宜度适中,适宜性偏差年发生概率高于偏好年。基于气候适宜度评判冬小麦气候年景等级,评估结果与实际产量增减情况基本相符,表明农业气候年景模型评估精度能满足业务服务需求,具有推广应用价值。

气候变化对河南烟区烤烟化学品质的影响
姬兴杰 石英
气候变化研究进展. 2017, (3): 262-272.   DOI: 10.12006/j.issn.1673-1719.2016.223
摘要 ( 272 )   HTML ( PDF (2004KB)( 219 )

利用河南烟区2003—2012年64个气象站气象资料以及烤烟中部叶主要化学成分数据,采用数理统计分析方法,明确烟区气候要素变化特征以及影响烤烟烟叶化学品质指标的主要气候因子,在此基础上,探讨RCP4.5(Representative Concentration Pathways,简称RCP)和RCP8.5两种未来气候情景下河南烟区烤烟化学品质可能的变化。结果表明,2003—2012年河南烟区大田期温热要素和光照因素增加但不显著,水湿要素呈显著减少。3个生育阶段,成熟期的气温日较差和最高气温显著增加;旺长期和成熟期的降水日数和相对湿度呈显著下降;光照因素表现为伸根期和旺长期减少、成熟期增加,但均不显著。河南烟区烤烟化学品质指标与气候要素间的关系密切,不同指标间影响因素具有差异;旺长期太阳总辐射是影响化学成分协调性评分的主要气候因素,呈显著负相关。在未来气候变化下,由于旺长期太阳总辐射高于气候基准期(1981—2010年)平均值并在未来呈显著增加趋势,将导致烤烟化学成分协调性评分下降,两种情景下以RCP8.5情景下降更明显。

温室气体排放
中国小麦和玉米农田N2O减排措施及潜力
李昕 孙文娟 黄耀 于凌飞
气候变化研究进展. 2017, (3): 273-283.   DOI: 10.12006/j.issn.1673-1719.2016.154
摘要 ( 268 )   HTML ( PDF (1783KB)( 239 )

旱作农田是N2O的主要排放源,削减其N2O排放有助于整体降低农田温室气体排放。运用整合分析(Meta-analysis)的方法,研究了不同农业管理措施对中国小麦和玉米农田N2O排放的影响,并估算了各减排措施的减排潜力。结果表明:添加抑制剂可显著减少小麦和玉米农田N2O排放36%~46%,并增加作物产量;施氮量减少30%以内,可削减N2O排放10%~18%,且对产量无明显影响;施用缓(控)释肥和秸秆还田能显著减少小麦田N2O排放,但对玉米田的减排效果并不显著。在不同的减排措施下,中国小麦和玉米农田N2O减排潜力分别为9.29~13.90 Gg N2O-N/生长季和10.53~23.19 Gg N2O-N/生长季。河南、山东、河北和安徽省小麦田减排潜力最大,占全国小麦田N2O减排潜力的53%;黑龙江、吉林、山东、河北和河南省玉米田减排潜力最大,约占全国玉米田N2O减排潜力的50%。

碳普惠制下市民乘坐地铁出行减碳量核算方法研究——以广州为例
黄莹 郭洪旭 谢鹏程 廖翠萍 赵黛青
气候变化研究进展. 2017, (3): 284-291.   DOI: 10.12006/j.issn.1673-1719.2016.176
摘要 ( 279 )   HTML ( PDF (1193KB)( 231 )

碳普惠制是一种以城市居民为主体的温室气体自愿减排机制。将乘坐地铁出行作为低碳行为纳入碳普惠制,是建设全民参与型低碳社会的重要探索。本文提出了替代法和均值法两种市民乘坐地铁出行减碳量的核算方法,并以广州市为例,计算了2015年广州市民乘坐地铁出行的减碳量。结果显示:替代法下广州市民乘坐地铁出行的减碳量约为0.5419 kg CO2/人次,均值法下约为0.5155 kg CO2/人次,如果按2015年广州市地铁系统的客运量计算,替代法和均值法下全市地铁系统的年减碳量分别约为130万t CO2和124万t CO2。其中,替代法主要参考已有的CCER方法学设计,具有一定的理论基础,但其替代出行模式的确定受被调查对象的主观影响较大,而均值法以城市现有的机动化出行模式为基准线,较少受到人为因素的干扰,均值法被认为更适合于计算碳普惠制下市民乘坐地铁出行的碳减排量。

对策论坛
联合国气候变化框架公约下发展中国家的能力建设谈判回顾
张永香,黄磊,袁佳双
气候变化研究进展. 2017, (3): 292-298.   DOI: 10.12006/j.issn.1673-1719.2016.219
摘要 ( 427 )   HTML ( PDF (1501KB)( 315 )

增强发展中国家能力建设是全球应对气候变化的重要前提条件,而在联合国气候变化框架公约(UNFCCC)的谈判进程中,能力建设部分一直进展缓慢。自缔约方第7次会(COP7)上确定了发展中国家能力建设框架后,能力建设的机制建设一直没有取得实质性进展。在巴黎气候变化大会(COP21)上,缔约方一致通过了《巴黎协定》。《巴黎协定》首次授权通过执行附属机构(SBI)建立巴黎能力建设委员会(PCCB)。该委员会将全面协调对发展中国家能力建设的支持,同时监管2016—2020年的能力建设工作计划,全面系统地促进和增强发展中国家应对气候变化的能力建设活动。另外,《巴黎协定》还同意建立透明度能力建设倡议(CBIT)用以增强2020年前后的机制和技术能力。随后,全球环境基金(GEF)为该倡议成立了CBIT信托基金。至此,公约下能力建设议题已经建立了相对完整的国际机制。未来议题的谈判将走向务实与细节。随着全球应对气候变化迈向一个新阶段,中国在能力建设议题的谈判上也应做相应的调整。

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