2001-2100年中国温度变化趋势及时空差异研究

在气候变暖的大环境下,研究未来时期温度变化可为区域应对气候变暖带来的不利影响提供依据.基于长时间序列1 km温度数据集,采用突变与趋势分析方法,揭示了2001-2020年与2021-2100年中国地区年均温时空格局、突变年份以及变化趋势特征.结果表明:①相比2001-2020年,2021-2100年中国年均温呈现上升趋势,中国东北部、中部以及西北部年均温增幅比其他区域更为明显,且共享社会经济路径中等强迫情景(SSP245)和高强迫情景(SSP585)下年均温增幅均随时间推移而升高,而在共享社会经济路径低强迫情景(SSP119)下年均温表现出先升高后降低的趋势.②2001-2020年,年均温在2010年左右发生显著突变,集中在中国东北部、西南部和东南部,面积占比为48.6%;2021-2100年,SSP119情景下年均温在2040年左右发生显著突变,分布在除中国南部部分地区外的区域,面积占比为85.9%,而在SSP245和SSP585情景下,年均温在中国大部分地区分别在2050年和2075年前后发生显著突变.③2001-2020年,年均温以0.02~0.50℃/10 a的速率呈显著上升趋势,面积占比为6.5%;在年均温突变之前与之后时期,其以0.41~1.71℃/10 a与0.03~1.81℃/10 a的速率显著上升,面积占比分别为9.7%和15.4%.2021-2100年,SSP119情景下年均温以0.02~0.08℃/10 a的速率显著上升,面积占比为21.3%,其余两种SSP情景下年均温在整个中国分别以0.17~0.38,0.39~0.86℃/10 a的速率显著上升;在年均温突变之前与之后时期,SSP119情景下分别以0.03~1.74,0.02~0.62℃/10 a的速率显著上升与下降,面积占比分别为70.9%和62.2%;而在SSP245和SSP585情景下年均温突变前后时期,中国大部分地区年均温均呈显著上升趋势.

2001-2100年中国降水时空格局及其趋势分析

使用长时间序列高空间分辨率的降水数据集,基于突变检测和趋势分析方法,揭示2001-2100年中国的降水时空格局及其变化趋势.结果表明,历史时期(2001-2020年)中国的降水量呈小幅度上升趋势,未来时期(2021-2100年)SSP119、SSP245和SSP585气候情景下中国的降水量均呈上升趋势.历史时期中国40.4%的区域年降水量在2008年发生显著突变,未来时期3个气候情景下,年降水量分别在2055、2065和2075年前后发生显著突变.历史时期中国中部及东北部年降水量显著上升,云南东部、广西南部年降水量显著下降,在年降水量突变前、后,显著上升的区域分别占6.75%和3.73%,显著下降的区域分别占2.64%和0.31%.未来时期3个气候情景下年降水量显著上升的区域占比分别为19.61%、79.75%和84.18%, SSP119情景下新疆西部年降水量显著下降, SSP245和SSP585情景下未检测到年降水量显著下降区域.在年降水量突变前, SSP585情景下年降水量显著上升的区域最大, SSP245情景下未检测到年降水量显著上升区域, SSP245情景下年降水量显著下降的区域最大;在年降水量突变后, SSP585情景下年降水量显著上升的区域最大, SSP119情景下年降水量显著下降的区域最大.

2001-2100年中国区域季节平均温度变化的时空格局

基于1km分辨率长时间序列温度数据集,采用距平法、Mann-Kendall趋势检验法和Sen’s斜率估计法,分析四季平均气温在历史时期(2001−2020年)与未来时期(2021−2100年)低强迫情景(SSP119)、中等强迫情景(SSP245)和高强迫情景(SSP585)下的变化幅度和变化趋势的时空格局,以期为气候变暖背景下制定详细的区域适应性策略提供依据。结果表明:(1)相比历史时期,未来时期在3个情景下的四季均温总体上升,且夏季增温区域面积最大,其中SSP119情景下增温1~2℃的区域占66.70%,SSP245和SSP585情景下增加2℃以上的区域分别占37.37%和99.06%;同时,3个SSP情景下的季节均温的整体变化幅度具有显著差异,SSP119情景下较缓和,SSP245情景次之,SSP585情景增温幅度最大。(2)在历史时期,相比其他季节,春季均温的显著上升速率最快(0.68±0.24℃∙10a^(−1)),且面积占比最大(14.44%),主要分布于华北、云贵川和江浙局部区域。(3)在未来时期,中国区域季节均温呈总体上升趋势,且具有显著的空间差异;其中,在SSP119情景下,春季和冬季均温显著上升的区域主要集中于中国南部和青藏高原局部区域,面积占比分别为29.03%和25.58%,在SSP245和SSP585情景下,中国所有区域的季节均温呈显著上升趋势;在SSP585情景下,北方的季节均温显著上升速率比南方快,全国区域在冬季的显著上升速率最快(0.66±0.09℃∙10a^(−1))。

2001-2100年黄土高原植被变化的土壤保持功能时空演变

基于LPJ-GUESS模型模拟分析2001—2100年黄土高原植被变化的土壤保持功能的时空演变及变化趋势,以期为该区制定适应气候变化的植被管理与侵蚀防治策略提供依据。结果表明:(1)2001—2100年黄土高原的土壤保持功能整体呈现“东南高、西北低”的分布特征。(2)2001—2020年黄土高原西部高海拔地区、东部五台山地区及西北部地区的土壤保持功能显著上升,SSP119情景下西部祁连山脉地区显著上升,中部少部分地区显著下降,SSP585情景下北部大部分地区显著上升。(3)2001—2020年黄土高原中部地区的土壤保持功能显著突变,SSP119情景下中南部及西部地区显著突变,SSP585情景下除南部以外的大部分地区显著突变。西部高海拔地区植被所带来的土壤保持功能下降,应该加强这部分地区的植被管理,比如科学种植适宜的植被。动态植被模型可以刻画气候变化下植被结构的动态变化,使土壤保持功能模拟得更精确,可采取类似LPJ-GUESS这样的动态植被模型在全球其他地区开展相应的研究。