两种温室气体排放情景下中国汛期江淮暴雨低涡特征研究

本文基于一个水平分辨率为50 km的区域气候模式Reg CM4(Regional Climate Model,version 4.0)的模拟与预估结果,对我国汛期江淮暴雨低涡在气候变化背景下的统计特征与合成结构进行分析,进一步对两种温室排放情景下未来中国汛期的江淮暴雨低涡特征进行预估。结果表明:Reg CM4模式对环境要素及低涡都具有一定的模拟能力,低涡的伸展高度、生命期及暴雨位置模拟结果与观测较为接近,但模拟的低涡个数、最大暖区高度以及温、湿要素分布均比实际略偏低,而风速和低涡的强度模拟则偏强;在未来两种温室排放情景预估方面,RCP4.5(Representative Concentration Pathways,简称RCP)典型浓度排放情景下,暴雨低涡数量比例减少,强度减弱,但低涡发展高度仍以850 h Pa为主,生命期多为2 d以内,低涡雨区分布及最大暖区高度均与历史时段相近;RCP8.5情景下,暴雨低涡比例明显大于RCP4.5情景,低涡发展高度以700 h Pa为主,生命期达3 d的增多,强度增强,最大暖区厚度范围显著伸展。两种情景下均有低涡中温度锋区减弱,而湿度锋区增强,但RCP8.5情景减弱与增强更显著,显示更高的温室气体排放将导致未来出现更强的暴雨低涡,造成伴随暴雨的低涡灾害性天气的增加,因此应进一步深化对低涡暴雨灾害性天气发展趋势的研究。

温室气体稳定浓度情景下中国地区温度和降水变化

利用参与IPCC第四次评估报告(AR4)的多个全球气候系统模式的输出结果,着重分析了2101—2198年温室气体浓度稳定在720mL/m3和550mL/m3水平时(S720和S550情景),中国地区地表温度与降水的时空变化特征。结果表明:1)当温室气体浓度稳定不变时,22世纪中国地表温度仍将呈上升趋势,增温幅度为0.4℃/100a,但升温趋势平缓,幅度明显小于SRESA1B(中等排放)和B1(低排放)情景,冬、春季增温显著且高纬地区增温明显大于低纬地区,夏、秋季次之,因此季节间的温差将会变小;2)S720(S550)情景下年平均降水增加幅度基本稳定在11%(8%)左右,冬季降水增加显著,且增幅从南向北逐渐增大,春季次之,夏、秋季大部分地区降水将减少10%～30%。

华北地区未来30年气候变化趋势模拟研究

利用中国科学院大气物理研究所LASG研发的全球海洋-大气-陆面系统模式(GOALS 4.0),引入了大气中真实的温室气体浓度变化,对华北地区的气候变化进行了模拟研究。为了检验GOALS 4.0模式对于未来30年华北地区气候变化趋势模拟结果的可信度,分析评估了GOALS 4.0模式对当代气候变化的模拟能力。模拟结果基本再现了20世纪60—70年代末的全球和北半球温度偏低以及80年代开始的增温现象,也较好地模拟了华北地区近50年来的两个重要气候冷(1950—1976年)、暖(1977—2000年)时期,模拟结果与实际观测相关为0.34(达到了0.05信度),华北地区的冬季温度变化幅度介于中国大陆东、西部之间。模式对华北地区夏季降水在20世纪80年代前后经历的丰枯时期转变模拟也比较理想。在此基础上,根据IPCC提供的大气温室气体未来排放情景,进一步模拟预估了华北地区未来30年的气候变化趋势。结果发现,在未来的30年中,中国大陆冬季温度将会呈现出不断上升趋势,华北是中国大陆增温最显著、增温幅度最大的地区,到2030年华北地区冬季的增温幅度相对多年平均(1961—1990年)上升2.5℃左右。未来30年的夏季,由于华北地区处于明显的水汽辐合区,偏南气流较强,大气中的可降水量增加,使得中国大陆的降水格局也会发生相应变化,呈现出南少北多的分布型态,华北地区夏季降水会明显增多,南方地区降水则有所减少。

西北地区未来10 a气候变化趋势模拟预测研究

应用中国科学院大气物理研究所大气科学和地球流体动力学数值模拟国家重点实验室研发的全球海洋-大气-陆面过程气候系统耦合模式(IAP/LASGGOALS),引入IPCC AR5提供的温室气体情景排放浓度,模拟检验1951—2015年西北地区的气候变化并预测未来10a西北地区气候变化趋势。结果表明,西北地区增温始于1970年代末期,明显增温开始于1980年代中期;模式能基本体现西北地区的气候变化。未来10a,西北地区年平均气温依然呈上升趋势,到2030年,西北地区年平均气温将会上升约1.67℃,其中,西北地区西部升温幅度最大、北部最小、东部介于两者之间;降水的时空分布比较复杂,总体而言,西北地区西部降水将会增多,而东部地区降水依然相对偏少,干旱程度可能会进一步加重。

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《中国未来极端气候事件变化预估图集》徐影编《中国未来极端气候事件变化预估图集》基于耦合模式比较计划第五阶段提供的多个全球气候模式的模拟结果,根据国际上通用的多个极端气候指数的定义,分析制作了不同温室气体浓度排放情景下,中国21世纪近期、中期和后期温度和降水相关极端气候指数的时间和空间变化图,并对中国及其不同分区极端气候指数变化的不确定性进行了讨论。