基于BCC-CSM1-1模拟的过去千年黄河中上游径流百年尺度变化的归因分析

气候变化对径流的影响是全球变化研究领域的重点问题。论文采用BCC-CSM1-1模拟的过去千年(850—2012年)气候与水文变化数据,基于Budyko假设与傅抱璞公式开展了中世纪气候异常期(MCA)、小冰期(LIA)和现代暖期(MWP)黄河中、上游径流变化及其归因分析。结果表明:(1)在3个气候特征期之间,上游地区径流与气候冷暖变化位相相同,MWP时期径流最高,LIA时期径流最低;中游地区径流则与气候冷暖变化位相相反,LIA径流最高,MCA径流最低。(2)径流对各因子的敏感性不仅存在地理差异,而且受特征期之间气候冷暖转变的影响。中游地区径流对降水和潜在蒸发的弹性系数(绝对值)大于上游,且在冷转暖过程中的弹性系数(绝对值)略大于暖转冷过程。同时,持续偏暖过程中、上游地表变化的弹性系数(绝对值)均明显大于暖转冷与冷转暖过程。(3)3个特征期之间径流差异主要由降水主导,地表变化影响甚微,但潜在蒸发的作用存在地域差异,上游地区潜在蒸发部分抵消了降水变化的贡献而中游地区潜在蒸发则加强了降水导致的径流变化。研究量化了黄河流域各因子对过去千年百年尺度径流变化的贡献,明确了不同气候转变期各因子贡献的差异,为更好地研究径流量多尺度变化及其成因奠定了基础。

北京气候中心气候模式1．1版预估中亚地区未来50年地面气温时空变化特征

利用IPCC AR5中BCC-CSM1.1(Beijing Climate Center Climate System Model version 1.1)的历史试验和4类典型排放路径情景下未来预估试验结果,在使用CRU(Climatic Research Unit)资料验证BCC-CSM1.1性能的基础上,采用趋势分析、滑动平均以及经验正交函数(EOF)等方法,研究2011—2060年中亚地区年平均气温的时空演变特征。与CRU资料的对比分析发现BCC-CSM1.1能较好地模拟过去109 a(1901—2009年)中亚地区气温的显著上升趋势及气候态的空间分布特征。预估试验结果表明,中亚地区在未来50 a整体呈现变暖趋势,并且,随着温室气体排放浓度的升高,气温的升高趋势愈加明显,同时增温显著区域也明显增大。经验正交函数分解主要模态还是延续过去的分布特征:经验正交函数分解第1模态及其所对应的时问系数显示中亚地区年平均地面气温在未来50 a(2011—2060年)呈现出全场一致的升高趋势,升高强度随着温室气体排放浓度的增加而增强,进一步的分析表明,不同典型排放路径下预估的未来50 a中亚地区年平均地面气温的经验正交函数分解第1模态在中亚上空850 hPa等压面上均对应有一个反气旋(气旋)性异常环流,在这个异常环流控制下,中亚地区年平均地面气温变化表现为全场一致的特征。经验正交函数分解第2模态呈现出中亚地区地面气温变化南北反位相的基本特征,相应的时间系数主要表现为小幅度波动,变化趋势特征不明显。