基于CMIP5多模式集合预估东海和南海21世纪海平面高度变化

人类活动引起的当代气候变暖已导致全球海平面显著上升,在21世纪全球气候继续变暖的背景下,东南沿海海平面的升高将对区域环境及社会可持续发展带来巨大挑战,但目前对未来区域海平面变化的预估尚存在较大的不确定性。本文基于筛选的国际耦合模式比较计划第5阶段(CMIP5)的10个模拟性能较好的气候模式输出结果,通过多模式集合预估了未来温室气体三种排放情景下21世纪东海和南海区域海平面高度的趋势变化,并分析了不同影响因子的贡献。通过计算海水热比容、盐比容和动力因子对海平面高度的影响,并在考虑冰川冰盖消融等因子的订正后,发现:21世纪东海和南海海平面高度都呈现连续上升趋势,东海和南海地区上升幅度略小于全球平均,南海上升幅度略大于东海。在温室气体低(RCP2.6)、中(RCP4.5)和高(RCP8.5)排放情景下,21世纪后期(2081—2100年)较前期(2006—2025年)东海/南海平均海平面分别上升0.26[0.01—0.55]m/0.29[0.05—0.55]m、0.38[0.10—0.66]m/0.40[0.14—0.67]m和0.52[0.15—0.89]m/0.52[0.23—0.83]m(方括号内为相应的不确定性范围)。随着温室气体排放的升高,海平面上升幅度也增大,东海海平面上升区由东南向西北扩展,南海海平面上升区由东北向西南扩展。统计分析还表明:在不同排放情景下,不同影响因子对海平面变化的贡献也不一样,随着排放强度从低到高变化,海洋比容加动力因子的相对贡献从28%—34%升高至46%—47%,而冰川冰盖消融等其他因子的相对贡献从66%—72%降低至53%—54%。

基于遥感数据的多年平均物候不确定性研究

多年平均物候能够反映植被生长发育节律的均衡状态,是植被物候模拟与预测的关键参数之一。遥感已广泛用于地表物候监测,是空间多年平均物候信息的重要来源。然而,基于遥感的多年平均物候存在不同计算方法,如先确定每年时序曲线的物候点再求平均值(平均法),以及先求多年平均时序曲线再确定物候点(参考曲线法)。上述方法的结果可能存在差异,但目前尚缺乏对这一不确定性及其影响的认识。针对该问题,本研究利用2001年—2016年遥感植被指数数据,分别在平均法和参考曲线法下提取中国森林生长季起始时间的多年平均值(■),比较■的差异(■)及其空间异质性;进一步选取物候研究中常用指标,即以■为基础的温度“季前时长PD (Preseason Duration)”,分析■不同计算方法对物候—气候关系的潜在影响。结果表明,(1)不同方法下的■差异显著,总体上平均法小于参考曲线法(-2.6±2.2 d,占88%),其中存在8.0%和6.0%的有效像元其动态平均法和固定平均法小于参考曲线法超过7 d,主要分布在东南丘陵地区。(2)■具有显著的空间异质性,主要表现为随年均温的升高而减小(Slope=0.07 d/℃,P<0.01),随年均降水的增加而增大(Slope=-0.0005 d/mm,P<0.01)。(3)不同方法下的PD存在差异,约40%有效像元的差异(△PD)超过5 d (其中近50%的像元△PD超过15 d),主要分布在东南丘陵和西南山区。研究结果将为遥感地表物候的模型空间参数化应用提供有益参考。