近50年黄河上游径流量与气候变化特征研究

根据1956-2010年唐乃亥水文站逐月径流量资料和1961-2009年黄河上游兴海、泽库、玛沁、达日、久治、玛多6个代表站的降水量、气温资料,分析了唐乃亥站径流量与黄河上游地区降水和气温的气候变化特征及其关系.结果表明:春、夏、秋、冬季的径流量分别占年径流量的14.9%、2.9%、34.7%、7.5%;唐乃亥站年和四...     

唐乃亥水文站径流量与黄河源区拍涡的关系

为了揭示地下热活动对黄河上游径流变化的影响,并为径流的短期预报与水利调度、防洪抗旱等提供参考依据。利用2002 2011年唐乃亥水文站日平均径流量资料和东亚地震资料,定义了拍涡强度指数,分析了10年间黄河源区的拍涡和唐乃亥水文站日平均径流量的关系。结果表明,黄河源区拍涡出现的时间与唐乃亥水文站日平均径流量距平百分率≥50%的丰水期相对应,丰水期与拍涡出现的时间相差在一周以内,且丰水期平均径流量与拍涡强度指数呈正相关关系,这对黄河上游径流预报有重要的指示意义。     

葛州坝,唐乃亥径流量的时变特征分析

本文利用葛州坝、唐乃亥的月平均径流量资料分析了长江、黄河的径流量时变特征。结果表明：葛州坝和唐乃亥的径流量存在明显的丰、枯交替的周期性变化，但葛州坝，唐乃亥的周期性变化有所不同。唐乃亥径流量存在７．４年和１８．５年的显著周期，而葛州坝径流量存在１５．１４年和７．０７年的显著周期；唐乃亥径流量的持续（距平符号不变）时间较葛州坝流量的持续时间长，而葛州坝径流量月变率比唐乃亥的月变率小；葛州坝的多年月平     

近10年来黄河上游气候及水资源变化特征分析

利用黄河上游地区13个气象台站1961—2014年气温、降水量及唐乃亥水文站资料,分析了该地区年气温、降水量、蒸散量等气候要素及流量的变化特征。研究表明:2001—2014年黄河上游地区年平均气温持续升高,升温速率明显大于1961—1986年、1987—2000年;年降水量均呈显著增多趋势,年降水量变化的空间分布河曲下游增多趋势明显,年降水量近10年增加速率大于1961—1986年、1987—2000年;蒸散量变化不明显;近10年年流量呈显著增加趋势,增幅大于1961—1986年、1987—2000年,丰水年增加,枯水年减少。     

唐乃亥流量年变程分型与地温场的相关分析

１９５６－１９９４年唐乃亥流量年变程可分为丰、平、枯等前枯后丰（平）、前丰（平）后枯两种类型，黄河上游主产流区春，夏季平均３．２ｍ地温距平场可分为暖涡，暖涡偏东，暖涡偏西，暖涡减弱消失，均温场和冷涡六种类型。分析发现，地温场型与流量年变程分之间有较好的相关性，以此可以对唐乃亥水库年流量进行初步的定性预报。     

中国当代土地利用变化对黄河流域径流影响

使用区域气候模式(RegCM3)和大尺度汇流模型(LRM),研究中国地区土地利用/植被覆盖变化对黄河流域降雨径流过程的影响。RegCM3嵌套于欧洲数值预报中心(ECMWF)再分析资料ERA40,分别进行了中国区域在实际植被和理想植被分布情况下两个各15年(1987～2001年)时间长度的积分试验。随后,RegCM3 两个试验的输出径流结果分别用来驱动LRM。与观测资料的对比分析表明,在实际土地利用状况下,LRM能较好地模拟黄河河川径流的季节和年际变化。研究结果指出,当代土地利用引起了冬季黄河上游部分地区降水减少,中下游地区降水增加;引起夏季整个黄河流域降水的减少。总体来说,当代土地利用变化引起黄河流域年平均降水的减少。对于水文站河川径流量,除了冬春季略有增加外,其他月份河川径流均会减少,并且在9月减少最多。土地利用引起的植被退化造成黄河径流的大幅度减少,并且越向下游减少幅度越大,这可能是引起黄河下游断流的重要原因之一。     

黄河上游和源区气候、水文的年代际变化及其对华北水资源的影响

利用我国气象观测站1951~2000年降水、气温资料以及黄河上游有关水文测站1960~2003年的径流资料,分析了黄河上游和源区气候的年代际变化及其对径流变化的影响,并分析了黄河上游径流变化对华北水资源的影响。分析结果表明:黄河上游和源区降水从20世纪90年代有所减少,气温明显上升,导致了黄河源区和上游径流量锐减。黄河上游径流的减少是90年代黄河下游流量锐减、黄河断流天数增多的重要原因,并表明了黄河上游来水量的多少是影响华北地区水资源的重要原因。     

黄河龙头水库多水月(季)预测的地气图方法

利用黄河龙头水库流量控制站——唐乃亥水文站1956年以来逐月流量资料和东亚地震资料及黄河产流区久治气象站1975年以来逐月3.2m地温资料,研究了唐乃亥多水期(流量正距平)的成因及其预报。发现东亚6.5级以上强震形成的地热涡经过黄河源区是唐乃亥多水的原因,具体可分为(1)上游强震涡东移;(2)南北地震带中段强震涡北移;(3)西北太平洋强震涡西退;(4)北方强震的"拍频"作用引发地热涡生成。另外,久治站3.2m地温的增暖过程可作为唐乃亥流量增加的指标。     

黄河流域代表水文站径流和降水量变化的初步分析

通过对1995—1990年共36a黄河上游和中游两个代表站径流量和区域降水量资料的季节和年际变化趋势的分析，初步揭示了黄河不同流域降水量和径流量之间的关系，发现虽然黄河上游区域平均降水量距平的变化在夏季和秋季呈下降趋势，但代表黄河上游的兰州水文站径流量在夏季和秋季却呈现出明显的上升变化趋势，而黄河中游区域平均降水量距平的变化在夏季和秋季呈下降趋势，代表黄河中游的花园口水文站径流量在夏季和秋季也呈现出明显的下降变化趋势。因此，在比较长时间的气候趋势上，黄河中游地区径流量异常与降水量异常变化趋势是一致的，降水量异常是影响径流量异常的主要因子。而在黄河上游地区径流量异常与降水量异常变化趋势并不一致，降水量减少的同时径流量却增加，这可能与伴随着降水量减少的全球增暖所引起的高原冰川和积雪融化等因素有关。因此，影响黄河上游径流量的因素除了降水等自然因子外，其它因子诸如上游的径流量、人类活动、全球增暖等也同样会影响黄河上游的径流量。     

近40年三工河流域气候变化分析

通过近40年三工河流域不同海拔高度的典型地貌气象资料的统计，对影响流域气候变化的气温、降水、蒸发气象要素进行线性趋势分析，得出中山森林区气候暖湿化相对较弱，平原区气候暖湿化特征显著，近山倾斜平原绿洲区是气候暖湿化最为明显的地域。流域降水与蒸发呈反相关关系，降水增加起到绝对增湿作用，蒸发减小起到相对增湿作用。在此气候趋势变化下，三工河流域和有相似地理环境的天山北坡各流域已显现出降水量增大、洪水发生频率增高、荒漠植被显著增加以及区域农业生产环境改善的暖湿化特征。     

关于骤旱研究的一些思考

骤旱是一类特殊的干旱现象，以快速发展为主要特征。在全球变暖背景下，骤旱可能会成为干旱的一种"新常态"，亟须开展深入研究。针对目前存在的骤旱定义争论，本文指出其本质为如何理解骤旱与传统干旱之间的区别与联系，并从骤发性、持续性、爆发和消亡过程等方面进行阐述，指出骤旱的典型时间尺度为次季节尺度，应纳入多尺度干旱体系中。在此基础上，回顾了极端个例诊断分析、人类活动检测与归因、生态环境效应等方面的研究进展。认为：未来应加强骤旱驱动机制（包括内部变率和外部强迫）、骤旱与生态系统之间的相互作用、骤旱可预报性来源以及预测方法等方面的研究；应从全球变化的视角，利用地球系统科学的研究方法，发展先进的监测和模拟预测技术，以应对日益增加的骤旱风险。     

1979-2018年西藏自治区气候与冰川冻土变化及其对可再生能源的潜在影响

作为全球气候变化敏感区和生态脆弱区,西藏地区拥有丰富的可再生能源。本研究基于多源数据产品（地基和遥感观测）分析了近40 a（1979-2018年）西藏自治区气候和冰川冻土的变化状况及它们对可再生能源的潜在影响。结果表明：1）1979-2018年间藏北高原暖湿化,藏南暖干化。全区站点平均升温速率高达0.54℃·（10 a）^-1;藏南降水略有减少而藏北降水增加;2）日照时数和风速普遍显著下降,但风速在2002年左右停止下降,2010年以后有所回升;3）在快速升温下,西藏地区冰川快速退缩,其中以藏东南地区和念青唐古拉山的退缩幅度最大,冰川最大减薄速率可达8.0 m·（10 a）^-1;多年冻土所占面积约43%,但稳定性较弱,退化严重。冰川退缩和冻土退化在短期内对河流径流有所贡献。因此,过去40 a西藏太阳能和风能减少,水能因冰川冻土变化的贡献有所增加,但预测水能的未来变化比较困难。     

Projected Shifts in Kppen Climate Zones over China and Their Temporal Evolution in CMIP5 Multi-Model Simulations

Previous studies have examined the projected climate types in China by 2100. This study identified the emergence time of climate shifts at a 1?scale over China from 1990 to 2100 and investigated the temporal evolution of K o¨ppen–Geiger climate classifications computed from CMIP5 multi-model outputs. Climate shifts were detected in transition regions(7%–8% of China's land area) by 2010, including rapid replacement of mixed forest(Dwb) by deciduous forest(Dwa) over Northeast China, strong shrinkage of alpine climate type(ET) on the Tibetan Plateau, weak northward expansion of subtropical winterdry climate(Cwa) over Southeast China, and contraction of oceanic climate(Cwb) in Southwest China. Under all future RCP(Representative Concentration Pathway) scenarios, the reduction of Dwb in Northeast China and ET on the Tibetan Plateau was projected to accelerate substantially during 2010–30, and half of the total area occupied by ET in 1990 was projected to be redistributed by 2040. Under the most severe scenario(RCP8.5), sub-polar continental winter dry climate over Northeast China would disappear by 2040–50, ET on the Tibetan Plateau would disappear by 2070, and the climate types in 35.9%and 50.8% of China's land area would change by 2050 and 2100, respectively. The results presented in this paper indicate imperative impacts of anthropogenic climate change on China's ecoregions in future decades.     

青藏高原三江源地区近60a气候与极端气候变化特征分析

青藏高原三江源地区正在面临着以"变暖变湿"为主的气候变化，是气候变化的显著区与敏感区。基于中国气象局位于三江源地区20个地面台站的气温、降水数据以及HadCRUT4（Climatic Research Unit land-surface air temperature-4 dataset and the Hadley Centre sea-surface temperature dataset，Hadley Centre，UK）气温、PREC（Precipitation Reconstruction，National Oceanic and Atmospheric Administration，USA）降水资料，从气候要素空间格局、极端气候指标以及区域-全球平均多年变化对比等3个方面系统总结了三江源地区1961-2019年气候和极端气候变化的特征。结果显示，三江源区域在过去近60 a里平均增暖速率为0.37℃/（10 a），是全球平均水平（0.16℃/（10 a））的2倍以上，同时大幅高于全球同纬度（0.19℃/（10 a））及中国区域（0.28℃/（10 a））。在全球变暖背景下，三江源地区大部分极端气候指标上升，其中以夜间最低气温的上升（0.55℃/（10 a））最为显著，且极端高温事件的出现频率上升，区域日温差减小、气温变化极端性增强。三江源近60 a温湿气候态的空间格局为沿西北-东南方向的正温湿梯度，其变化趋势存在自西向东速率上升的暖湿化空间分异特征。本文的研究结论进一步揭示了三江源地区近60 a气候变化与极端气候的时空格局，为三江源地区气候系统和生态系统的脆弱性研究以及未来气候变化预估提供了科学依据，同时也为气候变化敏感的高寒地区对全球变暖的响应研究提供了对比案例。     

基于CMIP6多模式的长江流域蒸散发预估及影响因素

蒸散发是水文循环和能量传输的中间环节,同时也是联结土壤、植被、大气过程的纽带。基于第六次国际耦合模式比较计划（CMIP6）12个全球气候模式数据,研究了SSP1-2.6、SSP2-4.5和SSP5-8.5三种情景下,长江流域2020-2099年实际蒸散发E_T（Evapotranspiration,简称ET）的时空变化及其影响因素。研究结果表明,在3种气候变化情景下长江流域ET相较基准期（1995-2014年）均存在显著增加趋势,且长江中下游地区增加趋势最为显著;SSP1-2.6情景ET较基准期先快速增加,21世纪60年代之后减缓并趋于平稳,SSP2-4.5和SSP5-8.5情景下均呈持续增加趋势。研究了降水（Precipitation,简称Pr）、气温（Air Temperature,简称T）和叶面积指数L_AI（Leaf Area Index,简称LAI）对长江流域ET的影响;SSP1-2.6和SSP2-4.5情景下,长江流域ET受T影响最为显著,而SSP5-8.5情景下,LAI是影响ET的主导因素。在3种气候情景下,辐射强迫越大,植被增加趋势越显著,对ET的影响越强（SSP5-8.5、SSP2-4.5、SSP1-2.6情景下影响逐渐减弱）,而ET对LAI的敏感性则逐渐降低（SSP1-2.6、SSP2-4.5、SSP5-8.5情景下敏感性逐渐降低）。     

气候变化背景下中国陆地水循环时空演变

水循环是气候系统各子系统相互作用过程中一个最活跃的枢纽,受气候变化影响显著。本文采用观测和多套再分析数据,系统分析了1979年以来中国及各大流域大气水汽含量、降水、蒸散发和地表径流等水循环要素年际变化。研究发现,1979-2018年,中国陆地整层大气水汽含量和水汽收支呈显著上升趋势;水汽收支除在松花江和西南诸河略有下降,其余流域均呈上升趋势;降水除西北诸河流域呈现显著上升趋势外,其余流域变化不显著;蒸散发整体呈微弱增加,但南方大部流域呈现显著的减小趋势;除西北诸河径流显著上升趋势外,北方大部分流域地表径流呈现减少趋势,而南方流域的径流变化趋势复杂多样。相对1979-2000年,21世纪以来中国年平均气温上升约0.63℃,年降水量、大气水汽含量分别增加0.5%和1.2%,水汽总输入和输出量均减小,降水再循环率增加10.9%。进入21世纪,中国陆地水资源一级分区内循环均较前20 a活跃,降水再循环率除松花江和辽河流域外,均有所增加。其中,海河、黄河、淮河和西北诸河流域的水汽和蒸发形成的降水都有所增加;辽河流域蒸发形成的降水有所增加,但输入水汽减少导致流域降水减少最多;松花江、长江、珠江和西南诸河流域蒸发形成的降水增加,输入水汽减少导致降水略有减少;东南诸河蒸发形成的降水略有增加,但整体变化不大。     

澜沧江-湄公河流域径流与气候因子变化的季节差异特征研究

根据DELWARE温度和降水数据、GLDAS蒸散发数据和湄公河干流9个水文站的实测径流,采用回归分析、均值T检验和低通滤波,分析了该流域气候和径流在1950-2017年间的变化情况,经分析表明流域内气候和径流在研究时段内有较大变化,而且在不同的月份呈现不同的变化特征。流域年平均温度整体呈增加趋势,2008年后的平均温度相对2008年前平均温度有显著增加;流域年平均降水的变化幅度不大;流域平均蒸散发在12月-次年2月呈下降趋势,其他月份呈增加趋势,2008-2017年月平均蒸散发与1950-2007年月平均蒸散发相比大幅提升,尤其是在6-10月;湄公河流域年径流没有显著变化,但径流在12月-次年4月呈上升趋势,7-10月呈下降趋势,其中,上升趋势比下降趋势显著,1-4月径流上升趋势在2008年之后更为显著;最小径流在2008年后有显著增加趋势,最大径流在2008年后呈下降趋势;年流量逆转次数自20世纪90年代起有明显升高趋势。通过比较温度、降水、蒸散发和径流在不同时间段的变化情况,可以看出径流在2008年后变化趋势和气候自然变化关系不显著,但可能跟大坝蓄水能力显著提高等人为活动有较大关系。     

青藏高原及其周边地区降水的水汽来源变化研究进展

近几十年来,随着全球气候变暖,青藏高原降水整体呈现增加趋势,气候暖湿化趋势明显;与此同时,位于青藏高原东南缘的中国西南地区整体上呈现暖干化趋势,干旱事件频发。探讨青藏高原及其周边地区降水的水汽来源变化、揭示降水趋势性变化的原因已经成为当前研究热点。本文评述了近年来青藏高原降水的水汽来源研究,重点关注青藏高原变湿、西南地区变干的水汽来源变化原因以及青藏高原南北水汽来源差异,讨论了尚未解决的科学问题,展望了未来研究方向。现有研究表明,青藏高原以西的西风带控制区蒸散发贡献的水汽整体呈现减少趋势,青藏高原以南和以东的季风控制区蒸散发贡献的水汽整体呈现增加趋势,上述水汽源区贡献变化导致了青藏高原及其周边不同区域降水趋势性变化的差异。展望未来,水汽来源分析的模型和数据需要进一步验证及减少不确定性,青藏高原下垫面和蒸散发变化对周边地区降水的影响机制研究有待加强,全球变化与青藏高原降水水汽来源变化的关系尚需深入分析。     

天气和气候极端事件的变化及其与全球变暖的联系——纪念2002年世界气象日“减低对天气和气候极端事件的脆弱性”

2002年3月23日世界气象日的主题是“减低天气和气候极端事件的脆弱性”。针对这个主题,作者对以下四方面问题作了阐述：（1）天气与气候极端事件以及脆弱性的定义;（2）近百年来全球天气与气候极端事件的变化及其与全球气候变化的关系;（3）未来天气与气候极端事件及其影响的预测;（4）天气与气候极端事件的适应与减缓对策。由于篇幅有限,未介绍中国在这方面的研究。     

区域气候模拟研究及其应用进展

区域气候模拟研究在过去十几年里取得了显著的进步。经过广泛的发展和不断的检验,区域气候模式现在已经成为气候研究和业务预报的重要工具。目前已经发表了很多令人鼓舞的结果,其中包括过去极端气候事件的模拟,当前气候发展演变和未来气候变化的预测,特别是对月和季节尺度气候的模拟与预测。通过对高分辨率和动力连续的区域气候模式结果的分析,人们对于周-季节时间尺度的各种物理过程,包括陆面和水文过程、边界层、云和降水、云-辐射相互作用的认识也在不断的深入。然而,区域气候是多尺度扰动(如中尺度、天气尺度、行星尺度扰动)和多圈层系统(如大气圈、生物圈、水圈、冰雪圈、陆面)相互作用的结果,同时物理过程本身具有不确定性,人们对一些复杂的物理过程,特别是土壤湿度作用以及云-气候反馈过程也缺乏深刻的理解,因此该领域的研究还面临着很多挑战。作者重点总结并评述了区域气候模式对现在和未来区域气候模拟、极端天气和气候事件模拟、物理过程研究、短期气候预测几方面应用的研究进展,最后讨论了区域气候模式发展在上述各方面,特别是周-次季节时间尺度区域天气和气候的模拟与预测所面临的挑战和应用前景。