长江流域资源与环境 >> 2017, Vol. 26 >> Issue (06): 937-944.doi: 10.11870/cjlyzyyhj201706016

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利用高分辨率气候模式对湖北未来气候变化的模拟与预估

邓婷1, 王润1,2, 姜彤3, 黄金龙4,5, 方晓1, 刘润1   

  1. 1. 湖北大学资源环境学院, 湖北 武汉 430062;
    2. 区域开发与环境响应湖北省重点实验室, 湖北 武汉 430062;
    3. 中国气象局国家气候中心, 北京 100081;
    4. 中国科学院 新疆生态与地理研究所荒漠与绿洲生态国家重点实验室, 新疆 乌鲁木齐 830011;
    5. 中国科学院大学, 北京 100049
  • 收稿日期:2016-10-17 修回日期:2017-01-12 出版日期:2017-06-20
  • 通讯作者: 王润,E-mail:rwang@iue.ac.cn E-mail:rwang@iue.ac.cn
  • 作者简介:邓婷(1992~),女,硕士研究生,主要从事区域可持续方面研究.E-mail:dengting@student.hubu.edu.cn
  • 基金资助:
    湖北省"楚天学者"计划项目特别支持

SIMULATION AND PROJECTION OF FUTURE CLIMATE CHANGE IN HUBEI PROVINCE USING HIGH-RESOLUTION REGIONAL CLIMATE MODEL

DENG Ting1, WANG Run1,2, JIANG Tong3, HUANG Jin-long4,5, FANG Xiao1, LIU Run1   

  1. 1. College of Resources and Environment, Hubei University, Wuhan 430062, China;
    2. Hubei Key Laboratory of Regional Development and Environmental Response, Wuhan 430062, China;
    3. National Climate Center, China Meteorological Administration, Beijing 100081, China;
    4. State Key Laboratory of Desert and Oasis Ecology, Xinjiang Institute of Ecology and Geography, Chinese Academy of Sciences, Urumqi 830011, China;
    5. University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
  • Received:2016-10-17 Revised:2017-01-12 Online:2017-06-20
  • Supported by:
    CHUTIAN Scholarshop Program

摘要: 利用高分辨率区域气候模式CCLM对湖北省降水和气温的模拟数据,对比分析了基准期(1961~2005年)的模拟结果和同期CN05.1的观测数据,并对RCP4.5情景下的未来(2006~2050年)气候进行了年尺度和季节尺度的预估。结果表明:(1) CCLM区域气候模式较好地模拟了湖北气温的演变趋势及其空间分布格局,对降水的时空波动模拟与同期CN05.1在降水时空变化上的匹配度较弱;(2) RCP4.5情景下,2006~2050年湖北TTminTmax呈上升趋势。四季气温呈一致上升的趋势,冬季的上升速度最快,对年尺度上TTminTmax上升的趋势贡献最大。(3) RCP4.5情景下,2006~2050年湖北TTminTmax呈全区一致上升的格局。其中增幅最大的区域均集中于汉江湖北段北部。春季TTminTmax增温大值区位于西北山地区;夏季中部平原区TTminTmax相较于其他区域增幅较大;秋季西南山地区TTmax较其他区域增温较高,Tmin的增温大值区位于汉江湖北段北部;冬季鄂东南丘陵T相较于其他区域增幅较大,汉江湖北段北部Tmin增温较大,西南山地Tmax增温较大。

关键词: 气候模式, CCLM, RCP4.5, 模拟与预估, 湖北

Abstract: Based on the comparative analysis between the simulation data from the high-resolution regional climate model (CCLM) and the CN05.1 data based on the observation in the reference period (1961–2005), we conducted projections on future climate change under the scenario of RCP4.5 at both annual and seasonal scales for the Hubei Province. The results showed:(1)CCLM presented a satisfactory simulation performance on the changing trend of temperature and its spatial distribution pattern, but was not matched very well with the CN05.1 observation precipitation data. (2)Under the RCP4.5, from 2006 to 2050, T, Tmin and Tmax in Hubei Province show a rising trend. The temperature is projected to be rising in all four seasons, while the winter has the fastest increase and the greatest contribution to the rise of annual T, Tmin as well as Tmax. (3)Under the RCP4.5, in the period of 2006–2050, T, Tmin and Tmax will increase in the whole region compared to the reference period. The region with the high increase of temperature is located in the northern part of Hubei section of Han River. In spring, the regions with high increase of temperature are located in northwestern mountain area. In summer, the increase of T, Tmin and Tmax in the middle plain region is higher than other regions. In fall, the increase of T and Tmax in southwestern mountain region is higher than that in other regions. The regions with high increase of Tmin are located in the northern part of Hubei section of Han River. In winter, the increase of T in hilly regions of southeastern Hubei is higher than that in other regions, the same for the Tmin in north part of north section of Han River and Tmax in southwestern mountain region.

Key words: climate model, CCLM, RCP4.5, simulation and projection, Hubei Province

中图分类号: 

  • P463
[1] 姜 彤, 李修仓, 巢清尘, 等. 《气候变化2014:影响、适应和脆弱性》的主要结论和新认知[J]. 气候变化研究进展, 2014, 10(3):157-166.[JIANG T, LI X C, CHAO Q C, et al. Highlights and understanding of climate change 2014:impacts, adaptation, and vulnerability[J]. Progressus Inquisitiones de Mutatione Climatis, 2014, 10(3):157-166.]
[2] LI C B, QI J G, YANG L S, et al. Regional vegetation dynamics and its response to climate change-a case study in the Tao River Basin in Northwestern China[J]. Environmental Research Letters, 2014, 9(12):125003.
[3] IPCC. Climate Change 2013:The physical science basis. Contribution of working groupⅠto the Fifth assessment report of the intergovernmental panel on climate change[R]. Cambridge, United Kingdom and New York, USA:Cambridge University Press, 2013:89.
[4] 刘鸿波, 张大林, 王 斌. 区域气候模拟研究及其应用进展[J]. 气候与环境研究, 2006, 11(5):649-668.[LIU H B, ZHANG D L, WANG B. Recent advances in regional climate modeling and applications[J]. Climatic and Environmental Research, 2006, 11(5):649-668.]
[5] 钟 军, 苏布达, 翟建青, 等. 中国日降水的分布特征和未来变化[J]. 气候变化研究进展, 2013, 9(2):89-95.[ZHONG J, SU B D, ZHAI J Q, et al. Distribution characteristics and future trends of daily precipitation in China[J]. Progressus Inquisitiones de Mutatione Climatis, 2013, 9(2):89-95.]
[6] 陶 辉, 黄金龙, 翟建青, 等. 长江流域气候变化高分辨率模拟与RCP4.5情景下的预估[J]. 气候变化研究进展, 2013, 9(4):246-251.[TAO H, HUANG J L, ZHAI J Q, et al. Simulation and projection of climate changes under the RCP4.5 scenario in the Yangtze River Basin based on CCLM[J]. Progressus Inquisitiones de Mutatione Climatis, 2013, 9(4):246-251.]
[7] 高 超, 张正涛, 陈 实, 等. RCP4.5情景下淮河流域气候变化的高分辨率模拟[J]. 地理研究, 2014, 33(3):467-477.[GAO C, ZHANG Z T, CHEN S, et al. The high-resolution simulation of climate change model under RCP4.5 scenarios in the Huaihe River Basin[J]. Geographical Research, 2014, 33(3):467-477.]
[8] FISCHER T, MENZ C, SU B D, et al. Simulated and projected climate extremes in the Zhujiang River Basin, South China, using the regional climate model COSMO-CLM[J]. International Journal of Climatology, 2013, 33(14):2988-3001.
[9] 黄金龙, 陶 辉, 苏布达, 等. 塔里木河流域极端气候事件模拟与RCP4.5情景下的预估研究[J]. 干旱区地理, 2014, 37(3):490-498.[HUANG J L, TAO H, SU B D, et al. Simulation of climate extreme events in the Tarim River Basin and projection under the RCP4.5 scenario[J]. Arid Land Geography, 2014, 37(3):490-498.]
[10] 朱娴韵, 苏布达, 黄金龙, 等. 云南气候变化高分辨率模拟与RCP4.5情景预估[J]. 长江流域资源与环境, 2015, 24(3):476-481.[ZHU X Y, SU B D, HUANG J L, et al. Simulation of climatic change in Yunnan Province and RCP4.5 scenario projected trend by CCLM[J]. Resources and Environment in the Yangtze Basin, 2015, 24(3):476-481.]
[11] 潘家华, 赵行姝, 陈正洪, 等. 湖北省应对气候变化的方案分析与政策含义[J]. 气候变化研究进展, 2008, 4(5):309-314.[PAN J H, ZHAO X S, CHEN Z H, et al. Provincial climate change program:Hubei case study and its policy implications[J]. Advances in Climate Change Research, 2008, 4(5):309-314.]
[12] 许自成, 黎妍妍, 毕庆文, 等. 湖北烟区烤烟气候适生性评价及与国外烟区的相似性分析[J]. 生态学报, 2008, 28(8):3832-3838.[XU Z C, LI Y Y, BI Q W, et al. Evaluation on climatic feasibility of tobacco-growing areas in Hubei and its similarity to that of foreign tobacco-growing area[J]. Acta Ecologica Sinica, 2008, 28(8):3832-3838.]
[13] 李晓冬, 杜 耘, 吴胜军, 等. 湖北作物气候生产力演变及其对气候变化的响应[J]. 农业系统科学与综合研究, 2009, 25(3):294-298.[LI X D, DU Y, WU S J, et al. Evolvement and effects of climate-productivity on climate change in Hubei Province[J]. System Sciences and Comprehensive Studies in Agriculture, 2009, 25(3):294-298.]
[14] 易灵伟, 杨爱萍, 刘文英, 等. 湖北中稻气候适宜度指标构建及其对产量影响的定量评估与应用[J]. 中国农学通报, 2015, 31(23):109-115.[YI L W, YANG A P, LIU W Y, et al. Index construction of climatic suitability on middle-season rice in Hubei Province and quantitative evaluation and application of its effect on yield[J]. Chinese Agricultural Science Bulletin, 2015, 31(23):109-115.]
[15] 冯 明, 纪昌明, 王丽萍, 等. 气候变化及其对湖北长江水文水资源的影响[J]. 武汉大学学报(工学版), 2006, 39(1):1-5, 25.[FENG M, JI C M, WANG L P, et al. Study on impact of climatic change on hydrology and water resources of Yangtze River reaches in Hubei Province[J]. Engineering Journal of Wuhan University, 2006, 39(1):1-5, 25.]
[16] 王绍武, 罗 勇, 赵宗慈, 等. 新一代温室气体排放情景[J]. 气候变化研究进展, 2012, 8(4):305-307.[WANG S W, LUO Y, ZHAO Z C, et al. New generation of scenarios of greenhouse gas emission[J]. Progressus Inquisitiones de Mutatione Climatis, 2012, 8(4):305-307.]
[17] 吴 佳, 高学杰. 一套格点化的中国区域逐日观测资料及与其它资料的对比[J]. 地球物理学报, 2013, 56(4):1102-1111.[WU J, GAO X J. A gridded daily observation dataset over China region and comparison with the other datasets[J]. Chinese Journal of Geophysics, 2013, 56(4):1102-1111.]
[18] 汪高明. 湖北省近47年气温和降水气候特征分析[D]. 兰州:兰州大学硕士学位论文, 2009.[WANG G M. Analysis on climatic characteristics of temperature and precipitation in Hubei Province in recent 47 years[D]. Lanzhou:Master Dissertation of Lanzhou University, 2009.]
[1] 刘俸霞, 王艳君, 赵晶, 陈雪, 姜彤. 全球升温1.5℃与2.0℃情景下长江中下游地区极端降水的变化特征[J]. 长江流域资源与环境, 2017, 26(05): 778-788.
[2] 王毅, 陆玉麒, 丁正山, 余茂军, 车冰清. 基于PDI指数的湖北省县域经济差异的方向及成因[J]. 长江流域资源与环境, 2016, 25(11): 1663-1671.
[3] 敖荣军, 蒋亮, 张涛, 刘巧玉. 湖北省县域迁入人口的空间格局及影响因素[J]. 长江流域资源与环境, 2016, 25(11): 1672-1678.
[4] 江松颖, 刘颖, 万晶. 湖北省粮食生产的时空特征演变研究——基于耕地因素分解的视角[J]. 长江流域资源与环境, 2016, 25(09): 1339-1346.
[5] 田玲玲, 罗静, 董莹, 刘和涛, 曾菊新. 湖北省生态足迹和生态承载力时空动态研究[J]. 长江流域资源与环境, 2016, 25(02): 316-325.
[6] 马才学, 赵利利, 柯新利. 湖北省耕地非农化压力的时空演变格局[J]. 长江流域资源与环境, 2016, 25(01): 71-78.
[7] 施媛媛, 李仁东, 徐兴建, 邱娟, 刘可群, 常变蓉, 易凤佳. 1980年来湖北省钉螺分布区域及其数量的消长分析[J]. 长江流域资源与环境, 2015, 24(10): 1744-1750.
[8] 赵林, 于家烁, 薄岩, 杨娇, 李汉青. 基于SPEI的湖北省近52年干旱时空格局变化[J]. 长江流域资源与环境, 2015, 24(07): 1230-1237.
[9] 龚胜生, 陈丹阳, 张涛. 1982~2010年湖北省人口分布格局变迁及其影响因素[J]. 长江流域资源与环境, 2015, 24(05): 728-734.
[10] 宋 敏,张安录.  湖北省农地资源正外部性价值量估算——基于对农地社会与生态之功能和价值分类的分析[J]. 长江流域资源与环境, 2009, 18(4): 314-.
[11] 陈正洪,史瑞琴,李 兰. 湖北省2008年初低温雨雪冰冻灾害特点及影响分析[J]. 长江流域资源与环境, 2008, 17(4): 639-639.
[12] 胡贤辉,张 霞,杨钢桥. 湖北省土地利用结构变化及其驱动机制分析[J]. 长江流域资源与环境, 2008, 17(1): 43-43.
[13] 孙芳蒂|庞小平,牛继强,. 基于模糊综合评判的土地持续利用研究——以湖北省为例[J]. 长江流域资源与环境, 2006, 15(Sup1): 32-36.
[14] 胡鸿兴,康洪莉,贡国鸿,朱觅辉5,郑文勤5,吴法清,何定富,李振文,耿 栋5. 湖北省湿地冬季水鸟多样性研究[J]. 长江流域资源与环境, 2005, 14(4): 422-428.
[15] 隋晓丽, 李仁东 , 朱超洪. 湖北省土地利用变化格局的区域分异研究[J]. 长江流域资源与环境, 2005, 14(1): 55-59.
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[1] 许峰, 祁士华, 高媛, 邢新丽. 绵阳市代表性点位土壤多环芳烃剖面分布特征[J]. 长江流域资源与环境, 2009, 18(2): 192 .
[2] 陶建平,雷海章. 长江中游平原农业水灾风险管理的制度建设[J]. 长江流域资源与环境, 2004, 13(6): 621 -625 .
[3] 郑明媚,李满春,毛 亮,黎韶光. GIS支持的县域人口迁移空间模型研究——以浙江省临安市为例[J]. 长江流域资源与环境, 2006, 15(3): 281 -286 .
[4] 王红丽,| 刘 健 | 况雪源. 四种再分析资料与长江中下游地区降水观测资料的对比研究[J]. 长江流域资源与环境, 2008, 17(5): 703 .
[5] 王云琦,王玉杰,朱金兆. 重庆缙云山典型林分林地土壤抗蚀性分析[J]. 长江流域资源与环境, 2005, 14(6): 775 -780 .
[6] 胡大伟,卞新民,许 泉. 基于ANN的土壤重金属分布和污染评价研究[J]. 长江流域资源与环境, 2006, 15(4): 475 -479 .
[7] 张洁| 张志斌| 孙欣欣. 云南省矿产资源开发利用中的主要环境问题[J]. 长江流域资源与环境, 2006, 15(Sup1): 61 -65 .
[8] 王里奥,黄 川,詹艳慧,袁 辉. 三峡库区消落带淹水—落干过程土壤磷吸附—解吸及释放研究[J]. 长江流域资源与环境, 2006, 15(5): 593 -597 .
[9] 邹小兵,曾 婷,TRINA MACKIE,肖尚友,夏之宁. 嘉陵江下游江段春季浮游藻类特征及污染现状[J]. 长江流域资源与环境, 2008, 17(4): 612 .
[10] 常青山,马祥庆,王志勇. 南方重金属矿区重金属的污染特征及评价[J]. 长江流域资源与环境, 2007, 16(3): 395 .