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基于CMIP5模式的开都-孔雀河流域未来气候变化预估研究

2020-12-24阅读(805)

基于CMIP5模式的开都-孔雀河流域未来气候变化预估研究

论文摘要

开都-孔雀河流域作为丝绸之路经济带的关键区,其发展对“一带一路”建设具有重要作用,正确认识开都-孔雀河流域未来气候变化对于流域的经济发展和生态文明建设以及水资源预测均具有重要意义。本文利用CN05.1数据和NEX-GDDP提供的21个CMIP5降尺度逐日最高、最低气温和日降水量格点数据,首先展开各个模式及EE、PM-EE、PLS和PM-PLS多模式集合平均模拟结果对历史气候变化趋势、突变及周期变化的模拟评估,进而预估20202050年开都-孔雀河流域在RCP4.5与RCP8.5情景下的气候变化,主要研究结果如下:（1）1961—2005年,流域最高气温的多年平均值整体在-0.921.5℃之间,最低气温在-13.56.5之间,并呈现出东南高西北低的空间分布规律,且45年来均呈显著增加趋势。最高气温的模拟中,大部分模式模拟结果的增长速率高于观测结果,而最低气温普遍偏小;对于流域的突变情况,仅有部分模式能够合理模拟出流域最高与最低气温的突变年份,择优前后,EE与PLS模拟的突变时间相差不大;在20世纪60年代,流域最高与最低气温均具有2-3年的周期变化,单个模式的周期分析中,对于最高气温的周期变化模拟结果较最低气温偏好。（2）45年来,流域降水量的多年平均值在13525mm范围内,且表现为从东南向西北逐渐增加的分布规律,各模拟结果均模拟出了所存在的空间特征;降水以6.53mm/10a的速率显著增加,各模拟结果既有增加趋势也有降少趋势;对于降水的突变,仅有CNRM-CM5与NorESM1-M这2个模式能够较为准确地模拟出降水的突变,PM-EE与PM-PLS集合平均结果能较好地模拟出突变年份;大部分模式均不能较好的模拟出流域降水的周期变化情况。（3）流域最高与最低气温在2020—2050两种排放情景下均呈显著增加趋势,且RCP8.5情景下增温速率均大于RCP4.5情景。两种情景下最高气温整体表现为平原区增温高于西北山区;而最低气温在RCP4.5情景下增温较大的区域主要位于流域的中部地区,RCP8.5表现为西北与东南地区增温较大。在RCP4.5情景下,流域最高气温将可能在2030年发生突变,于21世纪40年代分别存在46年左右的变化周期,最低气温突变时间较前者将晚3年,并于21世纪40年代存在45左右的周期变化;RCP8.5情景下,流域最高与最低气温发生突变的时间相同,均将可能在2033年,流域最高气温存在3年左右的变化周期,其发生在21世纪20年代,而最低气温于21世纪30—40年代存在34的周期变化。（4）流域2020—2050年,降水量在两种排放情景下均表现为减少趋势,并呈现出RCP8.5情景下的减少趋势大于RCP4.5,RCP4.5情景下流域降水量减少幅度由西北山区向东南荒漠区逐渐降低,RCP8.5情景下西北上游区降水量减少幅度较RCP4.5情景下相对偏小。RCP4.5情景下,降水量将可能在2022与2045年发生突变,降水量于21世纪30—40年代可能存在23年左右的变化周期;RCP8.5情景下,降水发生突变的时间将可能在2022和2045年,并在21世纪20—30年代可能存在34年的周期变化。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第一章 绪论
  •   1.1 研究背景与意义
  •   1.2 国内外研究进展
  •     1.2.1 全球气候模式对气候的模拟与预估研究进展
  •     1.2.2 多模式集合预报研究进展
  •     1.2.3 多模式统计降尺度集合预报研究进展
  •   1.3 研究内容与技术路线
  •     1.3.1 研究内容
  •     1.3.2 技术路线
  • 第二章 资料与方法
  •   2.1 研究区概况
  •   2.2 资料简介
  •     2.2.1 观测资料
  •     2.2.2 模式资料
  •   2.3 研究方法
  •     2.3.1 等权集合平均（EE）
  •     2.3.2 偏最小二乘法集合平均（PLS）
  •     2.3.3 泰勒图
  •     2.3.4 线性倾向估计
  •     2.3.5 气候突变检测
  •     2.3.6 连续小波变换（CWT）
  • 第三章 单个模式及多模式统计降尺度集合对气温的模拟评估
  •   3.1 较优模式的选择
  •   3.2 气温模拟效果评估
  •     3.2.1 基于泰勒图的模拟评估
  •     3.2.2 气温变化趋势模拟
  •     3.2.3 气温突变模拟
  •     3.2.4 气温周期变化模拟
  •     3.2.5 气温空间变化模拟
  • 第四章 单个模式及多模式统计降尺度集合对降水的模拟评估
  •   4.1 较优模式的选择
  •   4.2 降水模拟效果评估
  •     4.2.1 基于泰勒图的模拟评估
  •     4.2.2 降水变化趋势模拟
  •     4.2.3 降水突变模拟
  •     4.2.4 降水周期变化模拟
  •     4.2.5 降水空间变化模拟
  • 第五章 RCP情景下气温和降水的预估研究
  •   5.1 气温预估研究
  •     5.1.1 气温变化趋势预估
  •     5.1.2 气温突变预估
  •     5.1.3 气温周期变化预估
  •     5.1.4 气温空间变化预估
  •   5.2 降水预估研究
  •     5.2.1 降水变化趋势预估
  •     5.2.2 降水突变预估
  •     5.2.3 降水周期变化预估
  •     5.2.4 降水空间变化预估
  • 第六章 结论与展望
  •   6.1 主要结论
  •   6.2 展望
  • 参考文献
  • 硕士期间发表论文及参与课题项目
  • 致谢

    • 文章来源

    类型: 硕士论文

    作者: 李晓菲

    导师: 徐长春

    关键词: 模式评估,多模式集合,未来气候变化,开都孔雀河流域

    来源: 新疆大学

    年度: 2019

    分类: 基础科学

    专业: 气象学

    单位: 新疆大学

    分类号: P467

    总页数: 67

    文件大小: 2932K

    下载量: 157

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