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Arid
DOI10.27248/d.cnki.gnjqc.2021.000373
北方旱区干湿变化及未来气候分区演变研究
梁传壮
出版年2021
学位类型硕士
学位授予单位南京信息工程大学
中文摘要干湿变化是全球气候变化研究中的关键问题,然而长期的干湿变化趋势研究仍存在着较大的不确定性。北方旱区(包括干旱区以及半干旱区)是我国重要的生态恢复区和生态工程建设区,该区域的气候演变特征及其干湿变化研究具有重要意义。因此本文选择基于生态地理区划的我国北方旱区作为研究区域。本文拟选择基于站点观测格点化的气温、降水与潜在蒸散发数据和GLEAM模拟的表层和根区土壤湿度数据,帕尔默干旱指数(PDSI)、自矫正帕尔默干旱指数(sc PDSI)以及标准降水蒸散指数(SPEI)的1月、6月和12月时间尺度的干旱指数,基于多个指数的结果的共性特征获取了1982-2012年该区域的干湿变化。同时本文采用不同降水数据驱动的干旱指数,对区域干湿变化进行比较分析,探究了降水数据差异对干湿变化研究的影响。气候干湿变化达到一定程度会导致气候分区的变化,探究北方旱区未来气候分区如何变化具有重要的意义,因此本文基于CMIP6多模式集合结果分析研究区21世纪中期和末期基于柯本气候分类的各气候区的气候演变趋势。主要结论有:(1)在1982-2012年间,我国北方旱区气温以及潜在蒸散发均呈上升趋势,降水以及土壤湿度也为上升趋势;干旱指数中的PDSI、sc PDSI在整个研究区上呈现下降趋势,而SPEI01、SPEI06和SPEI12则呈现上升趋势。然而,从空间分布特征来看,基于各指数均得到研究区东部变干西部变湿的变化特征。在半干旱区,降水、表层土壤湿度和根区土壤湿度以及各干旱指数均显著下降,即一致性的变干趋势。而在干旱区各指数均呈现显著上升趋势,即一致的变湿趋势。由此表明,尽管各指数本身存在差异,但是各指数均显示北方旱区半干旱区变干而干旱区变湿。(2)基于CMA降水数据,验证了CRU降水数据在我国北方旱区存在适用性问题。从多年平均值来看,CMA降水数据的空间差异性特征更强。两套降水数据均显示北方旱区降水存在显著上升趋势,但CMA降水数据中的上升趋势较CRU结果更强。从干湿变化的空间分布来看,在基于CMA降水数据计算的各时间尺度SPEI指数随时间的变化结果中,北方旱区变湿区域大于基于CRU数据计算的结果,而变干区域小于基于CRU数据的计算结果。从时间演变规律来看,基于不同降水数据集计算的各尺度SPEI的波动特征与变化趋势基本一致,但其数值存在显著差异,具体表现为基于CMA降水数据集计算的各SPEI01、SPEI06、SPEI12的多年变化趋势数值均大于基于CRU降水数据集计算的SPEI01、SPEI06、SPEI12多年变化趋势。(3)CMIP6多模式集合平均结果能够合理重现历史时期北方旱区多年平均降水和气温的空间分布特征以及柯本气候分区。CMA观测数据表明1982-2012年天山山脉附近以及半干旱区的降水量明显高于研究区的其他区域,气温空间分布则较为一致,仅在天山山脉附近以及半干旱的北部年均气温较低,其他区域温度在7℃以上,同时期的CMIP6多模式集合平均结果也与其一致。在SSP2-4.5和SSP5-8.5情景下,21世纪的中期和末期该区域的干旱气候带占比仍然达到60%以上。随着未来全球气温不断上升,冷性干旱气候带逐渐向热性干旱转化,冷温气候带中的温夏气候逐渐向热夏气候转化,冷夏气候向温夏气候转化。
中文关键词干湿变化 ; 北方旱区 ; 多干旱指数 ; 柯本气候分类
语种中文
国家中国
中图法分类号P467
资源类型学位论文
条目标识符http://119.78.100.177/qdio/handle/2XILL650/373143
作者单位南京信息工程大学
推荐引用方式
GB/T 7714		 梁传壮. 北方旱区干湿变化及未来气候分区演变研究[D]. 南京信息工程大学,2021.
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