黄土高原1901-2100年气候变化及趋势研究

发布时间：2020-05-17 00:09

【摘要】：黄土高原是气候变化敏感区和生态环境脆弱带,全球气候变化已对该区生态环境与经济产生了深远影响。因此,系统分析黄土高原历史与未来时期的气候变化趋势,对该区应对全球气候变化制定适应性策略具有非常重要的意义。本文以黄土高原为研究区,采用Delta法对CMIP5发布的CRU和GCMs网格气候数据集(0.5°)进行空间降尺度,并借助研究区内外113个气象站点的观测资料对降尺度数据集进行评估、筛选,获取了该区1901-2100年高空间分辨率(约1 km)的温度和降水数据集。之后,运用距平、Mann-Kendall趋势检验和Sen's斜率估计等方法,分析了黄土高原1901-2100年气候年际、四季的时空变化和趋势。本研究旨在为黄土高原在制定应对全球气候变化策略时,提供理论依据和科学指导。研究主要得到了如下结论:(1)使用Delta法将0.5°网格分辨率的气象数据降尺度到分辨率为1 km的网格上是可行的,其中月均温降尺度结果整体比月降水量降尺度结果好。所用四种插值方法中双线性插值法处理的降尺度结果精度更高,最适合模拟黄土高原未来时期月均温和月降水量降尺度的气候模式分别是NorESM1-M和GFDL-ESM2M模式。(2)1901-2014年黄土高原的年均温以0.1℃/10年的速率显著上升,降水量年际变化趋势不显著。与气候平均值相比,20世纪60年代为相对湿冷期,80年代以后为相对干暖期。年均温在西部以外地区(面积占91.30%)以0.02~0.17℃/10年的速率由西南向东北显著上升,年降水量在西部地区(面积占3.05%)以0.24~3.52 mm/10年的速率显著增加。(3)1901-2014年黄土高原季均温中只有夏季无显著趋势,其余季节均呈显著上升趋势,季降水量均无显著趋势。1901-1919年为四季气温的偏冷期,进入21世纪四季普遍升温,季降水量无明显上升或下降趋势。季均温和降水量的趋势在空间分布上具有很大差异,四季中冬季变暖的平均速率最大,降水减少的平均速率最小。(4)2015-2100年黄土高原的年均温在3种RCP情景下(即RCP2.6,RCP4.5和RCP8.5)均呈显著上升趋势,而年降水量均无显著趋势。3种情景下,年均温和年降水量在21世纪初期、中期和末期与气候平均值相比均是增加的,且RCP8.5情景下年均温和年降水量的变化幅度均是最大的。年均温在3种情景下达到显著趋势的区域均呈上升趋势,年降水量只在RCP2.6情景下无显著趋势的区域,其余两种情景下达到显著趋势的区域均呈上升趋势,且具有明显的空间差异性。(5)2015-2100年黄土高原季均温中除了RCP2.6情景下的春季、秋季无显著趋势,其余情景下季均温均呈显著上升趋势,同一情景下冬季上升速率最快。季降水量只有RCP4.5和RCP8.5情景下的春季呈显著上升趋势,其余排放情景下季降水量均无显著趋势。3种RCP情景下(即RCP2.6,RCP4.5和RCP8.5),季均温在21世纪初期、中期和末期相比于气候平均值均是增加的,降水量只在春季均是增加的,RCP8.5情景下冬季均温和降水量的变化幅度均最大。3种情景下,季均温和降水量的趋势在空间分布上具有很大差异,RCP8.5情景下冬季增暖的平均速率在四季中最大。(6)2071-2100年整个黄土高原地区的年均温和季均温在3种RCP情景下(即RCP2.6,RCP4.5和RCP8.5)均升温了。年降水量只有在RCP4.5和RCP8.5情景下增加区域为整个黄土高原,RCP2.6情景下增加区域为陕西、山西部分地区和内蒙古包头以外区域(面积占79.74%),季降水量的变化在空间分布上具有很大差异。3种情景下,季均温和降水量均在RCP8.5情景下的增加幅度最大;同种情景下,春季和冬季降水量的增加速率最大,增加区域的面积也最大;与历史时期相比,临河、惠农和陶乐这些地区在21世纪末期的冬季均将会产生降水。
【学位授予单位】：西北农林科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：P467

【参考文献】