【摘 要】
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在全球气候变化影响下,部分地区降水变化剧烈,极端水文气候事件频发,使得水资源分布不均、短缺问题加剧,并对生态系统以及社会经济发展产生了较大影响,大范围区域气候因子变化对降水量产生了怎样的影响?影响程度如何?以及影响的时空变化规律是什么?是目前应对气候变化、应对水资源问题中需要开展的重要基础研究内容。中国地区范围广,包含多种气候类型和地形地貌,水文气候变化典型,开展气候因子对降水量的影响研究具有一定
【基金项目】
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国家自然科学基金(51869016); 内蒙古自然科学基金(2020MS05054); 内蒙古自治区“草原英才”工程;
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在全球气候变化影响下,部分地区降水变化剧烈,极端水文气候事件频发,使得水资源分布不均、短缺问题加剧,并对生态系统以及社会经济发展产生了较大影响,大范围区域气候因子变化对降水量产生了怎样的影响?影响程度如何?以及影响的时空变化规律是什么?是目前应对气候变化、应对水资源问题中需要开展的重要基础研究内容。中国地区范围广,包含多种气候类型和地形地貌,水文气候变化典型,开展气候因子对降水量的影响研究具有一定的代表性。本文以中国陆地地区为研究区,基于研究区气象站点降水量年(月)数据、太平洋年代际振荡(PDO)、大西洋年代际振荡(AMO)、大气压(AP)、风速(WS)等10个气候因子年(月)数据以及8个CMIP6气候系统模式输出的年(月)降水量数据,采用偏冗余分析、EOF分解等方法,开展了气候因子对降水量的影响研究。主要结论如下:1、年、季节的PDO、多元ENSO指数(MEI)在1951~2018年发生了3次正负区域交替,AMO、太阳总辐射(SR)发生2次,北极涛动(AO)、全球年际CO2辐射强迫(CO2)、全球年际温室气体总辐射强迫(AGG)为负→正,WS、AP、相对湿度(RH)呈下降趋势;空间上AP与海拔成反比,西南低、东部高,WS由北向南递减,RH由西北向东南递减。年降水量呈东南至西北阶梯递减分布,在地势二、三阶梯分界线附近下降显著;季节多年降水量、变化剧烈程度空间分布与年一致,春季长江中下游至沿海地区降水量呈下降趋势;夏季降水量变化趋势、突变年份与年际一致;秋季西北地区降水量突变晚、周期长;冬季降水量在华东地区微弱上升趋势。2、中国年降水量与PDO、MEI、AMO等在时间上具有年际振荡反向性或同向性变化关系,与风速、大气压还存在趋势同向性与反向性周期交替变化。各气候因子对中国年降水量的影响空间差异大,年降水量与AMO、MEI整体相关性较好,PDO、AGG主要影响中国西部地区降水量;25N°以北地区降水量与SR、AO相关性好;AP、WS分别主要影响东北、华北和西部地区降水量,RH则主要影响25N°以南地区降水量,CO2对降水量影响最小。3、春季降水量与AGG、CO2、RH整体相关性好,与AMO、SR、WS、AP在东北、华北、西北和西南中西部地区相关性好,MEI、AO主要影响西南中西部地区的春季降水量;西北北部夏季降水量与AMO、PDO相关性显著,AO主要影响东北、西南地区降水量,MEI与华北平原、西北北部、青藏高原南部降水量相关性显著;东北及华北北部的秋季降水量与PDO、AO相关性好,西部边缘地区与AMO、AO相关性显著,中、南部区域与MEI、PDO、AMO相关性好;冬季降水量与AMO在东北、华北北部、新疆、西藏北部地区相关性好,AO主要影响中、南部地区降水量,长江以南地区降水量与PDO、MEI相关性好。4、气候因子对中国年降水量的影响综合贡献率西多东少,以100°E为界,以西地区贡献率由北向南递减,天山以北地区总贡献率达38%以上,其中AMO、SR、WS皆贡献8%以上,PDO贡献率约为6.5%,RH无贡献;100°E以东贡献率由北、南方向中部递减,除RH以外的因子对东北地区降水量贡献率约为20%,长江以南地区降水主要由AMO、MEI、RH、SR贡献,其中RH贡献率最大(约12%);AO和AP对中国降水量贡献率均在5%以下。5、气候因子对中国西部春、夏季降水量贡献率大;对中部秋季降水量贡献率大;AMO、WS对冬季降水量贡献率在北方较大,PDO、MEI、RH贡献率在南方大,AO对中部贡献率大。气候因子对小兴安岭、青藏高原、云贵高原以南春季降水量总贡献大,华北中部总贡献率较低(约10%);对夏季降水量总贡献由西、东方向向中部轻微减少,且西部整体大于东部;在东北平原、准格尔盆地、黄土高原以北地区对秋季降水量总贡献约为32%,华北中部、长江以南地区总贡献率在22%左右;对冬季降水量总贡献率由北、南方向中部递减。本研究揭示了气候因子、中国降水量的时空变异性,以及气候因子对降水量的定性定量影响,丰富了气候变化基础研究成果,具有一定科学意义,并为中国应对气候变化和水资源问题以及生态环境改善提供了参考。
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