英国关于未来气候变化的报告

英国关于气候变化对水资源影响的研究报告指出，由于CO2排放量增加，未来80年内温度、降水、土壤温度等条件将发生变化。气候条件的变化使来水条件也将发生很大变化。我国也参与了气候变化的研究报告编制，但还没有形成系统、完整的研究气候变化对水资源影响趋势的成果。了解英国的报告结果，有助于我们重视气候变化对水资源影响的趋势。     

Sensitivity of water quality indicators in a large tropical reservoir to selected climate and land‐use changes

This study compared the sensitivity of water quality in tropical Aguamilpa Reservoir, as represented by normalized algae mass and dissolved oxygen, to selected projected changes from global climate change and development. The sensitivity of reservoir stratification as an indicator of reservoir sensitivity also was analysed. Model simulations indicated the reservoir was more sensitive to changes during the warm‐dry season than at other times. Both indexes (normalized algal mass and dissolved oxygen mass) were more sensitive to changes in air temperature (climate change) and nitrogen loading (development) than to changes in flow. The sensitivity to air temperature was similar to, but generally less than, the sensitivity to nutrient inflow. At the bounding values for change (3 °C for temperature; 50% increase in nitrogen loading), the algae mass sensitivities were 0.15 mg L^?1 per 3 °C and 0.2 mg L^?1 per 50% nitrogen load increase, and the dissolved oxygen mass sensitivities were 0.7 mg L^?1 per 3 °C and 2.0 mg L^?1 per 50% load increase. Changes in air temperature and nitrogen loadings affect the reservoir in different ways, air temperature mostly changing the timing of the algal growth with little change in peak values, while nutrient loadings change the peak values with little change in the timing. While the sensitivities are similar, the total algal mass change is significantly larger for nitrogen loading, compared to air temperature changes. These results imply global climate change effects can be partially mitigated by implementing management measures in the surrounding watersheds to minimize nutrient inflows, especially nitrogen in the case of Aguamilpa Reservoir.     

气候变化对华北地区主要作物需水量的影响

在未来温度上升1～4℃的情景下，研究了气候变暖对我国华北地区主要作物需水量的影响。结果显示，气候变暖对不同作物需水量的影响程度不同。其中对冬小麦需水量的影响最大，对棉花的影响次之，对夏玉米的影响最小。当生长期内温度上升1～4℃时，冬小麦需水量将增加2.6%～28.2%，相当于11.8～153.0mm；夏玉米需水量将增加1.7%～18.1%，相当于7.2～84 1mm；棉花需水量将增加1.7%～18.3%，相当于7.9～96 2mm。说明冬小麦对未来气候变暖的适应能力很差，而夏玉米和棉花的适应能力相对较强。气候变化对作物需水量的影响存在一定地域性差异。其中对济南的作物需水量影响最大。当温度增加1～4℃时，冬小麦、夏玉米、棉花需水量将依次增加15.4～153.0mm、8.3～84.1mm、9.6～96.2mm。对太原的作物需水量影响最小。当温度上升1～4℃时，3种作物的需水量依次增加11.7～114.5mm、6.9～68.3mm、7.9～78.0mm，比济南分别低24%～２５％、17%～19%和18%～19%。按华北地区目前的种植结构估算，温度上升1～4℃将使整个地区冬小麦的需水增加14.7～191亿m 3；夏玉米的需水增加5.87～68.6亿m3；棉花的需水增加1.35～16.5亿m 3。未来气候变暖将使华北地区业已紧张的水资源供需矛盾将更加突出。     

高寒山区融雪径流对气候变化的敏感性分析

以玛纳斯河流域为研究区,采用数理统计的方法以研究区1958—1987年实测的水文、气象资料为基础进行趋势变化及全球气候变化对降水、气温、径流影响的分析。以新安江模型为基础建立了研究区数字水文模型,并对1981年融雪径流进行模拟。利用该模型结合不同的气候情景假设分析高寒山区融雪径流对气候变化的敏感性。     

长江源区河流水温对气候变化的响应

基于长江源区沱沱河流域1977~2015年月平均气温、河流水温同步资料,采用线性趋势分析和小波分析方法,研究了沱沱河5~10月气温与水温的年际变化趋势及周期性特征,并进一步分析了水温与同期气温的线性相关性。结果表明:近40 a来,沱沱河流域5~10月气温和水温均呈现出升温趋势,2011~2015年较1977~1980年气温分别升高0.6,1.3,1.3,1.0,1.3,2.0℃,水温分别升高0.6,1.6,1.7,1.1,1.0,0.2℃;水温上升趋势突变发生时间普遍滞后于气温,突变点分别在1997~2003年和2005~2007年之间;7~10月水温与气温变化均存在明显的28 a时间尺度的主周期,而5,6月气温与水温周期不一致;水温与气温的相关关系密切,可以认为气温变化是影响水温变化的主要原因之一。     

气候变化对地表水环境质量影响研究综述

目前,国际社会比较重视气候变化对水资源的影响,但多数研究主要集中在水量的变化方面,而关于水环境质量变化方面的研究相对较少。根据国内的研究成果,阐述了一些主要气候因子(温度、降水、光照、风速、辐射等)对地表水环境质量可能带来的影响。在此基础上,提出了未来关于气候变化对水环境质量影响方面研究的一些设想:深入开展地表水环境质量对气候变化响应机理研究,改进气候变化对水环境质量影响评价中不确定性的处理,加强应对气候变化对水环境质量影响的研究,综合考虑其他因素对地表水环境质量的影响等。     

太湖流域气候变化检测与未来气候变化情景预估

基于1954—2006年太湖流域6个气象站点的降水、气温资料,探讨了1954年以来太湖流域的气候变化问题,并同时应用统计降尺度模型SDSM和动力降尺度模型PRECIS,对太湖流域的日降水量和日最高、最低气温进行降尺度处理,建立未来2021—2050年的气候变化情景。结果表明:20世纪90年代以来,太湖流域发生了突变式增温,冬、春季节尤为显著;太湖流域降水变化相对较复杂,Mann Kendall法检测到太湖流域年降水量呈振荡性周期变化,并在1980年和2003年发生突变,而Pettitt方法没有检测出太湖流域年降水量的突变。两种降尺度方法模拟的未来时期日最高、最低气温季节和年的变化情景增幅总体上基本一致,均呈显著增加趋势,与Mann Kendall趋势分析结果一致,高排放情景A2下模拟生成的情景增温幅度较低排放情景B2大,最高气温增加幅度比最低气温明显。降水变化情景差异较大,SDSM模拟的未来时期降水并无明显变化趋势,而PRECIS模拟结果与趋势检验结果较为一致,即未来降水增加趋势明显,增幅较大,总体上全流域年降水量呈增加趋势,并且在未来一段时间内仍将持续增加。     

保障足够的储水设施以应对气候变化

气候变化是人类迄今为止面临的规模最大、范围最广、影响最为深远的挑战之一,确保足够的储水设施以应对气候变化已成为国际社会广泛接受的共识。在保障水安全和储水设施建设方面,发达国家已有相对完备的体系,而发展中国家则仍面临艰巨的任务。分析了储水设施与人类发展指数的相关关系,针对发展阶段和水资源特点,基于国际比较研究,阐述了确保足够的储水设施对我国实现可持续发展、积极应对气候变化的重要意义,提出了实现水与水能资源以可靠、廉价、经济可行、社会和谐与环境友好的方式进一步开发的建议。     

大气CO2浓度增加对农田蒸发蒸腾和作物水分利用的影响

依据在大型人工气候室内进行的试验资料，分析了空气中二氧化碳（ＣＯ２）浓度增加对春小麦叶片气孔阻力、叶温、光合速率、蒸腾速率和作物水分利用，生长状况等的影响，结果表明，ＣＯ２浓度增加，叶气也阻力、叶温、光合速率均有不同程度的增加，而叶面积和株高明显增大，总蒸发蒸腾量呈减小趋势，此外，还模拟了未来气候变化对农田蒸发蒸腾的定量影响。     

Exploring the future impacts of urbanization and climate change on groundwater in Arusha,Tanzania

ABSTRACT

We combine satellite imagery, urban growth modelling, groundwater modelling and hydrogeological field expeditions to estimate the potential impacts in 2050 of rapid urbanization and climate change on groundwater in Arusha, Tanzania, and by extension similar areas in Sub-Saharan Africa. Our analysis suggests that a reduction of groundwater recharge by 30–44% will cause groundwater levels to drop by up to 75 m, mainly due to increased evapotranspiration and to an expansion in paved surface. If this scenario becomes reality, we predict that wells will run dry, creating health, social and environmental risks.     

全球气候变化对水资源管理影响的研究综述

气候变化已成为当今科学界、各国政府和社会公众普遍关注的环境问题之一,气候变化可能对生态系统和社会经济产生灾难性的影响。评价全球气候变化对水资源及水文条件的影响显得非常迫切。本文回顾了全球气候变化对水文水资源影响的研究进展,总结了其发展趋势,进一步分析了我国在这方面的研究进展,在此基础上,提出了主要问题及未来的发展趋势。     

基于不同大气环流模型评估气候变迁对高屏溪流域河川流量的影响

以五种大气环流模型(GCM)统计的雨量资料进行降雨比值分析,再由降雨资料用GWLF水文模型进行水文模拟,从而分析了气候变化对高屏溪流域河川径流的影响。分析结果表明未来丰水期水量上升,而枯水期流量呈现小幅减少趋势。各模型的变化范围随未来时间发生变化,即时间愈长其变化愈大。枯水期各模型的变化范围为-26%～+15%,而丰水期的变化范围为-10%～+82%。其中在区域经济发展极不均衡的(A2)情景下,枯水期各模型的变化范围为-26%～+13%,而丰水期的变化范围为-10%～+66%;而在区域经济可持续发展的(B2)情景下,枯水期各模型的变化范围为-18%～+15%,而丰水期的变化范围为-3%～+82%。     

气候变化对黑河流域水资源影响分析

在全球气候变暖的背景下,选取水资源紧缺的黑河流域作为研究对象,使用统计方法分析了黑河产流区气温、降雨、蒸发、径流变化规律。得出的结论是：黑河流域气温升高同全球变暖趋势相一致,且升温幅度大于全球平均气温升高值,从20世纪70年代到现在,黑河流域平均气温升高了1cc左右：产流区降水量围绕多年均值波动,有增加趋势;产流区蒸发量自20世纪80年代至目前呈下降趋势,特别是20世纪90年代以后．蒸发量下降较多;径流围绕多年均值波动,有增加趋势;随着气温升高,极端气候事件洪水、干旱灾害发生风险加大。     

Tributary confluences are dynamic thermal refuges for a juvenile salmonid in a warming river network

As rivers warm, cold‐water fish species may alleviate thermal stress by moving into localized thermal refuges such as cold‐water plumes created by cool tributary inflows. We quantified use of two tributary confluence plumes by juvenile steelhead, Oncorhynchus mykiss, throughout the summer, including how trout positioned themselves in relation to temperature within confluence plumes. At two confluences, Cedar and Elder creeks, along the South Fork Eel River, California, USA, we monitored temperatures using in situ logger grids throughout summer 2016. Fish were counted within confluences via snorkel surveys five times a day on 5 days at each site. We found diel and seasonal dependence on confluence use by steelhead, especially at the Cedar Creek confluence, where mainstem temperatures exceeded 28°C. At this site, fish moved into the confluence on the warmest days and warmest times of the day. Fish observed within the Cedar Creek confluence plume were most common in locations between 20–22°C, rather than the coldest locations (14.5°C). At Elder Creek, where mainstem temperatures remained below 24°C, there was little relationship between mainstem temperature and steelhead presence in the confluence plume. At both sites, steelhead distribution within plumes was influenced by spatial variation of temperature and mean temperature in surveyed grid cells. Our results show that cool tributaries flowing into warmer mainstem reaches (over 24°C) likely create important thermal refuges for juvenile steelhead. As mainstem rivers warm with climate change, cool‐water tributary inputs may become more important for sustaining cold‐water salmonids near the southern end of their range.     

多模式集合模拟未来气候变化对水稻需水量及水分利用效率的影响

在模拟水稻水分利用对未来气候变化响应的研究中,考虑气候模式以及降尺度方法的不确定性,有助于获取更加稳健的模拟结果。本文采用SDSM和BP神经网络两种统计降尺度模型分别对Had CM3和CGCM3两种大气环流模式的3种气候情景(A1B,A2和B2)进行统计降尺度模拟,再基于贝叶斯模型平均方法(BMA)集合降尺度结果,并由此驱动ORYZA2000水稻模型,模拟21世纪中后期(2050s和2080s)3种情景下水稻生长周期、产量、需水量及水分利用效率。结果表明:BMA相对于简单模型平均法(SA)可以更有效地减小气候模式的偏差;在未来的两个时期内,由于气温的不断升高以及辐射的下降,水稻产量显著下降,生长周期明显缩短;需水量随着辐射的降低而降低,但在2080s,气温的迅速上升带来了需水量的升高,但仍低于历史基准期水平,而需水量的下降并不能抵消产量下降对水分利用效率的负面影响。     

气候变化下我国主要农作物需水变化

全球气候变化不可避免的会给农业用水带来影响。利用全国93个气象站1960-2009年的气候资料,分析全国近50年4种主要粮食作物(玉米、小麦、大豆、水稻)的蓝水蒸散量及年蓝水需水量的分布和变化。结果表明:1960-2009年间全国平均温度上升1.1℃,1980s以后气候变暖加剧,增幅北方大于南方。农作物蓝水蒸散量有不同程度下降;1990s前蓝水蒸散量主要影响因子为降雨量,1990 s后为温度。气候变化使得东北、内蒙古农作物种植面积增加,农作物蓝水需水量上升。从蓝水蒸散量出发,调整地区间农作物种植结构可以缓解因气候变化给北方地区带来的农业水资源压力。     

Sensitivity of reservoir operation performance to climatic change

The potential impacts of changing climatic conditions on the operational performance of water resource systems was investigated in this paper. A multi-site streamflow generation model was used to synthesize potential monthly flow sequences reflecting two different sets of climatic conditions. The generated data were subsequently employed as input to a reservoir operation model that was used to determine the reservoir response to the inflow resulting from the implementation of the reservoir operating policy. The performance of an example reservoir system, the Shellmouth Reservoir located in the Canadian province of Manitoba, was evaluated and compared for the two sets of conditions. The operational performance was evaluated in terms of the reliability of the system for meeting the three purposes of the actual reservoir. The reservoir performance was determined to be sensitive to the inflow data. The results indicate that climatic change has potentially important implications for the operation of the example reservoir system.     

若尔盖湿地流域径流变化及其对气候变化的响应

为探索未来气候变化情景下若尔盖高寒湿地水文过程和水循环演变规律,利用分布式水文模型,研究2020—2050年不同气候变化情景下若尔盖湿地流域径流变化趋势以及气候变化对湿地径流的影响。结果表明:在未来气候变化情景下,若尔盖湿地流域径流呈减少趋势,玛曲站径流减少比率最大,其次为若尔盖站,最后为唐克站;非汛期径流量减少幅度明显高于汛期,若尔盖湿地2020—2050年非汛期径流在未来气候变化情景下径流减少比率大部分在25%以上。非汛期径流的锐减可能会进一步加剧若尔盖湿地的退化和萎缩,导致黄河中下游区域的可利用水资源量减少。     

气候变化对水资源管理的影响与适应性对策

气候变化对水资源的影响,已引起水管理者的重视。结合国内外相关研究,对气候信息如何在水管理部门应用、气候变化对水管理部门的主要影响进行了梳理,揭示水资源管理者面临气候因子稳态假设等问题的挑战,提出了适应气候变化的水资源综合管理、适应性管理、加强水利工程设施建设等适应性对策。     

龙川江水资源对气候变化的敏感性和适应性分析

龙川江流域是我国长江中上游地区极为典型的生态脆弱区,易受气候变化的影响,研究该地区的水资源脆弱性以及其应对气候变化的适应性对于该地区的水资源合理利用十分关键。从该地区水资源的时空分布规律、水利基础设施建设、水生态环境形势和应对气候变化能力4个方面,分别研究了龙川江流域水资源的脆弱性问题。并结合流域的实际情况,从水资源综合管理、水利工程设施建设、建立节水型社会、调整产业结构和依靠科技等方面,提出了提高应对气候变化能力的举措,及时为国家应对气候变化和防灾减灾提供科学支撑。