基于SDSM的赣江流域未来降水与气温的时空变化分析

利用赣江流域6个气象站数据(1961年～2005年)和NCEP再分析资料,建立了气候要素的SDSM降尺度模型,并将模型应用于Can ESM2模式的RCP4. 5情景,得到了流域未来气温与降水的变化趋势。即SDSM降尺度模型对赣江流域气温的模拟效果较好,降水略差;赣江流域未来降水均呈增加的趋势,降水空间分布基本呈南低北高趋势;未来气温均呈增加的趋势,各时期最高气温稍大于基准期;各时期最低气温稍大于基准期;赣江流域未来不同季节的平均气温均大于基准期;赣江流域未来气温空间分布呈现南高北低,西高东低的趋势。     

基于SDSM-SWAT的气候变化下东江流域径流预测模拟

通过耦合SDSM统计降尺度模型和SWAT水文模型,探讨气候变化下东江流域的未来气候及其径流响应。首先基于SDSM模型,将2011—2099年HadCM3模式下A2和B2两种情景数据降尺度到东江流域各站点,生成未来气候要素(气温和降水);然后建立适用于东江流域的SWAT模型,并模拟该流域未来气候变化下的径流响应。结果表明:未来东江流域的气温、降水量和径流量均呈增加趋势;且A2情景下各气候水文要素的增加速度比B2情景下更快。研究结果可为东江流域的流域综合管理和水资源的可持续利用提供一定的科学依据。     

多模式下泾河上游流域未来降水变化预估

利用站点实测资料、GCMs 月数据对 GCMs 进行秩评分评估排序, 从 21 种 GCMs 模式优选出的 6 种 GCM模式的日数据、6 种 GCM 集成的气候模式、站点实测资料和 NCEP 再分析资料构建统计降尺度模型 SDSM, 预估泾河上游流域的未来降水变化。结果表明: 构建的降尺度模型对降水模拟较为可靠, 率定期各模式决定系数 R2 为 0.228~ 0.324, 标准误差为 0.354~ 0.450, 率定期和验证期模拟月均降水与实测值年内分布相近。在降尺度性能评价中集成模式表现最好。在 RCP 4.5 情景下, 泾河上游流域未来降水大多数模式和集成模式呈增加趋势, 到 2030 年泾河上游流域降水量将增加 4.8% , 且当地的春季雨量会增加, 夏季雨量会减少。     

饶河流域未来水资源量变化预测分析

利用景德镇气象站1961-2001年的实测降水、气温数据以及NCEP再分析数据,建立饶河流域降水、气温的SDSM统计降尺度模型;根据IPCC AR4排放情景特别报告中的A2和B2情景,对HADCM3输出数据进行降尺度处理,预测饶河流域未来时段(2010-2099年)的降水、气温变化情况;与新安江模型进行耦合,得到未来时段饶河流域的水资源量。结果表明:饶河流域未来水资源量持续减少,且A2情景比B2情景的降幅更大,至2080s时期(2070-2099年)昌江支流最大降幅可达31.01%。     

基于模式集成的松花江流域气候模拟预估

以松花江流域为研究对象,采用CMIP5已发布的9个气候模式,模拟1951年～2000年历史降水和气温的月数据,对比实测资料运用3项数理统计指标评估模式的模拟性能;各模式降尺度后应用到4种集成方法。模拟结果表明,Can ESM2和MPI-ESM-MR模式模拟效果较好,多元回归集成表现最佳。利用优选的2个模式方法预估流域下游佳木斯站在RCP4. 5气候情景下未来逐月的降水和气温,并以预估的降水气温为因子构建线性回归模型计算流域未来径流的月变化过程。预估径流结果可为水资源管理及洪旱防治提供数据参考。     

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。     

基于CMIP5模式和SDSM的抚河流域未来气候要素模拟与预估

为了解变化环境下的流域未来气候要素变化趋势,以抚河流域为研究对象,利用该流域两个气象站的1961—2005年水文逐日气温、降水和NCEP再分析数据等资料,建立了SDSM降尺度模型,并对未来的温度与降水研究。将模型应用于CanESM2模式下3种RCP排放情景,得到了流域未来气温与降水的变化趋势。结果表明SDSM模型对温度的模拟效果好于对降水的模拟效果,3种情景下未来温度总体呈现上升趋势,最低温度上升幅度高于平均温度和最高温度上升幅度;各情景下增温幅度2080s2050s2020s,2080s平均增温3.0℃;未来降水总体表现为减少趋势,局部表现为震荡趋势,减少主要集中在夏、秋季,其中5-6月降水减少量普遍较大,在30mm以上,而冬季降水量增幅在50～90mm;总体来说,抚河流域未来气温将持续上升,降水量呈现下降趋势,干旱形势严峻。     

东辽河流域未来降雨和气温变化趋势分析

文章采用统计降尺度模型SDSM,在东辽河流域建立大气环流因子与站点气候要素数据序列之间的统计关系,将GCM输出的未来气候情景降尺度到气象站点,生成各站点未来气候要素序列,分析东辽河流域未来日平均气温、日最高和最低气温、日降雨量的长期变化趋势,为进一步研究未来气候变化情景下东辽河流域的水资源及水质状况提供研究基础。     

气候变化下黄河流域未来水资源趋势分析

开展流域水资源变化趋势研究是水资源规划和开发利用的基础工作。基于RCPs（Representative Concentration Pathways）排放情景下7个全球气候模式的气候情景资料,分析了黄河流域未来气温及降水的变化趋势;采用RCCC-WBM模型动态模拟了黄河流域未来水资源情势。结果表明:黄河流域在未来30年（2021—2050年）气温将持续显著升高（线性升率为0.24～0.35 ℃/（10 a））;与基准期（1961—1990年）相比,流域降水总体可能增多,但对降水变化预估的不确定性较大;受气候变化影响,黄河流域未来水资源量较基准期的可能会略微偏少,流域水资源供需矛盾可能进一步加剧;不确定性及其带来的评估风险是目前及未来气候变化影响及水资源评估中需要加强研究的重要内容。     

气候变化下黄河流域未来水资源趋势分析

开展流域水资源变化趋势研究是水资源规划和开发利用的基础工作。基于RCPs(Representative Concentration Pathways)排放情景下7个全球气候模式的气候情景资料,分析了黄河流域未来气温及降水的变化趋势;采用RCCC-WBM模型动态模拟了黄河流域未来水资源情势。结果表明:黄河流域在未来30年(2021—2050年)气温将持续显著升高(线性升率为0.24～0.35℃/(10 a));与基准期(1961—1990年)相比,流域降水总体可能增多,但对降水变化预估的不确定性较大;受气候变化影响,黄河流域未来水资源量较基准期的可能会略微偏少,流域水资源供需矛盾可能进一步加剧;不确定性及其带来的评估风险是目前及未来气候变化影响及水资源评估中需要加强研究的重要内容。     

疏勒河出山口径流对上游气候变化的响应

研究疏勒河出山口径流对上游气候变化的响应关系,对流域综合规划和水资源开发利用都具有重要意义。论文通过累积距平、Mann-Kendall检验、滑动t检验、以及Yamamot法对托勒气象站1956-2011年的气温、降水量以及同期疏勒河昌马堡水文站的径流监测数据进行分析,发现三者均呈现上升趋势,其中气温平均每年升高0.035℃,降水平均每年增加1.25 mm,径流量平均每年增加0.102亿m3。气温、降水量和径流量均在1997年发生了明显的正突变,可能是该流域开始变湿的讯号。通过分析疏勒河径流量与上游气温、降水的相关关系,建立了多变量CAR模型,并取得了良好的效果。     

花园口年平均流量对不同气候条件的响应

基于花园口水文站以上区域的71个气象站1961—2005年逐日降水量、气温和花园口水文站1961—2005年逐日实测流量,利用人工神经网络模型建立月平均流量与降水、气温之间的关系,并设定不同气候变化条件,研究了花园口水文站年平均流量对不同气候条件的响应。结果表明:花园口水文站年平均流量在降水增加10%和20%、气温变化-2～2℃时均为增加趋势,在降水减小10%和20%、气温变化-2～2℃时均为减小趋势,且增大幅度大于减小的幅度。     

Impact of Spatial Data Availability on Climate Change Prediction in the Weyib River Basin in Ethiopia

Impact of spatial data availability on the temperature and precipitation prediction characteristics of Weyib River basin in Ethiopia has been investigated using CMIP5-CanESM2 model for the RCP8.5, RCP4.5 and RCP2.6 scenarios. The objective of the present study is to characterize how future temperatures and precipitation prediction under CMIP5-CanESM2 model output varies against diverse averaged arbitrary spatial weather stations found in the basin. The statistical downscaling model tested and verified using the observed daily data for twelve, six and three averaged arbitrary spatial weather stations as well as for a single weather station was used to predict the future climate scenarios. The results revealed that the mean annual daily maximum and minimum temperature and precipitation for twelve, six and three arbitrary spatial stations have revealed an increasing trend in the upcoming periods until the end of the century. In single station analysis, the trend itself has changed from increasing trend to decreasing trend in case of maximum and minimum temperature. In case of precipitation, no visible trend has been observed in case of single station analysis. Therefore, the variation in amount and distribution of precipitation and temperature among the four averaged spatial stations in the same study area might affect the water resources and agriculture of the basin and also instead of using a single weather station to predict future climate variables for a particular study basin, it is more reliable using averages of numerous spatial weather stations data.     

Ensembling Downscaling Techniques and Multiple GCMs to Improve Climate Change Predictions in Cryosphere Scarcely-Gauged Catchment

Future projections of climate variables are the key for the development of mitigation and adaptation strategy to changing climate. However, such projections are often subjected to large uncertainties which make implementation of climate change strategies on water resources system a challenging job. Major uncertainty sources are General Circulation models (GCMs), post-processing and climate heterogeneity based on catchment characteristics (e.g. scares data and high-altitude). Here we presents the comparisons between different GCMs, statistical downscaling and bias correction approaches and finally climate projections, with the integration of gridded and converted (monthly to daily) data for a high-altitude, scarcely-gauged Jhelum River basin, Pakistan. Current study relies on climate projections obtained from factorial combination of 5-GCMs, 2 statistical downscaling and 2 bias correction methods. In addition, we applied bias corrected APHRODITE, converted daily data using MODAWEC model and observed data. Further, five GCMs (CGCM3, HadCM3, CCSM3, ECHAM5 and CSIRO-MK3.5) were tested to scrutinize two suitable GCMs integrated with Statistical Downscaling Model (SDSM) and Smooth Support Vector Machine (SSVM). Results illustrate that the CGCM3 and HadCM3 were suitable GCMs for selected study basin. Both downscaling techniques are able to simulate precipitation, however, SSVM performed slightly better than SDSM. We found that the integration of CGCM3 with SSVM (SSVM-CGCM3) generates precipitation and temperature better than the CGCM3 (SDSM-CGCM3) and HadCM3 (SDSM-HadCM3) with SDSM. Furthermore, the low elevation stations were influenced by monsoon, significantly prone to rise in precipitation and temperature, while high-altitude stations were influenced by westerlies circulations, less prone to climate change. The projections indicated rise in basin-wide annual precipitation by 25.51, 36.76 and 45.52 mm and temperature by 0.64, 1.47 and 2.79 °C, during 2030s, 2060s and 2090s, respectively. The methods and results of this study can be adopted to evaluate climate change implications in the catchments of characteristics similar to Jhelum River basin.     

The change and prediction of temperature and precipitation in the Dawen River basin using the statistical downscaling model (SDSM)

In order to explore the climate change in the Dawen River basin,based on the data of six weather stations in the Dawen River basin from 1966 to 2017,Mann Kendall test and wavelet analysis were used to study the temperature and precipitation trends,mutations and cycles in the region.In addition,based on the three scenarios of RCP2.6,RCP4.5,and RCP8.5 under the CanESM2 model,SDSM was used to compare and analyze the future climate change of the Dawen River basin.The results revealed that:the annual mean temperature of the Dawen River basin had increased significantly since 1966 (p<0.01);in different scenarios,the spatial distribution of the projected maximum temperature,minimum temperature and precipitation will hardly change compared with that in history;the temperature and precipitation in the Dawen River basin will generally increase in the future.The rising trend of maximum and minimum temperature under the three scenarios is in the EP相似文献   

南水北调中线冬期输水气温研究

南水北调中线线路较长,从暖温带的长江流域流向半寒带的海河流域,沿途水工建筑物多,冬季冰情问题是关乎冬季生产和生活安全的重大问题.本研究根据南水北调沿途新乡及新乡以北地区50年的气象资料,分析了新乡、安阳、邢台、石家庄50年气温变化及四个气象站气温之间关系.重点分析最北端的石家庄站气温、气候特点及稳定转负日期,根椐暖冬、冷冬不同标准为冬季气候进行分类.为南水北调中线工程冬期输水提供可靠科学依据.     

石羊河流域气候暖湿化变化特征分析

根据石羊河流域47年的气温、降水量、干旱指数等资料,分析该流域暖湿化变化特征。研究表明：①近47年来,石羊河流域每10年的年际平均增温达到0.32℃,20世纪60—80年代期间,各季节平均气温变暖不明显,年平均气温大多处在负距平。90年代末期到21世纪初期,各季节平均气温均呈上升趋势,冬季增温显著,气温距平从-1.04℃上升到1.87℃。②降水量总体呈上升趋势,但增长趋势不显著,降水量每10年增长7.1 mm,与西北地区降水增加趋势一致。③年平均干旱指数总体呈下降趋势,但趋势不明显,其干旱指数每10年下降0.98。④通过Mann-Kendall方法验证,1994年为增温突变年,降水没有达到突变水平,1992和1993年为干旱指数下降突变年。研究发现,石羊河流域气候正趋于暖湿化,这将有利于该区绿洲的发展,对当地经济发展极为有利。     

近50年来西藏极端降水时空变化特征

利用1961~2010年西藏地区9个气象站点逐日降水资料,结合百分位方法定义的极端降水阈值,分析了该地区极端雨日及其平均降水强度、不同持续时间的极端降水事件、气候变化对极端降水的时空变化特征的影响。结果表明:(1)92°E以西的地区,极端雨日平均降水强度呈现出增加的趋势,而在92°E以东的地区,呈现出减小的趋势;(2)极端降水事件以持续1 d为主,其频率一般在4.3次/年以上,强度一般在20 mm/d以上,林芝站和波密站为频率和强度高值区;(3)气候变化背景下,极端降水的频率、强度表现出西移的态势。