气候变化国家评估报告(Ⅰ)_中国气候变化的历史和未来趋势
第2卷第1期
200
气候变化研究进展
ADVANCES
IN
V01.2.No.1January,2006
6年1月CLIMATECHANGERESEARCH
文章编号:1673—1719(2006)01—0003—06
气候变化国家评估报告(I):
中国气候变化的历史和未来趋势
丁一汇’,任国玉1,石广玉2,宫赵宗慈1,王绍武5,王会军2,罗
:
鹏3,郑循华2,翟盘茂1’4,张德二勇1,陈德亮1,高学杰4,戴晓苏6
o0029;
(1中国气象局国家气候中心,北京100081;2中国科学院大气物理研究所,北京1理学院,北京100871;6中国气象局科技发展司,北京1o0081)
5南京大学,江苏南京210095;4中国气象局预测减灾司,北京1o0081;5北京大学物
摘要:中国的气候变化与全球变化有相当的一致性,但也存在明显差别。在全球变暖背景下,近100a
来中国年平均地表气温明显增加,升温幅度比同期全球平均值略高。近100a和近50a的降水量变化趋势不明显,但1956年以来出现了微弱增加的趋势。近50a来中国主要极端天气气候事件的频率和强度也出现了明显的变化。研究表明,中国的cO,年排放量呈不断增加趋势,温室气体正辐射强迫的总和是造成气候变暖的主要原因。对2l世纪气候变化趋势做出的预测表明:未来20~100a,中国地表气温增加明显,降水量也呈增加趋势。
关键词:中国气候变化;极端事件;温室气体;气溶胶;辐射强迫;气候预估中图分类号:P467
文献标识码:A
引言
全球气候变化不仅影响人类生存环境,也将影
响世界经济发展和社会进步。《联合国气候变化框架公约》及其《京都议定书》的生效实施将深刻地
的国际活动、指导气候变化的科学研究和技术创新
以及促进经济和社会的可持续发展提供科学支撑。
本文取材于出版中的《气候变化国家评估报告》
第一部分。主要阐述中国气候变化的基本事实与可能原因,并对21世纪全球与中国的气候变化趋势做
出预估,为气候变化影响、适应和减缓对策研究提
影响各国的经济和社会发展,甚至影响到未来发展道路的选择。世界各主要发达国家为了科学地制定和实施应对气候变化的国家战略,都编写出版了气候变化国家评估报告。中国在气候变化领域的国家
级科学研究已逾15a,获得了丰硕的研究成果【1“】。
供科学依据;同时分析了气候变化科学研究中的不
确定性,提出了有待解决的主要科学问题。
1近百年中国的气候变化
1.1地表气温的变化
在全球变暖背景下,近100a来中国年平均地表
气温明显增加,升温幅度约为0.5~0.8℃,比同期全
为此,科学技术部、中国气象局和中国科学院组织这个领域的88位中国科学家,编制了《气候变化国
家评估报告》。此书的出版将为制定和实施应对气候
变化的国家战略和对策、支持国家在气候变化领域
收稿日期:2005一lO—08;修订日期:2005一ll一02
基金项目:“十五”国家科技攻关计划“重大环境问题对策与关键支撑技术研究”(2003BA614A—15)资助
作者简介:丁一汇(1938一),男,中国工程院院士,主要从事亚洲季风、气候变化和中国灾害性天气研究.E—mail:dingyh@cma.goV.cn
4
气候变化研究进展2006年
球升温幅度平均值(0.6℃±O.2℃)略高。在20世纪主要有两个增暖期,分别出现在20—40年代与80年代中期以后。这两个增温期的温度上升幅度大致相同。与全球及北半球平均状况一样,中国近100a的增温也主要发生在冬季和春季,夏季气温变化不明显;与全球变化不同的是,中国20世纪20—40年
代增温十分显著(图1)【7|。
图2
Fig.2
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1956—2002年全国平均的逐年降水标准化距平值
Standardized
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Chinain1956—2002
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2000年
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(1956—2002年)全国平均的年降水量呈现增加趋势(图2)。
中国年降水量趋势变化存在明显的区域差异。
1956—2000年问,长江中下游和东南地区年降水量
平均增加了60~130mm,西部大部分地区的年降水量也有比较明显的增加,东北北部和内蒙古大部分地区的年降水量有一定程度的增加。但是,华北、西北东部、东北南部等地区年降水量出现下降趋势,其
图1
Fig.1
中国近百年来(1905—2001年)年平均地表气温变化【7]
ChangeofaIlllual
meansurfaceairtemperature
Chinain1905.2001
中黄河、海河、辽河和淮河流域平均年降水量1956—
20世纪的变暖在全球(或北半球)和中国都可
能是近千年中最显著的,其增暖趋势和增温程度可能高于中世纪温暖期(约950—1300AD),低于全新世最暖期(约6000aBP)。
近50a中国增暖尤其明显,增暖主要发生在20世纪80年代中期后。在最近的50a,全国年平均地表气温增加1.1℃,增温速率为0.22℃/10a,明显高
2000年间约减少了50~120mm。
1.3其他气象要素的变化
近50a中国的日照时间、水面蒸发量、近地面
平均风速、总云量均呈显著减少趋势。风速减少最
明显的地区在中国西北。全国平均总云量在内蒙古中西部、东北东部、华北大部以及西部个别地方减少较为显著。全国年平均日照时间从1956年到2000年减少了5%(130h)左右。
于全球或北半球同期平均增温速率。北方和青藏高
原增温比其他地区显著。中国西南地区出现降温现
象,春季和夏季降温尤为突出。长江中下游地区夏
季平均气温也呈降低趋势。由于气温上升,我国的气候生长期已明显增长,青藏高原和北方地区增长更多。
日照时间减少最明显的地区是中国东部,特别
是华北和华东地区;1956—2000年水面蒸发量(蒸
发皿蒸发量)减少6%左右(图3)。减少主要发生在20世纪70年代中期以后。水面蒸发量下降明显的
地区在华北、华东和西北地区,其中海河和淮河流
1.2降水量的变化
近100a和近50a中国年降水量变化趋势不显著,但年代际波动较大。20世纪初期和30~50年代
域年水面蒸发量从1956年到2000年下降了13%(220mm)左右。在世界其他地区也有水面蒸发量减少的现象,在美国、前苏联、中亚、印度、日本和澳大利亚等国家或地区,20世纪中期以来的水面蒸发量均有明显下降[8]。
中国近50a最大积雪深度有所增加,这可能主要是西部地区冬季降雪量增加的结果。
年降水量偏多,20年代和60一80年代偏少,近20
a
降水呈增加趋势。1990年以来,多数年份全国年降
水量均高于常年。从季节上看,近100a中国秋季降水量略为减少,而春季降水量稍有增加。近47a
1期丁一汇等:气候变化国家评估报告(I):中国气候变化的历史和未来趋势
5
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国北方包括沙尘暴在内的沙尘天气事件发生频率总体上呈下降趋势。
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Chinain
图3
Fig.3
1956—2000年全国年平均蒸发量变化曲线
Changeofa衄ualmeanevaporation
1956—2000
1.4极端气候事件的变化
在气候变暖背景下,中国极端天气气候事件的频率和强度出现了明显的变化。近50a来,全国平均的炎热日数呈现先下降后增加的趋势,而近20
a
图4近50a来中国大陆极端强降水日数的变化趋势(实心和空心圆分别代表增加和减少趋势,其中:
0>7.5%/10a,●(7.5%~2.5%)/10a,・<2.5%/10
圆<一7.5%/10a,0(一7.5%~一2.5%)/10o>一2.5%/10a,显著变化的地区标有叉号)
Fig,4
ChangeofdayswithextremestrongrainfmloVer
Chinainthelast50years
a,
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上升较明显。自1950年以来,全国平均霜冻日数减少了10d左右,这与日最低气温比日最高气温增幅更明显的事实是一致的。中国近50a的寒潮事件频数显著下降。中国华北和东北地区干旱趋势严重,长江中下游流域和东南地区洪涝也加重。与降水相关
的极端气候事件变化具有明显的区域性。近50a来,
长江中下游流域和东南丘陵地区夏季暴雨日数增多较明显(图4,暴雨主要发生在夏季),西北地区发生强降水事件的频率也有所增加。中国西北东部、华北大部和东北南部干旱面积呈增加趋势。20世纪90年代以来登陆中国的台风数量呈现下降趋势,近50a来东南沿海地区台风降雨量也有所减少。另外,中
表1
1讪le
1
2气候变化的可能原因
中国20世纪的变暖可能主要与增强的温室效应和气候自然变化有关(表1)。气候模拟研究表明,20世纪前50a全球与中国的气温变化可能与太阳活动、火山喷发以及气候系统内部的相互作用有较为明显
观测与模式模拟20世纪中国气候变暖的主要现象
simulatedclimatewamling
over
Theobservedand
Chinain20thcentury
注:每个模拟试验采用不同的模式或不同的排放方案
6
气候变化研究进展
的联系,而后50a特别是近20a的变暖可能主要与射强迫,但其数值比C0,的辐射强迫低得多。上述温室气体正辐射强迫是造成气候变暖的主要原因。
人类活动引起的大气中温室气体浓度增加有关。
对于降水量、日照或太阳辐射、水面蒸发、风速等气候要素的变化,目前还不能完全归因于温室效应增强的影响。有研究指出,近50a中国降水型的变化可能与增强的温室效应、气溶胶排放和自然
2.2气溶胶含量与辐射强迫
近几十年中国的大气气溶胶含量增加明显。近
20
a来,华北地区、西南地区东部、长江中下游地
变化有关,如近20a中国出现的以南涝北旱为代表
的降水空间分布型变化主要与东亚季风环流、太平洋与印度洋海温、欧亚大陆特别是青藏高原积雪等因子的年代际尺度波动有关,也可能同气溶胶排放和土地利用变化有联系。近50a来中国日照和水面蒸发的减弱,可能主要缘于人类活动引起的大气气
区及青藏高原大气硫酸盐等气溶胶含量增加较明显。
从20世纪90年代中期开始,中国西部观测到的大气
黑碳气溶胶成分呈现明显增加趋势,但其高含量区
主要分布在四川盆地、华南、华北和长江中下游等地区,其中四川盆地黑碳气溶胶的含量最高。
大气中硫酸盐气溶胶主要产生负辐射强迫,造
成冷却作用。由于硫酸盐气溶胶含量空间分布不均匀,其负辐射强迫的地区差异也较大,最大值出现
溶胶含量的增加以及气候变暖造成的降水增加。
温室气体排放、浓度及其辐射强迫
中国主要温室气体排放量及其浓度明显增加。其中,C0,年排放量呈不断增加的趋势,但人均排放
2.1
在长江中下游地区,达一3w/m2。到目前为止有关沙尘气溶胶直接辐射强迫的估计仍存在较大的不确定性,其变化在一0.7~0.5w/m2不等,其间接效应的不确定性更大。一般认为,黑碳气溶胶的辐射强迫为正值,即引起增温效应。目前还无法对中国地区各种大气气溶胶的净辐射强迫做出准确估计。
量一直低于全球平均值;cH。主要排放源有反刍家
畜、化石燃料开采和消耗、稻田和城市生活垃圾;N,0主要排放源为施肥农田,其直接排放量占人为源排放总量的56%。1995—2000年,中国大气中主要温室
气体cO,、cH。和N,O的背景浓度年平均增长率分
另U为(1.41~1.95)×106/a、(9.02~9.95)×10—9/a和(0.75~0.82)×10-9/a。2004年春,根据中国青海瓦里关山本底站的测量,CO,的大气浓度达到383×10“。
3未来气候变化的预估
气候模式是进行未来气候变化预估的主要工具。近年来,中国科学家利用我国研制的全球海气耦合
模式(如Ncc/IAPT63),参考IPCC给出的未来温室气体排放与浓度情景,并综合IPcc采用的多个模
199卜2002年cH。的平均浓度为(1740~1820)×10一,
2000年1—6月N,O的平均浓度为318.3×10~。
近20a中国陆地生态系统主要为碳的吸收汇。20世纪80—90年代,中国的主要森林区均为碳吸收汇,四川盆地、华东和华北平原等主要农业区也为碳汇,青藏高原和内蒙古东部草原地带为弱的碳汇,西北地区碳收支接近平衡;中国南方丘陵山区和东北平原为碳排放源。
温室气体浓度增加产生了明显的正辐射强迫。1750—2003年,全球和中国的大气中c0,平均辐射强迫是相同的,均增加了2.43w/m2。预计未来,当大气中C0,浓度增加到工业化前水平的2倍(即560×10“)时,其辐射强迫平均值将为3.7W/m2(3.5~
4.1
式的模拟结果,对全球、东亚以及中国未来20~100a
的气候变化趋势进行了预估。这种预估只考虑未来大气中温室气体浓度和气溶胶含量变化,未考虑其
他人类活动影响与自然的气候变化趋势。
模式的预估结果表明,未来50~100a全球地表
气温将继续上升,全球特别是北半球中高纬度地区
的降水量将增加。全球和东亚地区21世纪均表现为明显的增暖,中高纬地区的增暖大于中低纬地区,冬、春季的增暖更为明显。未来的增暖幅度随温室气体排放情景和模式不同而有一定差异。预估未来
的降水量在北半球中高纬度地区增加明显,低纬地
区降水量则有减少趋势。这些结果与IPCC第三次
w/m2)。cH。、N,O和O,等温室气体也产生正辐
气候变化国家评估报告(Ⅰ):中国气候变化的历史和未来趋势
作者:
丁一汇, 任国玉, 石广玉, 宫鹏, 郑循华, 翟盘茂, 张德二, 赵宗慈, 王绍武,王会军, 罗勇, 陈德亮, 高学杰, 戴晓苏, DING Yihui, REN Guoyu, SHI Guangyu, GONG Peng, ZHENG Xunhua, ZHAI Panmao, ZHANG De'er, ZHAO Zongci, WANGShaowu, WANG Huijun, LUO Yong, CHEN Deliang, GAO Xuejie, DAI Xiaosu丁一汇,任国玉,张德二,赵宗慈,罗勇,陈德亮,高学杰,DING Yihui,REN Guoyu,ZHANG
De'er,ZHAO Zongci,LUO Yong,CHEN Deliang,GAO Xuejie(中国气象局国家气候中心,北京,100081), 石广玉,郑循华,王会军,SHI Guangyu,ZHENG Xunhua,WANG Huijun(中国科学院,大气物理研究所,北京,100029), 宫鹏,GONG Peng(南京大学,江苏,南京,210093), 翟盘茂,ZHAI Panmao(中国气象局国家气候中心,北京,100081;中国气象局,预测减灾司,北京,100081), 王绍武,WANG Shaowu(北京大学物理学院,北京,100871), 戴晓苏,DAIXiaosu(中国气象局,科技发展司,北京,100081)气候变化研究进展
ADVANCES IN CLIMATE CHANGE RESEARCH2006,2(1)203次
作者单位:
刊名:英文刊名:年,卷(期):被引用次数:
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