科研进展

科学通报:利用RegCM4集合结果预估中国及其生态屏障区的柯本气候分类变化

  柯本气候分类法是一个传统而目前仍应用非常广泛的气候分类方法之一,具有分类标准简单、界限明确的特点。它根据平均气温和降水,将气候分为热带(A)、干旱带(B)、亚热带(C)、温带(D)、寒温带(E)和极地带(F)六大气候带,各气候带下又进一步分为各种气候型,对应森林、草原、沙漠、苔原等不同的自然景观,同时有不同研究对原始柯本气候型进行的改进,如柯本-特里瓦沙型等。中国地域辽阔,气候和自然生态系统复杂但生态脆弱性明显。为推进生态文明建设、保障国家生态安全, 政府提出了由青藏高原生态屏障、川滇-黄土高原生态屏障、东北森林带、北方防沙带和南方丘陵山地带构成的“两屏三带”国家生态安全屏障框架。

  在全球变暖的背景下,中国及其各国家生态安全屏障区的柯本气候将如何变化?针对这一问题,中科院大气所高学杰研究员联合其他机构的研究人员,基于经过误差订正的RegCM4区域气候模式动力降尺度集合模拟,预估了RCP4.5中等温室气体排放情景下,21世纪末期(2069~2098年)中国及各生态屏障区的柯本-特里瓦沙(以下简称柯本气候)气候分类变化。

  结果表明,相对于当代1981~2010年,中国未来气候型发生变化的面积比例为22%,以青藏高原和秦岭-淮河一带变化明显,其中青藏高原地区的苔原气候(FT)将大幅收缩,秦岭-淮河一带的温带大陆性气候(Dc)和温带海洋性气候(Do)将分别被Do和冬干温暖气候(Cw)替代。在所有气候型中,FT的变化范围最大,面积相对当代将缩小64%;同时许多地区气候出现干旱化趋势。气候型变化的主导因素是气温的升高。

  未来国家生态安全屏障区的气候型变化更明显一些,变化总面积达24%。其中变化最大的是青藏高原生态屏障区,数值达到41%,以FT范围的大幅缩减为主,会引起当前生物适宜分布范围的较大变化,生态脆弱性较大;川滇-黄土高原生态屏障区的变化百分率次之,为37%,以Cw和半干旱气候(BS)的较大扩张为代表,当前植被退化的风险较大;东北森林带的面积变化为20%,以寒温带大陆性气候(Ec)范围的收缩为主,影响寒温带北方针叶林生态系统;北方防沙带的变化数值为11%,半干旱和干旱面积的扩张占其中变化的近一半。

(a)中国当代(颜色填充柱)和21世纪末期(斜线柱)各气候型所占国土面积的比例及(b)21世纪末期各气候型变化率(单位:%)。(b)中圆点为平均值,竖线表示5个模拟间的1个标准差的范围

  Aw:热带稀树草原气候,BW:沙漠气候,BS:半干旱气候,Cw:冬干温暖气候;Cr:亚热带湿润气候,Do:温带海洋性气候,Dc 温带大陆性气候,Eo:寒温带海洋性气候,Ec:寒温带大陆性气候,FT:苔原气候

  论文信息:

  吴婕, 韩振宇, 石英, 高学杰,2022: 中国及其屏障区柯本气候分类的RegCM4集合预估. 科学通报,67(1): 99–112. https://doi.org/10.1360/TB-2021-0744.

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