基于柯本气候分类的中国大陆气候变化研究(1961-2010年)

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柯本气候分类法是以气温和降水两个气候要素为基础,并参照自然植被分布的一种气候分类法,该分类法系统分明,各气候类型有明确的数量界限,至今仍被广泛采用。近年来,多种气候分类方法被尝试应用于探讨了我国气候分类与气候变化,但大多使用国内的体系和方案,缺乏与国际接轨。本文采用柯本气候分类法研究近五十年的中国大陆气候,发现中国大陆地区主要气候带有干带(B)、温暖带(C)、冷温带(D)和以高地气候为主的极地带(E),主要气候型有草原气候(Bs)、沙漠气候(Bw)、冬干温暖气候(Cw)、常湿温暖气候(Cf)、冬干冷温气候(Dw)、苔原气候(ET)。气候类型作为一个地理学概念包含了综合性的气候信息,同时研究气候类型变化也是研究气候变化的重要方式。本文使用气候类型面积变化这一地理学指标来探讨中国大陆1961-2010年年际和年代际气候变化特征,气候型的划分基于国际通用的柯本气候分类法,计算了东亚夏季风指数(EASMI)、南亚夏季风指数(SASMI)、夏季西风指数(SWI)、东亚冬季风指数(EAWMI)、海冰指数(SII)等指数,分析这些气候要素的强弱对各气候型面积变化的影响。研究结果显示:柯本气候类型的年际变化显示,东亚夏季风主要影响沙漠气候。南亚夏季风主要影响常湿冷温气候、沙漠气候、热带疏林草原气候。夏季西风主要影响苔原气候、常湿冷温气候。东亚冬季风主要影响热带疏林草原气候、草原气候、冬干冷温气候、常湿冷温气候。海冰指数主要影响热带树林草原。而其中对中国大陆气候影响区域最广,影响程度最明显的是东亚冬季风。10年平均气候类型显示,出现变化的区域主要分布在天山以北地区,青藏高原西部,瑷珲腾冲线附近以及梅雨边缘区。年代际尺度的气候类型变化表现为中国大陆整体出现变暖趋势,北方地区出现变干趋势。年际尺度的各气候类型面积变化表现出明显的升温趋势,而未表现出明显的降水变化趋势。本文提出了一种新的气候敏感区定义机理,并使用该方法划了分中国大陆的气候敏感区。这种新的划分方法基于气候类型及其变化,气候类型变化频繁的区域被认为是敏感区。同时,本文计算了中国大陆在1961-2010年的温度和降水的变化趋势,并将结果与同时期的气候敏感区进行比较,并结合CESM气候模型预测21世纪40年代和90年代气候敏感区的变化。结果显示:本文提出的气候敏感区划分方法,与降水敏感区有较好拟合;中国大陆气候最敏感的区域分布在瑷珲腾冲线附近、秦岭淮河一线,青藏高原西部和天山以北部分地区,气候最为稳定的区域分布在青藏高原中东部、昆仑山、祁连山以北、天山以南、贺兰山以西的大片区域和大兴安岭附近;本世纪2040s至2090s,西部(贺兰山、横断山以西)地区气候敏感区基本不变,而东部地区的气候敏感区则逐渐向北偏移。
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