基于高分辨率格點(diǎn)數據集CN05.1和區域氣候模式RegCM4對4個(gè)全球氣候模式動(dòng)力降尺度模擬（CdR、EdR、HdR、MdR）,識別了觀(guān)測和模擬的1981—2005年中國群發(fā)性高溫事件（CHTE）。在此基礎上,評估了模式對中國CHTE的模擬能力。結果表明：4個(gè)動(dòng)力降尺度模擬以及多模式集合（MME）均能很好地模擬出中國CHTE頻次、持續時(shí)間和累計強度的空間分布。不過(guò),HdR模擬的CHTE發(fā)生次數在新疆地區略偏少,而其他3個(gè)模擬試驗的CHTE次數在中國東南部略偏多。觀(guān)測中CHTE持續時(shí)間、極端強度、累計強度、最大影響面積、平均影響面積、綜合強度等的頻率分布規律均能被合理再現。MME也能很好模擬觀(guān)測揭示的CHTE綜合強度以及頻次、持續時(shí)間、強度、影響面積等單項指標的上升趨勢。單模式成員亦可再現大多數指標的上升趨勢,但也存在一定不足,如EdR模擬的CHTE綜合強度呈減弱趨勢,MdR模擬的CHTE頻次和極端強度呈弱的下降趨勢。
氣候變暖將導致高山區冰凍圈加劇融化,一方面融水資源時(shí)空分布的不確定性增大;另一方面,融水洪水災害發(fā)生的頻度和強度也將發(fā)生改變。基于氣象、水文數據和MODIS積雪覆蓋數據,利用融雪徑流模型(SRM),對1990—2012年共23年祁連山黑河札馬什克控制區融雪期徑流進(jìn)行模擬與驗證。結果表明：SRM在該流域具有較高的模擬精度（納什系數為0.91),可用于分析和預估控制區徑流強度變化。為此,采用黑河流域氣溫、降水降尺度數據,預估了未來(lái)氣候變化背景下積雪范圍變化及不同重現期洪水變化趨勢。結果顯示,與基準期相比,在RCP2.6、RCP4.5和RCP8.5情景下,最大積雪范圍可減小3%~7%,且隨著(zhù)海拔升高,變化愈劇烈。RCP2.6情景下因氣溫和降水變化幅度較小,到21世紀末各重現期洪水強度保持在10%以?xún)炔▌?dòng);RCP4.5情景下,各重現期洪水強度最高增大約20%;在RCP8.5情景下,各重現期洪水強度最高可增大超30%。相關(guān)分析結果顯示,不同重現期洪水徑流與氣溫和降水均具有較強相關(guān)性：重現期越長(cháng),洪峰與氣溫的相關(guān)性越大;重現期越短,洪峰與降水的相關(guān)性越大。通過(guò)預估氣候變化背景下的融雪性洪水事件強度及重現期變化,有助于有效開(kāi)展區域洪水風(fēng)險管理、提高洪水資源的利用價(jià)值。
選取中國東部季風(fēng)區南方贛江流域和北方官廳流域,基于逐日氣象和水文觀(guān)測數據率定和驗證了HBV水文模型,并以國際耦合模式比較計劃第五階段（CMIP5）中輸出要素最多的5個(gè)全球氣候模式在3種典型濃度路徑（RCP2.6、RCP4.5和RCP8.5）下的預估結果驅動(dòng)HBV模型,預估了氣候變化對21世紀兩個(gè)流域徑流的影響。結果表明：(1) 1961—2017年,贛江和官廳流域年平均氣溫均呈顯著(zhù)上升趨勢,升溫速率分別為0.17℃/(10 a)和0.28℃/(10 a);同期,贛江流域降水顯著(zhù)增加,官廳流域降水微弱下降。不同RCP情景下,21世紀兩個(gè)流域均將持續變暖、降水有所增加,北方官廳流域的氣溫和降水增幅均大于南方贛江流域。(2) 21世紀,官廳流域年、季徑流增幅遠大于贛江流域。官廳流域年徑流在近期（2020—2039年）、中期（2050—2069年）、末期（2080—2099年）均呈增加趨勢,RCP8.5情景下增幅最大、RCP4.5最小。贛江流域在RCP4.5下,近期、中期年徑流相對基準期略有減少,但在整個(gè)21世紀徑流呈上升趨勢;RCP2.6和RCP8.5下,21世紀中期以后徑流增幅下降。(3) 21世紀,東部季風(fēng)區北部的官廳流域發(fā)生洪澇、南方贛江流域發(fā)生干旱的可能性增大,不同RCP情景預估得到相同的結論。
全球變暖影響著(zhù)以流域徑流要素為主導的水文水資源系統的變化。長(cháng)江流域未來(lái)水資源量的時(shí)空分布對長(cháng)江大保護與長(cháng)江經(jīng)濟帶的發(fā)展意義重大。為探究全球升溫1.5℃和2.0℃對長(cháng)江流域徑流變化的影響,使用基于偏差校正的氣候模式集合數據驅動(dòng)兩參數月水量平衡模型,比較兩種升溫情景下徑流量的響應差異。結果表明：基于偏差校正的氣候模式集合數據可以較好地代表長(cháng)江流域歷史時(shí)期（1976—2005年）的年平均降水和年平均蒸散發(fā)情勢。兩參數月水量平衡模型與參數區域化方法相結合能較好地模擬長(cháng)江流域各子流域的月徑流量。升溫1.5℃時(shí),無(wú)論是年徑流量還是季節徑流量均呈上升趨勢,與歷史時(shí)期相比,50%以上三級子流域的增幅超過(guò)5%;升溫2.0℃時(shí),增幅超過(guò)8%。這表明升溫2.0℃情景下長(cháng)江流域水資源量將進(jìn)一步增加。相對于歷史時(shí)期,升溫1.5℃與2.0℃情景下長(cháng)江流域北部降水量增幅較大;徑流量增幅分布格局基本與降水量一致。漢江流域是全流域徑流量增幅最顯著(zhù)的區域。
利用1979—2018年太陽(yáng)后向散射紫外輻射計SBUV(/2)星下點(diǎn)臭氧遙感資料,結合ERA-Interim和MERRA-2大氣溫度再分析資料,考察青藏高原區域內拉薩和共和兩地春季臭氧和大氣溫度變化趨勢的差異性。結果表明拉薩和共和兩個(gè)地區的臭氧和大氣溫度逆轉趨勢均發(fā)生于1999年。對比2008年以來(lái)青藏高原整體臭氧總量變化速率（4.5 DU/(10 a)),拉薩臭氧總量變化更快,為5.9 DU/(10 a),共和相對較慢,僅為3.7 DU/(10 a);同時(shí),1999年以來(lái)拉薩和共和春季下平流層（100~30 hPa）大氣溫度分別以0.5~1.4℃/(10 a)和0.01~0.9℃/(10 a)速率增加,上對流層(250~175 hPa)大氣溫度分別以0.2~1.5℃/(10 a)和0.2~1.2℃/(10 a)速率降低。與2008年以來(lái)高原整體大氣溫度變化相比較,均慢于高原下平流層（125~70 hPa) 1~2℃/(10 a)的增溫速率,快于高原上對流層（225~175 hPa）0.4~1.1℃/(10 a)的降溫速率。兩地臭氧與大氣溫度的相關(guān)系數和回歸系數計算結果表明,拉薩和共和兩個(gè)地區1999年以來(lái)春季臭氧恢復速率的不同是導致兩地同期下平流層-上對流層溫度逆轉速率差異的重要因子之一。
采用1991—2017年BCC_CSM1.1m季節預測模式的月降水預測數據及福建省前汛期（4—6月）66個(gè)國家氣象站降水資料,利用距平相關(guān)系數(ACC)、時(shí)間相關(guān)系數(TCC)、平均方差技巧評分(MSSS)和趨勢異常綜合評分(Ps)等評估方法,檢驗評估了提前0、1、2和5個(gè)月模式對福建省前汛期降水的預測能力。采用系統偏差、一元線(xiàn)性回歸和EOF-相似誤差（EOFL和EOFNL）等4種統計方法對回報結果進(jìn)行訂正,并進(jìn)行效果檢驗。BCC_CSM1.1m在不同起報時(shí)間對福建省前汛期降水的預測均能抓住降水的前兩個(gè)主模態(tài)：全省一致和南北反向分布的空間特征,但預測的氣候平均值較實(shí)況存在負偏差。模式在不同起報時(shí)間對前汛期降水預測的TCC高技巧區主要位于福建省北部,ACC技巧和Ps評分存在比較大的年際差異,負系統偏差的存在使得MSSS技巧不高。經(jīng)訂正后,模式的預測能力得到明顯提升。系統偏差、線(xiàn)性回歸、EOF相似誤差線(xiàn)性和非線(xiàn)性訂正方法提前2個(gè)月起報的2011—2017年平均Ps評分分別提高5.9、3.5、6.7和7.8分;不同起報時(shí)間線(xiàn)性回歸訂正的2011—2017年平均ACC技巧分別提高0.02、0.21、0.12和0.11;上述4種方法訂正的MSSS評分均有了顯著(zhù)提高,其中系統偏差和線(xiàn)性回歸訂正后達正技巧。綜合而言,線(xiàn)性回歸訂正較其他3種訂正方法表現出更為穩定的訂正技巧。
根據IPCC共享社會(huì )經(jīng)濟路徑（SSPs）全球框架,基于中國國內生產(chǎn)總值歷史資料、人口普查數據及歷年各省統計年鑒,對柯布-道格拉斯（Cobb-Douglas）經(jīng)濟預估模型的勞動(dòng)參與率、資本產(chǎn)出彈性、全要素生產(chǎn)率等參數進(jìn)行本地化,預估分析2020—2050年中國（除港、澳、臺外）31個(gè)省（區、市）第一、第二和第三產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值變化。結果表明：(1)不同SSPs路徑下,中國各省分產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值的變化趨勢有顯著(zhù)差異。第一、第二產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值變化趨勢相同,但第二產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值遠高于第一產(chǎn)業(yè)。第一、第二產(chǎn)業(yè)在SSP1、SSP2和SSP5路徑下持續增加,在SSP3和SSP4路徑下呈現先增后減的趨勢。第三產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值在5種路徑下均呈持續上升趨勢。(2)三產(chǎn)產(chǎn)值增速總體呈下降趨勢,產(chǎn)業(yè)間增速及物質(zhì)需求的變化導致第一、第二產(chǎn)業(yè)對國內生產(chǎn)總值的貢獻逐漸減少,第三產(chǎn)業(yè)比重增加,產(chǎn)業(yè)結構逐漸優(yōu)化。(3)不同的社會(huì )經(jīng)濟發(fā)展政策對中國分省分產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值影響顯著(zhù)。2020—2050年,三產(chǎn)產(chǎn)值基本呈現東高西低的空間特點(diǎn)。與2010年相比,2050年三產(chǎn)產(chǎn)值均在東部經(jīng)濟區增加最多,第一、第二產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值在東北經(jīng)濟區增加最少,而第三產(chǎn)業(yè)在西部經(jīng)濟區最少。2050年,中國各省第一產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值對經(jīng)濟貢獻普遍低于8%,第二產(chǎn)業(yè)在25%~30%,第三產(chǎn)業(yè)普遍高于60%。東部經(jīng)濟區第三產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值對經(jīng)濟總量的貢獻始終高于西部,產(chǎn)業(yè)結構更為合理。
在全國推崇節能減排,尋求低碳經(jīng)濟發(fā)展的大環(huán)境下,探究不同收入水平下各影響因子與碳排放的關(guān)聯(lián)性有助于區域異質(zhì)性碳減排政策的制定。根據2002—2016年的經(jīng)濟發(fā)展水平數據,將中國30個(gè)省及直轄市（不包含西藏及港、澳、臺地區）劃分為4個(gè)不同收入水平,分別建立面板向量自回歸（PVAR）模型,并運用面板格蘭杰因果檢驗、脈沖響應和方差分解探究城市化、產(chǎn)業(yè)結構、能源消費、經(jīng)濟增長(cháng)與碳排放之間的關(guān)聯(lián)性。研究結果表明,處于不同收入水平下的省份各影響因子與碳排放之間的關(guān)系存在異質(zhì)性。收入水平較高的省份當前城市化水平已產(chǎn)生顯著(zhù)的減排效應,而欠發(fā)達地區仍處于城市化進(jìn)程加速碳排放階段;4個(gè)收入水平下能源消費均會(huì )長(cháng)期影響碳排放,但欠發(fā)達地區更加需要擺脫能源依賴(lài)的經(jīng)濟發(fā)展路徑,并且提高能源利用率從而降低碳排放;非高收入水平省份產(chǎn)業(yè)結構對碳排放造成的影響明顯高于高收入水平省份。此外,實(shí)證結果表明,中國仍處于碳排放與經(jīng)濟發(fā)展的同步增長(cháng)階段,減排政策將會(huì )對經(jīng)濟增長(cháng)產(chǎn)生負向反饋,故現有減排路徑的選擇需要高度審慎的設計與實(shí)施。
全國碳市場(chǎng)將在電力行業(yè)啟動(dòng)交易,配額分配方法是其核心。通過(guò)試點(diǎn)經(jīng)驗對比分析,將對全國起到借鑒作用。研究結果表明,八試點(diǎn)共納入電力企業(yè)202家,在覆蓋范圍、信息披露、分配方法、抵消機制等方面存在共性和差異,但普遍存在基準線(xiàn)法基礎薄弱、間接排放處理不科學(xué)、熱電聯(lián)產(chǎn)供電和供熱分攤困難等問(wèn)題。建議在制定全國碳市場(chǎng)電力部門(mén)配額分配方案時(shí)應考慮循序漸進(jìn)、協(xié)調推進(jìn)、穩定性、科學(xué)與實(shí)用、激勵和靈活、公開(kāi)透明等基本原則。
