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通過(guò)對冰凍圈研究在中國的重要作用和對冰凍圈科學(xué)在國內外研究現狀的系統總結和分析，凝煉出了目前面臨的關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題及未來(lái)研究重點(diǎn)。總體來(lái)看，國際上更多關(guān)注冰凍圈變化對氣候、海平面和環(huán)境的影響；而作為中、低緯度地區冰凍圈最發(fā)育的中國而言，冰凍圈變化對生態(tài)、水、環(huán)境及氣候均具有重要影響。目前需要解決的關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題為不同類(lèi)型冰川對氣候變化的響應機理及水資源影響評估的尺度轉化機制、凍土與植被間水熱傳輸過(guò)程的準確模擬、冰凍圈物理過(guò)程參數化及其與氣候模式的耦合。為解決上述關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題，需要開(kāi)展以下研究：冰凍圈過(guò)程及其對氣候變化的響應機理研究、冰凍圈變化的影響研究和冰凍圈變化的適應對策研究。

利用NCAR的新一代GCM CAM3.1版本模式，研究了歐亞大陸春季積雪異常對北半球大氣環(huán)流和中國夏季降水的影響。結果表明，春季積雪異常通過(guò)改變其后夏季的土壤濕度和溫度分布，造成對流層厚度場(chǎng)的異常，激發(fā)一個(gè)從歐洲西部到東亞的500 hPa高度場(chǎng)異常波列。我國南、北方處于符號相反的高度場(chǎng)異常區，同時(shí)降水也呈現南北相異的態(tài)勢，這表明春季歐亞積雪異常是影響我國夏季降水分布的一個(gè)重要因子。

利用1967年航片數據、1986和2000年兩期遙感TM數據，對長(cháng)江黃河源區高寒生態(tài)系統分布格局變化進(jìn)行了分析，并結合源區氣候變化觀(guān)測數據，分析了源區高寒生態(tài)系統變化與氣候的關(guān)系和陸面生態(tài)系統變化對源區水文過(guò)程的影響。結果表明：過(guò)去40 a來(lái)，長(cháng)江源區高覆蓋草甸、高覆蓋草原和濕地面積分別減少了13.5%、3.6%和28.9%，黃河源區高覆蓋草甸、高覆蓋草原和濕地面積分別減少了23.2%、7.0%和13.6%，江河源區低覆蓋草甸、草原和沙漠草地面積均不同程度地增加；長(cháng)江、黃河源區氣溫變化率分別為0.27和0.31℃/10a，降水的變化趨勢在長(cháng)江、黃河源區分別以0.36和0.07 mm/a的速率遞增，氣溫持續升高和由此引起的凍土退化是導致高寒生態(tài)系統退化的主要因素之一；陸面生態(tài)系統退化對源區水文過(guò)程影響顯著(zhù)，在降水沒(méi)有明顯變化的情況下，長(cháng)江、黃河源區徑流系數分別由1960年代的0.16和0.28下降到21世紀的0.12和0.21，且降水－徑流關(guān)系減弱，出源徑流趨于減少，洪水發(fā)生頻率顯著(zhù)增加，水源涵養指數持續減小。如何應對氣候變化，維護源區高寒生態(tài)系統功能，已成為迫切需要關(guān)注和解決的關(guān)鍵問(wèn)題。

根據珠江流域1961-2007年氣溫、降水量觀(guān)測資料和ECHAM5/MPI-OM模式2011-2060年預估結果，分析了流域過(guò)去47 a的氣溫和降水量變化，并預估未來(lái)50 a變化趨勢。結果表明，在全球變暖的背景下，過(guò)去47 a溫度呈上升趨勢，約升高1.8℃。冬季增溫最明顯，夏季最弱。未來(lái)50 a流域溫度仍呈上升趨勢，A1B情景下升幅約1.9℃，并且年際變化增強。A2和B1兩種排放情景下秋季升溫最顯著(zhù)，冬季最弱，A1B排放情景與此相反。過(guò)去47 a秋季降水量呈減少趨勢；春、夏、冬季和年降水量均呈增加趨勢。未來(lái)50 a降水總體呈增加趨勢，A1B排放情景降水增加最多，約為230 mm。A2、A1B和B1情景下降水季節分配未發(fā)生顯著(zhù)變化。年降水和冬季降水的年際變率增強，秋季減弱。

根據松花江流域1961-2000年觀(guān)測氣溫、降水量資料和ECHAM5/MPI-OM模式對該流域21世紀前50 a氣候變化的預估結果，分析了松花江流域1961-2000年年平均氣溫和年降水量變化，并對21世紀前50 a氣溫和降水量變化趨勢進(jìn)行了預估。結果表明，在全球變暖的背景下，作為中國氣候變暖區域響應的先鋒，松花江流域年平均氣溫自1980年代初持續升高，升溫幅度比較顯著(zhù)；年降水量在1961-2000年無(wú)明顯增加或減少趨勢，年代際差異也不大。相對于1961-1990年的氣候場(chǎng)，21世紀前半葉，年平均氣溫仍將呈明顯增加趨勢，到2040年代升溫幅度達1℃以上，年降水量變化趨勢不顯著(zhù)，可能微弱增加，但冬季平均氣溫和冬季降水量都呈增加趨勢，春季降水量也為增加趨勢。

利用ECHAM5/MPI-OM氣候模式輸出的2001-2050年逐月降水量資料，考慮IPCC采用的3種排放情景（A2：溫室氣體高排放情景；A1B:溫室氣體中排放情景；B1：溫室氣體低排放情景），計算其標準化降水指數,分析了中國2050年前3種排放情景下的旱澇格局。結果表明：3種情景下旱澇趨勢空間分布不同，其中A2情景下旱澇格局同1961-2000年觀(guān)測到的旱澇格局相似，均存在一條由東北向西南的干旱帶；而A1B和B1情景下旱澇格局則發(fā)生了很大的變化，尤其B1情景下出現了"北澇南旱"的格局。未來(lái)50 a干旱面積在A(yíng)2情景下呈略增加趨勢；A1B和B1情景下為減少趨勢。3種情景下干旱頻率的空間分布也各不相同。

根據1951-2006年黃河和長(cháng)江流域雨澇災害災情統計資料，分析了兩個(gè)流域雨澇災害發(fā)生頻率的時(shí)空分布特征，結果表明：近50 a以來(lái)，特別是20世紀80年代以來(lái)，受氣候變化影響，黃河和長(cháng)江流域雨澇災害不斷增加，農作物受災、成災面積呈增加趨勢，損失日趨嚴重，且長(cháng)江流域受雨澇災害影響范圍較大，災害發(fā)生頻率大于黃河流域。受暴雨影響，夏季兩個(gè)流域雨澇發(fā)生頻率最高、范圍最廣。20世紀80年代末以來(lái)，黃河流域雨澇災害增加趨勢較為明顯，而長(cháng)江流域80年代初雨澇受災面積和成災面積顯著(zhù)增加。兩個(gè)流域雨澇災害的受災率均自上游至下游逐漸增加，其中長(cháng)江流域中下游地區受雨澇災害影響較大。

采用氣象資料和經(jīng)濟統計資料，以北京市為例，分析了城鎮住宅空調致冷耗能的影響因素。結果顯示：在一定建筑設計標準下，直接影響城鎮住宅空調致冷耗能的因子主要有降溫強度、城鎮人口數、人均住宅建筑面積和城鎮家庭空調器擁有比例。總的來(lái)說(shuō)，由于目前中國城市化進(jìn)程的加速，城鎮人口、人均住宅建筑面積、城鎮空調器擁有比例在不斷增加，因此，無(wú)論氣候變暖或變冷，各地空調致冷耗能不可避免地在增加。在上述因子中，氣候是目前為止唯一可能起到降低能耗作用的因子。對于城市化較快的北京市，由于城鎮家庭空調器擁有比例的快速增長(cháng)，城鎮家庭空調器擁有比例這一因子對空調致冷耗能增量的貢獻率普遍最大。

對1971-2000年營(yíng)口地區各月大風(fēng)及大風(fēng)日數等要素資料的分析表明：1971-2000年營(yíng)口地區各月最大風(fēng)速≥6級和≥8級的日數表現為春季＞冬季＞秋季＞夏季，≥6級和≥8級的年大風(fēng)日數均呈遞減趨勢，變化速率分別為-27.4 d/10a和-6.7 d/10a；1981-2000年營(yíng)口地區最大風(fēng)速≥6級和≥8級的年大風(fēng)日數變化速率分別為-13.1 d/10a和-6.1 d/10a，反映出1971-2000年大風(fēng)日數遞減趨勢較1981-2000年顯著(zhù)，春夏季（3-6月）遞減趨勢尤為顯著(zhù)。氣溫日較差減小所導致的局地環(huán)流減弱可能是營(yíng)口地區大風(fēng)日數減少的一個(gè)原因。