重點(diǎn)考慮北京地區的氣候條件、環(huán)境特點(diǎn)以及社會(huì )經(jīng)濟發(fā)展過(guò)程中的主要人類(lèi)活動(dòng)，從氣候資源現狀、人類(lèi)活動(dòng)強度和生態(tài)環(huán)境狀態(tài)3個(gè)基本要素層出發(fā)，構建人類(lèi)活動(dòng)影響下的北京地區氣候承載力評估指標體系，評估人類(lèi)活動(dòng)影響下的北京地區氣候承載力情況，分析了氣候承載力構成要素的空間分布及相對水平，解析了不同區縣氣候承載力的相對狀況及主要制約因子。結果表明，北京地區氣候承載力指數（ICCC）在0.24~2.24之間變化，其中延慶縣、密云縣、昌平區的氣候承載力較高，東城區、西城區、順義區、石景山區、豐臺區、房山區、朝陽(yáng)區的氣候承載力相對較差，海淀區、大興區、懷柔區、門(mén)頭溝區、平谷區、通州區居中。在各行政區縣內部，東城區、西城區、豐臺區、順義區、朝陽(yáng)區的氣候承載力空間差異性較小；而延慶縣、懷柔區、門(mén)頭溝區等郊區氣候承載力空間差異性較大，這主要受氣候條件和生態(tài)環(huán)境的區域差異性影響。從氣候承載力的構成要素看，懷柔區、延慶縣及門(mén)頭溝區的氣候承載力主要受氣候資源的限制；城六區和房山區等地的氣候承載力主要受人類(lèi)活動(dòng)強度及生態(tài)環(huán)境要素的限制。就氣候承載力具體指標而言，東城區、西城區、海淀區、朝陽(yáng)區主要受人口密度、人均綠地面積以及生產(chǎn)生活排污量的影響；石景山區主要受空氣質(zhì)量較差的影響，房山區則受空氣質(zhì)量差和人均能耗高的影響。
利用氣象觀(guān)測、高分辨率城市地理信息和衛星遙感數據，通過(guò)將氣象類(lèi)指標與城市類(lèi)指標相結合，開(kāi)展了北京地區風(fēng)環(huán)境容量指標和區劃的探索性研究。結果表明：水平風(fēng)速和大氣混合層厚度兩個(gè)指標在空間上均呈北部和東部地區高、中心城區和西南地區低的特征；中心城核心區和衛星城的地表粗糙度長(cháng)度較高，二環(huán)內老城區建筑多為平房，地表粗糙度長(cháng)度小于二環(huán)外其他中心城區，形成較明顯的空心環(huán)狀結構；在中心城區外的植被地區，北部和西部山區粗糙度長(cháng)度明顯高于平原區；加權綜合水平風(fēng)速、大氣混合層厚度和地表粗糙度長(cháng)度3個(gè)指標，計算不同等級風(fēng)環(huán)境容量指數閾值，在空間上西南地區的房山、門(mén)頭溝、海淀、石景山、豐臺以及中心城區的東城和西城等地風(fēng)環(huán)境容量指數較低，其中二環(huán)至四環(huán)范圍是風(fēng)環(huán)境容量指數最低區域，這與北京經(jīng)濟、金融和商業(yè)中心空間分布一致；延慶、懷柔、密云的北部以及通州的絕大部分地區為風(fēng)環(huán)境容量指數高值區，其他平原區多為中等風(fēng)環(huán)境容量指數區。
從服務(wù)新型城鎮化進(jìn)程出發(fā)，本文基于氣候條件與人類(lèi)活動(dòng)的相互作用關(guān)系，同時(shí)考慮氣候的資源和災害雙重屬性，識別并構建了包含氣候資源供給、氣候災害限制和城鎮化協(xié)調發(fā)展水平三方面要素的氣候承載力評價(jià)指標體系，進(jìn)而采用熵權法、耦合協(xié)調度模型和GIS技術(shù)等方法實(shí)現了指標的量化，形成了氣候承載力的綜合評價(jià)指標和模型。以皖江城市帶為例，應用該套指標方法探討了氣候承載力的空間格局與關(guān)鍵影響因子，結果表明，皖江城市帶城鎮化發(fā)展格局與氣候承載力分布較為一致，氣候承載力較高的地區意味著(zhù)可容納的城市發(fā)展負荷量較高，而與之對應的這些地區城鎮化集聚程度也較高；但氣候承載力水平空間差異顯著(zhù)，區域整體氣候承載力還有待進(jìn)一步優(yōu)化提升。根據城鎮化集聚度和氣候承載力特點(diǎn)，將皖江城市帶分為4個(gè)等級和12種類(lèi)型，并進(jìn)一步揭示了不同類(lèi)型地區存在的承載力"短板"和問(wèn)題現狀。
基于1961-2010年安徽省氣象臺站的定時(shí)觀(guān)測資料，采用國標法計算安徽省近50年大氣穩定度、混合層厚度和大氣環(huán)境容量系數，并結合合肥市空氣質(zhì)量逐日觀(guān)測數據初步分析了大氣環(huán)境容量系數對空氣質(zhì)量的影響。結果表明：安徽省大氣穩定度以中性類(lèi)居多，穩定類(lèi)其次；近50年來(lái)，中性類(lèi)穩定度呈明顯下降趨勢，不穩定類(lèi)和穩定類(lèi)呈顯著(zhù)上升；不穩定類(lèi)和穩定類(lèi)有明顯的季節差異，中性類(lèi)不明顯。年平均混合層厚度顯著(zhù)下降；春季混合層厚度在2000年左右發(fā)生轉折，夏、秋、冬三季下降趨勢顯著(zhù)；春、夏季混合層厚度高于秋、冬季，冬季最低，春季最高。安徽省大氣環(huán)境容量系數以沿淮中部、大別山區南部和沿江中西部最大，淮北大部、大別山區北部和江南南部最小，各地均呈現一致的顯著(zhù)下降趨勢，并具有明顯的年代際變化特征。年內大氣環(huán)境容量系數呈"雙峰型"分布，秋、冬季為低值時(shí)段，大氣對污染物容納能力較差，不利于擴散和清除，空氣質(zhì)量較差。總的來(lái)看，1961-2010年安徽省大氣穩定度顯著(zhù)增加，混合層厚度較明顯下降、風(fēng)速快速減弱是全省大氣環(huán)境容量系數變小、大氣自?xún)裟芰p弱的最主要原因。
使用區域氣候模式RegCM4.4，對全球模式CSIRO-Mk3.6.0在RCP4.5情景下的氣候變化試驗結果（1950-2100年）在東亞地區進(jìn)行25 km動(dòng)力降尺度試驗，比較了CSIRO-Mk3.6.0和RegCM4.4預估中國地區的21世紀氣候變化。結果表明，兩個(gè)模式預估未來(lái)中國地區氣溫持續升高，升溫幅度具有區域性特征，RegCM4.4預估區域平均升溫幅度低于CSIRO-Mk3.6.0，但二者年際波動(dòng)基本一致。兩個(gè)模式預估未來(lái)降水在中國西部以持續增加為主，東部則表現出較大的不一致性，預估區域平均年降水量變化不大，呈現冬季明顯增加，夏季微弱減少的特點(diǎn)。此外，為了解區域氣候模式對中國降水預估的不確定性，對本研究和以往RegCM3使用相同分辨率模擬得到的未來(lái)降水預估進(jìn)行了對比，兩個(gè)區域模式預估中國西部大部分地區未來(lái)降水一致性增加，東部存在明顯不一致（冬季中、高緯除外）。
利用1961-2014年水平分辨率為0.5°×0.5°的均一化氣溫網(wǎng)格數據，分析全球變暖趨緩期（1998-2014年）中國氣溫的變化特征。結果顯示：1998-2014年中國氣溫上升趨緩明顯，與增暖期（1985-1997年）相比，年平均氣溫和年平均最高氣溫由升溫趨勢轉為降溫趨勢，分別為-0.05℃/10a和-0.11℃/10a，而年平均最低氣溫仍保持弱的上升趨勢（0.06℃/10a）。全球變暖趨緩期中國的增暖型發(fā)生了顯著(zhù)變化：北方地區由增溫趨勢轉為降溫趨勢，青藏高原和西南地區則呈現出相對強的增溫趨勢；從季節來(lái)看，冬季降溫最強、夏季增溫較其他季節偏強，而冬季（強降溫）正是中國增暖趨緩的主要貢獻季節。增溫最強的要素仍然是最低氣溫。
基于長(cháng)江中下游流域120個(gè)氣象站點(diǎn)1971-2015年日值氣溫數據，2006-2015年ERA-Interim土壤濕度再分析資料和2006-2015年MODIS衛星遙感植被指數產(chǎn)品MOD13A3，研究了在考慮全球變暖背景下，長(cháng)江中下游流域春、夏、秋、冬4個(gè)季節平均氣溫在三峽大壩運行前后的變化，采用百分比閾值方法量化最高和最低氣溫并進(jìn)行MK突變檢驗，并分析三峽大壩運行后的長(cháng)江中下游流域四季土壤濕度和增強型植被指數（EVI）的變化。結果表明：長(cháng)江中下游流域四季平均氣溫在三峽大壩運行以后出現明顯變化，江南地區主要出現增溫現象，江北地區主要出現降溫現象；MK突變檢驗結果顯示，江南地區的高溫日和江北的低溫日均在2006年左右發(fā)生突變，與三峽大壩完全運行的時(shí)間相符；長(cháng)江中下游流域土壤濕度在三峽大壩運行后出現南濕北干的變化趨勢；EVI在江南地區諸多區域出現顯著(zhù)增加趨勢，其中冬季最突出（33.06%），而江北地區諸多區域則出現顯著(zhù)減小趨勢，其中夏季最明顯（5.11%），EVI與平均氣溫的空間變化在春、夏、冬3個(gè)季節顯著(zhù)相關(guān)。
利用北京地區1977-2013年18個(gè)站點(diǎn)逐小時(shí)降水資料，將小時(shí)降水分為弱降水（第50百分位值以下）、中等強度降水（第50至90百分位值）以及強降水（第90百分位值以上）3個(gè)等級，對北京地區山區、郊區以及城區夏季不同強度等級降水變化特征進(jìn)行了深入細致的分析。結果表明，北京地區夏季降水量存在顯著(zhù)的減少趨勢，這種減少趨勢主要是由于弱降水和中等強度降水的顯著(zhù)減少引起的，強降水沒(méi)有表現出明顯的增多或減少趨勢；與郊區相比，2004年之后城區的強降水對夏季總降水量的貢獻越來(lái)越大而弱降水的貢獻減小。在降水日變化上，不同地區、不同等級的降水存在差異。弱降水存在清晨和夜間雙峰值特征，中等強度和強降水只存在夜間單峰值特征。清晨峰值時(shí)刻，山區、郊區和城區弱降水都表現出一致的顯著(zhù)減少趨勢；夜間峰值時(shí)刻，山區的各等級降水變化不顯著(zhù)，而在2004年之后，城區弱降水少于郊區，強降水則多于郊區。北京地區降水過(guò)程不對稱(chēng)性特征（降水過(guò)程峰值前后差異性）十分明顯，其中以強降水的不對稱(chēng)性最強，相對于郊區和山區來(lái)說(shuō)，城區強降水過(guò)程的不對稱(chēng)性有增大的趨勢。
選擇吳淞站和呂四站2個(gè)驗潮站數據，通過(guò)統計學(xué)方法進(jìn)行長(cháng)江口海平面上升預測，從而構建了一套長(cháng)江口地區較完備的海平面上升情景庫：以2013年為基準年份，其最佳預測值的范圍在2030年、2050年、2100年分別為50~217 mm，118~430 mm，256~1215 mm。以此情景庫為基礎，探究海平面上升變化對長(cháng)江口濱海濕地的影響，結果表明：隨著(zhù)海平面上升值的增加，長(cháng)江口濱海濕地的面積不斷減少；在基于驗潮站數據作趨勢外推得到的情景下，濕地面積減少較平緩，而在考慮全球變暖背景的情景下，濕地面積減少迅速；且不論在何種情景下，時(shí)間尺度越大，濕地減少的面積越大。
利用最大熵模型，結合地形、植被、氣象等環(huán)境因子，模擬了湖北省釘螺在基準期（1986-2005年）的分布，預測了RCP2.6、RCP4.5、RCP8.5這3種未來(lái)情景下2021-2040年、2051-2070年和2081-2100年湖北省釘螺潛在分布風(fēng)險。結果表明，基于主導環(huán)境因子建立的最大熵模型的受試者工作特征曲線(xiàn)（ROC）下的面積（AUC）平均值達到0.894±0.024，可用于未來(lái)氣候變化情景下湖北省釘螺的潛在分布研究。3種排放情景下釘螺潛在分布低、中風(fēng)險區范圍相對基準期分別擴大了4.5%和1.6%，無(wú)風(fēng)險區范圍縮小了9.3%；伴隨著(zhù)未來(lái)可能的氣候變化，釘螺潛在分布中、高風(fēng)險區向北移動(dòng)。
1951-2014年，北京市年平均氣溫以0.37℃/10a的速度上升，且熱島效應強度和范圍增大。隨著(zhù)北京城市化發(fā)展，氣候變化給北京市能源系統帶來(lái)的額外壓力也趨于顯著(zhù)。本研究著(zhù)重分析了氣候變化條件下能源系統的脆弱性。研究結果表明，氣候變化下北京市能源系統的脆弱性主要表現在高溫天氣條件下，電力需求負荷超過(guò)電力供應系統設計最大負荷；低溫條件下，天然氣供應短缺；極端天氣給能源生產(chǎn)、能源供應和能源運輸造成威脅。針對北京市能源系統的脆弱性，借鑒國際經(jīng)驗，提出了北京市能源系統提升氣候變化適應能力的短期戰略和長(cháng)期戰略，并分別從政策、技術(shù)和管理方面提出了短期戰略的適應建議。
