未来东亚干旱区水循环对全球变暖的响应
编号:1193
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更新:2024-04-11 12:25:54 浏览:702次
张贴报告
摘要
气候变化加剧了东亚干旱地区水资源短缺的威胁,这里是世界上人口最密集的干旱地区。水循环不断地供应水分以支持所有生命。以往的研究多集中于对该地区单个水文变量变化的分析;然而,在气候变暖背景下为未来东亚干旱区整体的水循环的变化仍然不明确。利用第六次国际耦合模式比较计划(CMIP6)SSP5-8.5排放情景下的多模式预估,我们探讨了其水循环中的水通量(如降水、蒸发、总径流和土壤湿度)在不同季节对未来全球变暖的响应。研究发现,冬季东亚干旱区水循环的增强反映在降水(4.54 mm/K)、蒸散发(3.02 mm/K)、总径流(1.14 mm/K)和表面土壤湿度(0.38mm/K)的强劲增长上。夏季整体也经历一个加强的水循环,表现为降水(7.35 mm/K)、蒸散发(5.36 mm/K)和径流(1.99 mm/K)增加,表面土壤湿度(-0.06 mm/K)随着蒸发需求的增加而降低;值得注意的是,夏季东南部和西北部是反向变化,前者降水增加而后者减少。降水和蒸散发是大气水平衡和地表水平衡的桥梁,我们进一步从这两个方面进行分析。
从地表水平衡角度,利用订正了地表阻力的Budyko-Penman模型量化各个气候因子对蒸散发对增温响应的贡献。夏季受季风影响,水汽较充足,能量限制更为显著,增温使得大气水分需求增加,蒸散发变化由降水(59.37%)和饱和水汽压和实际水汽压之差(55.14%)共同主导;其他的因子贡献依次为地表阻力(-40.14%)、净辐射(24.27%)、近地面空气温度(3.77%)和风速(-2.40%)。冬季主要受西风带影响,水分限制较大,因此降水的正贡献最大(56.08%),其次为VPD (44.64%)、地表阻力(-29.15%)、净辐射(22.51%)、近地面空气温度(4.93%)和风速(-0.014%);
从大气水平衡角度,采用大气水分平衡方程量化不同过程对降水对增温响应的贡献。夏季降水增加主要归因于水平动力和垂直热力项的正贡献,这与预估的未来东亚夏季季风增强和西扩密切相关。冬季降水增加由垂直动力和水平热力项主导,这与未来垂直上升运动增强和湿度增加密切相关。
关键词
东亚干旱区,水循环,Budyko-Penman Budget
稿件作者
任钰
兰州大学
于海鹏
中国科学院西北生态环境资源研究院
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