中国退耕还林（草）区植被净初级生产力及驱动力分析

这是一篇关于植被净初级生产力,退耕还林(草)工程,碳汇,气候变化,人类活动的论文, 主要内容为中国政府实施的退耕还林(草)工程是世界上最大的生态恢复工程之一,具有巨大的碳汇潜力,对实现“碳中和”目标有着重大贡献。然而,退耕地的植被动态变化特征及退耕地碳汇的驱动力尚不清楚。因此,深入了解退耕地的植被时空变化特征,分析气候变化和人类活动对植被动态的影响及作用机制,对促进退耕还林(草)工程可持续发展有着重要意义。本研究基于三期Globe Land30地表覆盖数据以确定2010年与2020年的退耕还林(草)工程退耕地范围,并通过CASA(Carnegie-Ames-Stanford approach)模型模拟确定2011-2020年间退耕地植被净初级生产力(Net Primary Productivity,NPP)。结合气象、植被类型、农村人口密度等数据,采用Sen’s趋势检验法、相关性分析、约束线方法和残差趋势分析等方法,分析了2011-2020年间植被NPP时空变化特征,探究了气候变化和人类活动对植被NPP变化的影响及相对贡献率。主要结论如下:(1)2001-2020年间退耕还林(草)工程退耕地面积达到了261523.08 km2,其中2001-2010年退耕地面积为131297.76 km2,2011-2020年退耕地面积为130225.32 km2。退耕地集中在中国东北、西南及长江中下游地区,其中还林地集中在中南大区、西南大区等山地丘陵较多地区,还草地集中在华北大区、西北大区及西南大区。(2)2011-2020年间退耕地植被NPP呈现东南高、西北低的空间分布特点,具有明显空间异质性,年均值在477.77-976.22 g C·m-2·year-1间,十年总量达到了2014.41Tg C。植被NPP年均值与总量最高的两个大区为西南大区与中南大区,华北大区年均值最低,西北大区总量最低。2011-2020年间退耕还林(草)工程植被NPP整体呈现增加趋势,极显著增加地区分布在长白山脉、黄土高原及云贵高原地区,极显著减少地区分布在华北平原、淮河流域及云南省南部地区。(3)2011-2020年间NPP受温度、降水量年均值影响,温度、降水呈现自东南向西北减少的空间分布格局,温度整体呈现上升趋势,降水变化不显著。2011-2020年间农村人口密度整体呈极显著下降趋势,牧区畜牧业产值整体呈现极显著上升趋势。退耕地植被NPP与温度、降水间以正相关为主,与农村人口密度、牧区畜牧业产值相关性不高。农村人口密度、牧区畜牧业产值与退耕地NPP间的约束关系拟合效果较好,约束线皆为单峰二次曲线型。(4)2011-2020年间退耕还林(草)工程实施区大部分地市植被NPP人为相对贡献率为0,表明大部分工程实施区由气候主导植被变化。人类活动对植被NPP贡献率为正的地市较人类活动对植被NPP贡献率为负的地市占比多。贡献率为正的地市分布在中国北方、横断山脉和武夷山脉地区,贡献率为负的地市分布在青藏高原南部及长江中下游地区。本研究分析并比较了退耕还林(草)工程植被NPP时空变化格局及驱动因素,并对该工程提出了相应建议。论文研究结果表明,自退耕还林(草)工程实施以来,工程区植被恢复效果明显,且植被生长与气候与人类活动有显著关系。该研究为进一步实施退耕还林(草)工程和其他生态恢复项目,提高生态系统服务功能和可持续发展的能力提供了理论支持。

近30年来秦岭南北坡植被指数时空差异及其对区域气候的响应

这是一篇关于秦岭,植被指数,气候变化,温度,降水的论文, 主要内容为秦岭作为亚洲东部最高的山地,是我国重要的气候和生物地理分界线,同时又是南水北调中线的主要水源地。本文利用1981年7月-2003年12月的GIMMS、1998年4月-2007年10月的SPOT VEGETATION (SPOT VGT)数据和气候资料等,研究秦岭南北坡地区的植被指数及其对气候变化的响应,不仅可以揭示全球变暖大趋势下秦岭南北坡地区森林生态系统的响应程度,而且为本地区生物多样性保护和水源地保护提供理论支撑。其主要研究结果和进展如下： (1)秦岭南北坡地区植被指数(NDVI)的时空变化特征 季变化特征。近30年来,秦岭南北坡地区NDVI的季平均值均随时间呈波动变化,且具有相似的变化趋势；春季和秋季秦岭南北坡地区的NDVI逐年增加,而夏季和冬季的NDVI却随时间呈降低趋势；秦岭南北坡地区植被指数差异形成主要在夏季,夏季秦岭南坡地区的NDVI值比秦岭北坡地区高0.1左右,其他季节差异不显著。 年变化特征。秦岭南北坡地区植被指数的年平均值均随时间呈微弱的降低趋势,且秦岭北坡地区降低速度大于秦岭南坡地区。1998年以前,两地区的植被指数总体比较稳定；自1998年起,植被指数波动较大,于2000年出现了最低值。且秦岭南北坡地区NDVI的年均值差异逐渐增大。 年最大NDVI变化特征。秦岭北坡地区年最大NDVI达显著减少的像元数占总像元数的49.6%,而南坡地区占55.9%。达显著增加的像元数北坡地区显著多于南坡地区。 (2)秦岭南北坡地区植被指数对气候变化的响应 近30年来,秦岭南北坡地区的气候变化具有趋同性,表现出气候暖干化特征。1998年以前,秦岭南北两地区春夏两季的NDVI与温度显著相关,且秦岭南坡地区温度对植被指数的影响存在滞后现象(滞后1个月)。1998年以后,除秦岭北坡地区的冬季以外,两地区年、季平均NDVI与温度的相关性不显著。秦岭北坡地区冬季NDVI与温度的相关系数高达0.75(P<0.05),表明秦岭北坡地区的植被更多地受气温变化的影响,在全球变暖大趋势下,秦岭北坡地区植被可能更为敏感,是区域生态响应的一个重要信号。 由于两地区降水均相对比较丰富,降水量对植被生长的影响小于温度。 (3)近10年来秦岭南坡地区植被指数对温度变化的响应 近10年来,秦岭南坡地区植被指数增加的面积总体大于减小的面积,但植被指数减小的区域占总面积的15%以上,主要集中在植被类型以亚热带灌丛、草丛为主的地区,草灌丛是秦岭南坡退化最严重的植被类型；即使在植被覆盖度最高的地区,部分地区也可能存在潜在退化的危险。 秦岭南坡年最大NDVI值与前一年8月至当年7月平均温度显著相关,从北往南,相关性从显著正相关到不显著的正相关,再过渡到显著的负相关。研究表明该地区存在两个温度界限,当前一年8月至当年7月平均温度低于13.0±0.2℃时,其与年最大NDVI呈显著的正相关,而高于14.4±0.2℃时则呈显著的负相关,即当温度超过14.4±0.2℃时,温度的升高可能会抑制当地植被的生长,从而导致该地区年最大NDVI降低。尤以南坡南端的人为耕作区更为敏感,因此加大南部草灌丛的保护力度,继续积极开展退耕还林还草是防止该地区植被退化,保持秦岭生态系统平衡的重要措施。

以净零碳为导向的城市空间规划策略研究

这是一篇关于净零碳城市,空间规划,规划减碳策略,碳中和,气候变化,碳汇,碳排放强度,土地利用优化的论文, 主要内容为当前,全球气候危机日趋严峻,应对气候变化已成为国际共识,我国也提出了碳达峰碳中和的重大战略决策。作为各类温室气体排放的主要区域,城市地区的脱碳转型在应对气候变化方面有至关重要的作用。建设净零碳城市是城市应对气候变化的一种综合策略。与以往低碳城市渐进而模糊的碳减排要求不同,净零碳城市指向了城市各领域更深度系统、明晰确切的碳减排变革。空间规划是系统性、统筹性建设净零碳城市的有力手段,但目前在测度体系、机理研究、实施策略等方面的不足使其难以发挥出真正作用。因此,开展以净零碳为导向的城市空间规划策略研究,有利于将净零碳的目标更有效地融入空间规划中,推动城市的绿色零碳转型。在充分调研国内外文献的基础上,本研究系统性地从碳汇、碳排放和综合统筹的视角切入,开展了以净零碳为导向的城市空间规划策略研究。在碳汇视角,本研究基于城市自然碳汇能力已有测度体系的不足,将常被忽略的土壤碳库与建成区内自然碳汇空间纳入测度范围,从固碳和储碳能力两方面构建了城市自然碳汇能力测度体系。以杭州市为例,对市域范围内城市空间自然碳汇数量、空间格局及其碳中和贡献度进行了测度与分析。研究结果显示,土壤和建成区内小型绿地的碳汇能力会对测度结果的数量和空间格局产生影响,为了相关空间规划策略的可靠性与可实施性,应将二者纳入测度体系。在碳中和贡献度方面,本研究发现城市空间自然碳汇的作用必要但效果有限,须与高强度的碳减排策略配合才能达成净零碳目标。根据测度和分析的结果,本研究提出了一系列基于自然碳汇提升的空间规划策略。在碳排放视角,本研究以杭州市上城区和下城区的公共用地为研究对象,综合运用Boruta算法、随机森林模型和沙普利加和解释(SHAP)模型等机器学习方法探讨了城市公共用地碳排放强度与各类空间规划要素的关系。研究发现,容积率是影响城市公共用地碳排放强度的关键要素。部分用地类型、建筑密度、平均建筑体形系数等空间规划要素也对公共用地碳排放强度有一定影响。基于分析结果,本研究提出了基于公共用地碳排放管控的空间规划策略,其中包括建立基于碳管控的城市公共用地分类体系和设立关键规划指标管控体系。在综合统筹视角,本研究以杭州市上城区的望江详细规划单元为例,基于矢量数据模型,综合考虑空间目标与非空间目标,构建了一个以净零碳为导向的城市多目标土地利用优化配置模型。利用非支配排序遗传算法二代(NSGAII)对模型进行求解后,本研究采用逼近理想解排序法(TOPSIS)从可行解集筛选了综合最优土地利用方案。研究结果显示,对于城市中心区的详细规划单元来说,矢量数据结构、考虑容积率的土地利用分类和加入以用地功能紧凑性为代表的空间目标都有利于保证模型所生成土地利用方案的科学性和可实施性,更能够为以净零碳为导向的详细空间规划提供有效参考。此外,通过分析模型输出的不同情境下土地利用最优方案可以发现,城市绿地和不同容积率的商业与公共设施用地的面积占比对土地利用方案的净碳排放量和经济效益具有关键影响。基于土地利用配置结果,本研究对城市中心区的详细规划单元提出了合理布局城市绿地、统筹控制高容积率商业与公共设施用地面积等空间规划策略。建设净零碳城市是一个系统性、综合性的工程,本研究全面而综合的研究视角有助于避免对城市净零碳目标片面而空泛的认识。研究成果有望帮助规划师和决策者更深入地理解空间规划与碳汇和碳排放的关系,建构科学理性的碳减排逻辑,从而制定更科学有效的净零碳城市空间规划策略。

气候变化情景下水库设计洪水及风险评估与系统研究

这是一篇关于气候变化,水文响应,时变设计洪水,ARIMA模型,风险评估,系统研究的论文, 主要内容为气候变化是影响流域水文循环过程和水资源演变规律的关键驱动因素,气候变暖导致极端水文事件发生频次增加,流域水文系统发生显著变化,水库防洪风险形势不容乐观,已然成为国家水安全重点关注的问题。在气候变化情景下,传统基于一致性假设的水文频率分析方法已不再适用,若仍然将其应用于实际工程中,则可能增加水库建设和运行的风险。本文以雅砻江杨房沟以上流域为研究对象,通过气候变化情景下流域水文响应分析、时变设计洪水计算、发电效益和防洪风险评估等内容的研究,建立气候变化情景下水库风险评估系统,对于掌握气候变化对水文序列的影响规律,评估未来气候变化对区域和流域水安全的影响具有重要意义与参考价值。本文主要成果和结论如下:(1)建立了降水和气温的降尺度模型和径流的LSTM模型,开展了气候变化情景下流域水文响应研究。采用ASD统计降尺度模型,模拟了多个RCP情景和GCM下研究流域基准期及未来情景下降水和气温,选用的三种GCM在研究流域均有一定的适用性,各个模式未来月平均气温与基准期实测值较为接近,未来年降水将存在增加的趋势,在RCP2.6和RCP4.5情景下三种GCM未来年降水增加幅度较小,RCP8.5情景下三种GCM未来年降水随时间呈显著上升趋势。建立了研究流域日径流的LSTM模型,模型在率定期和验证期的R2和NSE均达到了0.86以上,可以用于未来径流的模拟。将未来情景下降水和气温输入LSTM模型得到未来径流,并分析了未来径流的演变规律。在RCP2.6情景下未来年径流没有明显的变化趋势,RCP4.5和RCP8.5情景呈现出上升趋势,且RCP8.5情景下上升趋势显著。(2)创建了基于P-III分布的GAMLSS模型,进行了气候变化情景下水库时变设计洪水计算。考虑历史特大洪水,分别采用LSTM模拟和实测洪水序列进行水文频率计算,计算误差在可接受范围内,表明模拟序列能够较好的反映实测序列的统计特征。基于GAMLSS的建模原理,解析了P-III分布的链接函数和各参数的混合偏导,创建了P-III分布的GAMLSS模型。以年降水为协变量,采用P-III分布的GAMLSS模型进行了时变设计洪水计算。其中,为降低未来降水的不确定性,采用BMA对三种GCM的降水模拟结果进行了不确定性分析。结果表明,未来不同时期(2030S、2060S、2090S)的设计洪水将随年降水的变化而变化,只有RCP8.5情景2030S时期的设计值小于基准期,其余时期均偏大。(3)构建了能同时反映过去、现在和未来洪水统计特征的ARIMA随机模型,评估了气候变化情景下水库发电效益与防洪风险。采用未来径流序列计算了杨房沟水库的保证出力和发电量,评估了水库未来不同情景不同时期的发电效益。结果表明,未来各GCM下,相对于基准期,CNRM的95%保证出力有所增加,其它模式均降低,全年、平水期、枯水期、平水期的多年平均发电量均有所增加。未来模拟洪水序列包含了未来洪水的某些统计特征,为充分利用该先验信息,引入ARIMA模型,构建了能同时反映过去、现在和未来洪水统计特征的随机模型,对未来洪水序列进行随机模拟,计算未来各GCM超设计和校核洪水的风险率,并采用BMA得出了未来情景下防洪风险率的综合值。结果表明未来三种情景下的风险率均呈随时间的增加趋势,三种情景下,超设计洪水风险率分别在0.138%～0.184%、3.031%～3.893%、1.519%～4.243%范围内,超校核洪水风险率分别在0.013%～0.019%、1.314%～1.793%、0.539%～1.894%范围内。(4)基于R语言和Java的跨平台技术,开发了气候变化情景下水库风险评估系统。基于B/S架构,后端采用Java中的Spring Boot框架,前端采用Vue框架,数据库采用My SQL,开发了气候变化下水库风险评估系统,包括设计洪水、发电效益、防洪风险、系统管理四个功能模块,基本满足了气候变化下水文序列对水库风险评估的需求。

以净零碳为导向的城市空间规划策略研究

这是一篇关于净零碳城市,空间规划,规划减碳策略,碳中和,气候变化,碳汇,碳排放强度,土地利用优化的论文, 主要内容为当前,全球气候危机日趋严峻,应对气候变化已成为国际共识,我国也提出了碳达峰碳中和的重大战略决策。作为各类温室气体排放的主要区域,城市地区的脱碳转型在应对气候变化方面有至关重要的作用。建设净零碳城市是城市应对气候变化的一种综合策略。与以往低碳城市渐进而模糊的碳减排要求不同,净零碳城市指向了城市各领域更深度系统、明晰确切的碳减排变革。空间规划是系统性、统筹性建设净零碳城市的有力手段,但目前在测度体系、机理研究、实施策略等方面的不足使其难以发挥出真正作用。因此,开展以净零碳为导向的城市空间规划策略研究,有利于将净零碳的目标更有效地融入空间规划中,推动城市的绿色零碳转型。在充分调研国内外文献的基础上,本研究系统性地从碳汇、碳排放和综合统筹的视角切入,开展了以净零碳为导向的城市空间规划策略研究。在碳汇视角,本研究基于城市自然碳汇能力已有测度体系的不足,将常被忽略的土壤碳库与建成区内自然碳汇空间纳入测度范围,从固碳和储碳能力两方面构建了城市自然碳汇能力测度体系。以杭州市为例,对市域范围内城市空间自然碳汇数量、空间格局及其碳中和贡献度进行了测度与分析。研究结果显示,土壤和建成区内小型绿地的碳汇能力会对测度结果的数量和空间格局产生影响,为了相关空间规划策略的可靠性与可实施性,应将二者纳入测度体系。在碳中和贡献度方面,本研究发现城市空间自然碳汇的作用必要但效果有限,须与高强度的碳减排策略配合才能达成净零碳目标。根据测度和分析的结果,本研究提出了一系列基于自然碳汇提升的空间规划策略。在碳排放视角,本研究以杭州市上城区和下城区的公共用地为研究对象,综合运用Boruta算法、随机森林模型和沙普利加和解释(SHAP)模型等机器学习方法探讨了城市公共用地碳排放强度与各类空间规划要素的关系。研究发现,容积率是影响城市公共用地碳排放强度的关键要素。部分用地类型、建筑密度、平均建筑体形系数等空间规划要素也对公共用地碳排放强度有一定影响。基于分析结果,本研究提出了基于公共用地碳排放管控的空间规划策略,其中包括建立基于碳管控的城市公共用地分类体系和设立关键规划指标管控体系。在综合统筹视角,本研究以杭州市上城区的望江详细规划单元为例,基于矢量数据模型,综合考虑空间目标与非空间目标,构建了一个以净零碳为导向的城市多目标土地利用优化配置模型。利用非支配排序遗传算法二代(NSGAII)对模型进行求解后,本研究采用逼近理想解排序法(TOPSIS)从可行解集筛选了综合最优土地利用方案。研究结果显示,对于城市中心区的详细规划单元来说,矢量数据结构、考虑容积率的土地利用分类和加入以用地功能紧凑性为代表的空间目标都有利于保证模型所生成土地利用方案的科学性和可实施性,更能够为以净零碳为导向的详细空间规划提供有效参考。此外,通过分析模型输出的不同情境下土地利用最优方案可以发现,城市绿地和不同容积率的商业与公共设施用地的面积占比对土地利用方案的净碳排放量和经济效益具有关键影响。基于土地利用配置结果,本研究对城市中心区的详细规划单元提出了合理布局城市绿地、统筹控制高容积率商业与公共设施用地面积等空间规划策略。建设净零碳城市是一个系统性、综合性的工程,本研究全面而综合的研究视角有助于避免对城市净零碳目标片面而空泛的认识。研究成果有望帮助规划师和决策者更深入地理解空间规划与碳汇和碳排放的关系,建构科学理性的碳减排逻辑,从而制定更科学有效的净零碳城市空间规划策略。

东北红豆杉树木年代学研究

这是一篇关于东北红豆杉(Taxus cuspidata),树木年轮,气候变化,响应的论文, 主要内容为东北红豆杉(Taxus cuspidata)是国家Ⅰ级重点保护野生濒危植物,利用树木年轮宽度指数资料研究影响东北红豆杉树木生长的气象因子以及树木生长对全球气候变化的响应,对深入了解东北红豆杉生物学特性及对气候变化的响应具有重要意义。同时,本文从树木年轮的角度对濒危机制有一定的探讨,对濒危机理的深入研究具有重要参考价值。本文利用黑龙江省穆棱自然保护区内天然东北红豆杉树木年轮样本,建立了该地区300多年的树轮年表(1700-2005年)。从东北红豆杉年表的年轮宽度指数变化可以看出在过去300多年以来,东北红豆杉有两个生长高峰:一个是在1770年前后,另一个是在1930年前后;有两个生长低值区,一个在1748年前后,一个在1813年前后。通过查询历史档案资料只发现本地区在1931、1932年发生连续洪涝。东北红豆杉径向生长在总体上呈一种波动式下降的生长方式,在160年左右已达到自然成熟,该地区调查的样本最大年龄达到370年左右。其胸径、树高与树龄总体上具有较明显同步变化,单木样株间存在差异。不同龄级、不同胸径的样株树高变化集中分布在10-15m。东北红豆杉树木生长对气温、降水等气候因子有很好的响应关系,与冬春季节最低/平均气温、生长季节降水量和云量、休眠季节水汽压显著正相关,与休眠最高气温、日照时数以及生长季、休眠季节的风速显著负相关。冬春季节气温、生长季节降水是东北红豆杉径向生长的主要影响因素。年轮指数与Wilson重建的北半球气温变化比较发现,东北红豆杉不能完全适应快速的气温变化,易发生生理干旱导致生长季节树木生长衰退。同时人为因素影响导致东北红豆杉适宜生境丧失以及对该物种的大量砍伐加速了物种的濒危化进程。东北红豆杉树木生长具有86、60、29 yr以及3.4 yr显著的周期,并且在这些周期主要存在于1740-1830年和1900-1960年这两个树木生长较快的时间段上。东北红豆杉的这种树木生长的周期性变化可能是受到了ENSO、太阳辐射周期变化等全球大尺度气候事件的影响。利用东北红豆杉标准年表对该地区过去300多年的夏季6月份降水量进行了重建,结果发现,18世纪中期以后降水波动较大,20世纪中期以后较为平缓,没有发现本地区降水存在缓慢变干的趋势。旱涝特征明显,具有阶段性和群发性特点。具有显著的2-4年、10-32、8-10年的周期性变化,这与目前公认的ENSO事件、太阳黑子活动等变化周期一致,说明本地区的降水量不仅受局域性气候变化的影响,也受到全球大尺度气候变化的影响。

气候变化情景下水库设计洪水及风险评估与系统研究

这是一篇关于气候变化,水文响应,时变设计洪水,ARIMA模型,风险评估,系统研究的论文, 主要内容为气候变化是影响流域水文循环过程和水资源演变规律的关键驱动因素,气候变暖导致极端水文事件发生频次增加,流域水文系统发生显著变化,水库防洪风险形势不容乐观,已然成为国家水安全重点关注的问题。在气候变化情景下,传统基于一致性假设的水文频率分析方法已不再适用,若仍然将其应用于实际工程中,则可能增加水库建设和运行的风险。本文以雅砻江杨房沟以上流域为研究对象,通过气候变化情景下流域水文响应分析、时变设计洪水计算、发电效益和防洪风险评估等内容的研究,建立气候变化情景下水库风险评估系统,对于掌握气候变化对水文序列的影响规律,评估未来气候变化对区域和流域水安全的影响具有重要意义与参考价值。本文主要成果和结论如下:(1)建立了降水和气温的降尺度模型和径流的LSTM模型,开展了气候变化情景下流域水文响应研究。采用ASD统计降尺度模型,模拟了多个RCP情景和GCM下研究流域基准期及未来情景下降水和气温,选用的三种GCM在研究流域均有一定的适用性,各个模式未来月平均气温与基准期实测值较为接近,未来年降水将存在增加的趋势,在RCP2.6和RCP4.5情景下三种GCM未来年降水增加幅度较小,RCP8.5情景下三种GCM未来年降水随时间呈显著上升趋势。建立了研究流域日径流的LSTM模型,模型在率定期和验证期的R2和NSE均达到了0.86以上,可以用于未来径流的模拟。将未来情景下降水和气温输入LSTM模型得到未来径流,并分析了未来径流的演变规律。在RCP2.6情景下未来年径流没有明显的变化趋势,RCP4.5和RCP8.5情景呈现出上升趋势,且RCP8.5情景下上升趋势显著。(2)创建了基于P-III分布的GAMLSS模型,进行了气候变化情景下水库时变设计洪水计算。考虑历史特大洪水,分别采用LSTM模拟和实测洪水序列进行水文频率计算,计算误差在可接受范围内,表明模拟序列能够较好的反映实测序列的统计特征。基于GAMLSS的建模原理,解析了P-III分布的链接函数和各参数的混合偏导,创建了P-III分布的GAMLSS模型。以年降水为协变量,采用P-III分布的GAMLSS模型进行了时变设计洪水计算。其中,为降低未来降水的不确定性,采用BMA对三种GCM的降水模拟结果进行了不确定性分析。结果表明,未来不同时期(2030S、2060S、2090S)的设计洪水将随年降水的变化而变化,只有RCP8.5情景2030S时期的设计值小于基准期,其余时期均偏大。(3)构建了能同时反映过去、现在和未来洪水统计特征的ARIMA随机模型,评估了气候变化情景下水库发电效益与防洪风险。采用未来径流序列计算了杨房沟水库的保证出力和发电量,评估了水库未来不同情景不同时期的发电效益。结果表明,未来各GCM下,相对于基准期,CNRM的95%保证出力有所增加,其它模式均降低,全年、平水期、枯水期、平水期的多年平均发电量均有所增加。未来模拟洪水序列包含了未来洪水的某些统计特征,为充分利用该先验信息,引入ARIMA模型,构建了能同时反映过去、现在和未来洪水统计特征的随机模型,对未来洪水序列进行随机模拟,计算未来各GCM超设计和校核洪水的风险率,并采用BMA得出了未来情景下防洪风险率的综合值。结果表明未来三种情景下的风险率均呈随时间的增加趋势,三种情景下,超设计洪水风险率分别在0.138%～0.184%、3.031%～3.893%、1.519%～4.243%范围内,超校核洪水风险率分别在0.013%～0.019%、1.314%～1.793%、0.539%～1.894%范围内。(4)基于R语言和Java的跨平台技术,开发了气候变化情景下水库风险评估系统。基于B/S架构,后端采用Java中的Spring Boot框架,前端采用Vue框架,数据库采用My SQL,开发了气候变化下水库风险评估系统,包括设计洪水、发电效益、防洪风险、系统管理四个功能模块,基本满足了气候变化下水文序列对水库风险评估的需求。

欧亚大陆积雪的时空分布特征及其与东亚气候变化的联系

这是一篇关于积雪,欧亚大陆,中国降水,东亚夏季风,气候变化的论文, 主要内容为本文利用SSM/I积雪覆盖率、SMMR积雪深度、雪水当量、前苏联站点积雪深度、欧亚大陆积雪面积、160站中国降水等资料,分析了欧亚大陆积雪变化的时空分布特征,研究了欧亚大陆春季积雪和中国春、夏季降水的关系,讨论积雪影响中国夏季降水以及东亚气候可能的机制,并进行数值试验对诊断分析结果加以验证。本文的主要结论概括如下: 欧亚大陆积雪在秋季从东北向西南扩展,而在春季则从西南向东北消融。欧亚大陆冬、春季雪盖在欧亚大陆西部和青藏高原地区变率较大,而冬、春季雪深在欧亚大陆高纬东部和中部地区雪深值和变率都比较大。 前苏联站点积雪深度EOF分析结果表明冬、春季节欧亚大陆西部雪深和东部雪深变化相反。春季欧亚大陆雪水当量EOF分析第一模态表明欧亚大陆大部分地区雪水当量变化一致,而且春季雪水当量在20世纪80年代后期存在年代际的变化。欧亚大陆春季积雪面积也在此时有年代际的变化。 相邻两月的欧亚大陆积雪面积有较好的相关关系。从冬季到春季,雪水当量有很好的延续性,但欧亚大陆积雪面积延续性不好。春季积雪面积和春季雪水当量之间在欧亚大陆高纬地区显著正相关。 春季华南降水和欧亚大陆春季雪水当量以及积雪面积主要是正相关关系。夏季长江中下游地区降水和欧亚大陆春季雪水当量以及积雪面积主要是正相关关系,夏季华南降水和欧亚大陆春季雪水当量以及积雪面积主要是负相关关系。 当夏季长江中下游地区多雨,华南地区少雨,则春季欧亚大陆中部地区地表温度偏低,欧亚大陆中部和欧洲西部地区500百帕位势高度偏低,欧亚大陆中西部500百帕位势高度偏高,夏季华北和东北地区地表温度偏低,东亚中高纬度地区500百帕位势高度偏低,华南地区500百帕位势高度偏高。 欧亚大陆春季雪水当量与春季积雪面积可以显著影响到同期的地表温度和500百帕高度,多雪则地表温度偏低,500百帕位势高度在欧亚大陆中部和欧洲西部地区偏低,在欧亚大陆中西部偏高。 春季雪水当量与春季积雪面积可以间接影响到夏季大气环流形势和降水。多雪年,中国北方地区500百帕位势高度偏高,而南方地区位势高度偏低,少雪年则相反。 数值试验结果表明,欧亚大陆春季多雪,则春季中国华南多雨,夏季中国华南少雨,东北和华北大部分地区多雨。模拟结果和诊断分析结果比较一致。