我国西部地区气候变化对自然因素（太阳黑子周期长度SCL）和人类活动影响（CO2）的响应
文献类型：学位论文
| 作者 | 郭慧 |
| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 2008-05-04 |
| 授予单位 | 中国科学院寒区旱区环境与工程研究所 |
| 授予地点 | 寒区旱区环境与工程研究所 |
| 导师 | 李栋梁 |
| 关键词 | 中国西部 气候变化 太阳黑子周期长度（SCL） 大气CO2浓度 |
| 其他题名 | The Climate Change in West China Response to Natural Factor (Solar Cycle Length) and Anthropogenic Activities (CO2 Concentration in Atmosphere) |
| 学位专业 | 大气物理学与大气环境 |
| 中文摘要 | 气候变化已经成为深刻影响21世纪全球可持续发展的一个重大问题，我国西部气候发生的显著变化，已逐渐对我国经济社会的发展产生了深远的影响，这一地区的气候变化研究是目前的热点问题，开展太阳活动和人类活动对我国西部地区气候变化的影响研究具有重要的价值和意义。 本文对我国西部地区（110ºE以西）的气候变化特征进行了分析，综合考虑了太阳活动和人类活动的共同影响，采用数理统计方法分别对西部气候变化、青藏铁路沿线气温变化对太阳活动和人类活动的响应、时滞关系进行了研究，对未来的气候变化进行了预测。 本文利用1954～2006年我国西部225个站点温度、降水观测资料，采用经验正交函数（EOF）和旋转经验正交函数（REOF）方法，开展我国西部气候分区研究，选取各区气温、降水代表站，建立各区气温、降水代表序列。应用小波分析、功率谱、周期图谱、滑动相空间等数理统计方法，分析了2500多年来太阳黑子周期长度（SCL）、近50年大气CO2浓度和我国西部气候变化特征。系统地分析和研究了我国西部气候变化对SCL和大气CO2浓度响应与时滞关系，建立了新的预测模型，在此基础上对我国西部未来50年气候变化趋势和青藏铁路沿线未来100年的气温变化趋势进行了预测。预测模型对我国西部的气候变化模拟结果通过99%的信度检验，2001～2007年青藏铁路沿线气温变化模拟结果，较实测结果平均偏低0.4℃，验证了本文所建预测模型的可靠性和优越性。具体研究内容和结果如下： ⑴ 利用小波方法研究了2500多年SCL的变化特征，结果表明：2500多年来SCL具有千年、百年和年代际等不同时间尺度的变化特征，与近千年和近百年的气候变化具有很好的对应关系。应用功率谱、周期图和滑动相空间等方法分析了得到SCL变化的五个最为显著的周期：203a、96a、274a、107a和78a。 ⑵ 应用EOF和REOF方法，将我国西部年平均气温场划分为3个区域，将年平均降水场划分为9个区域，根据各区域气温和降水代表序列，得到西部气温变化的两种类型、降水变化的五种类型。研究结果表明，我国西部地区总体呈气温升高（0.21℃/10a）、降水增多（1.4%/10a）的变化趋势，显著变暖的区域是西北干旱半干旱地区（1区）（0.42℃/10a），明显高于我国、北半球和全球的变暖趋势。新疆地区（3区，5区）的降水增加最多，平均为6.7%/10a。 ⑶ 我国西部气温、降水对SCL、大气CO2浓度的响应关系研究表明，西部各区气温均与SCL呈稳定的反位相变化关系，大气CO2浓度对西部各区气温变化的影响更主要地表现在其累积滞后效应上。西部各区降水对SCL响应类型呈现同位相和反位相两种变化关系，对大气CO2浓度的响应大致以100ºE为界，100ºE以西的地区的降水量与大气CO2浓度持续增加的趋势一致，而西部其它地区的降水量与其呈相反的变化趋势。 ⑷ 我国西部气温、降水与SCL、大气CO2浓度的时滞关系研究表明，西部地区气温对SCL的响应快于对大气CO2浓度的响应。西部气温变化平均滞后SCL 6a，滞后大气CO2浓度14a，滞后二者综合影响9a。我国西部地区气温对SCL和大气CO2浓度共同作用响应较快的区域，也是近43年来在西部地区气温变化最显著的区域。大气CO2浓度对西北干旱半干旱地区、青藏高原和云贵高原西部地区的气温影响程度要大于SCL的影响，而SCL则对川渝盆地和云贵高原东部地区的气温影响程度高于大气CO2浓度的影响。西部大部分地区降水变化对SCL的响应快于对大气CO2浓度的响应，西部降水变化平均滞后SCL 5a，滞后大气CO2浓度6a，滞后二者共同影响4a。大气CO2浓度对河套区域、北疆区域和青藏高原降水的影响程度大于SCL的影响，对西部其他地区降水的影响则小于SCL的影响程度。 ⑸ 利用本文建立的物理统计预测模型，对我国西部未来50年气候变化进行了预测，结果表明，未来50年我国西部气候变化呈气温升高、降水增多的变化趋势。相对于1961～1990年，到2050年我国西部气温平均增加1.0～1.7℃，降水平均增加8%～15%。本文关于西北地区三个区域的气候变化趋势研究结果与施雅风先生、沈永平和李栋梁等（2003）提出的中国西北地区气候由暖干向暖湿转型的推断相一致。另外，还指出青藏高原地区呈气温升高、降水增加的暖湿变化趋势；西南地区则呈降水增加、气温无显著变化的趋势。 ⑹ 对青藏铁路沿线未来100年气温变化的综合预测结果表明，未来100年青藏铁路沿线年平均气温还将继续上升，但在21世纪上半叶的变暖速度比1990年代明显减缓，变暖幅度与1990年代相比在0.5℃左右，与1971～2000年的平均相比，在1.0℃以内。2001～2007年预测平均值较同期实际气温平均值（1.2℃）偏低0.4℃，其中2001～2004年的预测误差最小（-0.0～0.2℃），误差最大值出现在2006年，这一年是铁路沿线气温最高的一年（1.9℃），本文综合预测结果与实况相差1.0℃，2007年预测误差减小到0.6℃。总体而言，本章的预测模型具有一定的预测能力。 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2013-08-22 |
| 页码 | 189 |
| 源URL | [http://ir.casnw.net/handle/362004/21518]  |
| 专题 | 寒区旱区环境与工程研究所_研究生学位论文_学位论文 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 郭慧. 我国西部地区气候变化对自然因素（太阳黑子周期长度SCL）和人类活动影响（CO2）的响应[D]. 寒区旱区环境与工程研究所. 中国科学院寒区旱区环境与工程研究所. 2008. |
入库方式： OAI收割
来源：寒区旱区环境与工程研究所
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