出版时间:2012年11月 |
一 引言
2011年出版的政府间气候变化专门委员会特别报告《管理极端事件和灾害风险——推进气候变化适应特别报告》综合了第一、第二工作组和灾害风险管理界所涉及的各方面的内容,突出强调了如何适应和管理极端事件变化下的灾害风险。报告指出不断变化的气候可导致极端天气和气候事件在频率、强度、空间范围、发生时间和持续时间上的变化,并能够导致前所未有的极端天气和气候事件[1]。
该报告的综合结果表明,1950年以来观测到的某些极端事件出现了变化,如冷昼和冷夜数量减少,暖昼和暖夜数量增加,日极端温度升高趋势明显,热浪事件增加,极端强降水事件也有增加的趋势,某些地区经历了更强和持续时间更长的干旱,区域尺度的洪水强度和频率也发生了变化,与这些极端天气和气候事件相关联的有关经济损失也显著增加。在不同温室气体浓度不断增加的情况下,未来全球极暖事件出现的频率和幅度将会增加,极冷事件减少,热浪的持续时间、频率或强度都将会增加,许多地区的强降水频率或强降水占总雨量的比例可能会增加,暴雨的增加将促使一些流域或地区局地洪涝增加,同时,热浪、冰川退缩或多年冻土退化将使洪水滑坡事件增加。
中国自1951年以来,高温、低温、强降水、干旱、台风等极端天气气候事件的频率和强度也都发生了变化,并有区域差异。强降水事件在长江中下游、东南和西部地区有所增多、增强;全国范围小雨频率明显减少;气象干旱面积呈增加趋势,其中,华北和东北地区较为明显;冷夜、冷昼和寒潮、霜冻日数减少,暖夜、暖昼日数增加;登陆台风频数下降等。
在新的排放情景下,中国未来的极端气候事件的变化如何?我们如何适应未来极端气候事件的变化,并对灾害风险进行管理?本文利用新的温室气体排放情景下的五个全球模式的预估结果对未来中国地区极端气候事件的变化进行分析,并提出相应的管理措施。
二 RCPs排放情景及数据介绍
(一)RCPs排放情景介绍
IPCC AR5之前的排放情景特别报告中给出了6种常用排放情景和在各种情景下的变暖估计,每种情景着重考虑区域发展,不能完全反应气候公约中稳定大气温室气体浓度的目标。IPCC AR5中,全球气候变化未来预估试验采用的温室气体排放新情景——典型浓度路径(Representative Concentration Pathways,RCPs),用单位面积辐射强迫来表示未来排放情景。与之前的排放情景相比,RCPs情景应用了更广泛的排放方案,使得新情景更客观,也更方便了农业、水资源等其他领域气候变化影响评估研究的使用[2]。
RCPs情景采用辐射强迫作为区分不同路径的物理量,包括四种路径:高排放路径,即到2100年其辐射强迫将达到8.5w/m2以上,并将继续上升一段时间;两个中间“稳定路径”,其辐射强迫在2100年之后大约分别稳定在6w/m2和4.5w/m2;低排放路径,其辐射强迫在2100年之前达到2.6w/m2的峰值,然后下降。这些情景包括所有温室气体和气溶胶以及化学活性气体和土地利用/覆盖的排放和浓度时间路径,还包括近期(涵盖到2035年)和远期(涵盖到2300年)情景,以满足不同研究对象和研究群体的需求。RCPs排放情景特征见表1。
表1 典型浓度路径特征
(二)数据和定义
1.数据来源
研究中所使用的数据来自IPCC AR5组织的第五次气候模式比较计划(以下简称CMIP 5)中的五个全球气候模式结果。与IPCC AR4采用的第三次气候模式比较计划(CMIP 3)的多个模式模拟结果相比,CMIP 5中对历史气候模拟进行了更多的模拟实验,如长期历史气候模拟(historical)、自然强迫模拟试验、温室气体强迫模拟试验以及其他强迫模拟试验等,这将更有利于开展气候变化检测和归因研究;未来气候变化预估试验则以RCPs情景为强迫,进行RCP 2.6、RCP 4.5、RCP 8.5和RCP 6.0预估试验。
CMIP 5中参加试验的全球气候模式均为“大气-陆面-海洋-海冰”耦合的气候系统模式,多数考虑了太阳辐射、温室气体、硫酸盐气溶胶的变化,有的还考虑了火山活动对气溶胶的影响。与CMIP 3不同的是,CMIP 5中所有模式都包含了全球碳循环过程和动态植被过程。较CMIP 3有所改进的地方主要体现在提高了大气和海洋模式水平的分辨率;构建了大气环流动力框架;引入了新的辐射方案,改善了对流层和平流层的气溶胶处理方案和通量处理方案,特别是在大气模式中保留了水蒸气,改进耦合器以避免能量损失和产生伪漂移