中国干旱空间格局变化的归因分析与预估研究

Accurate understanding of drought change and reliable projections of future drought change and its regional impact are critical for the long-term planning at the national and regional levels aimed at adaptation and mitigation. Thus, this project firstly investigates the spatial characteristics of different drought events in China for the last five decades basing on the Standardized Precipitation-Evapotranspiration Index (SPEI). Then, the quantitative analysis is implemented on the contribution of precipitation and temperature variations to the drought changes in China by several sensitive experiments. Because of the great sensitivity of vegetation ecosystem to the drought events, the resistant time scales of ecosystem will be investigated to the drought. To increase the understanding of the attribution of drought changes in China, the relative contributions of natural variability and anthropogenic activity to the drought change will be also explored by this project. Additionally, we also plan to make a projection of future drought change in China using CMIP5 models, including changes in spatial-temporal characteristics and its uncertainty, in the hopes of providing scientific references or suggestions to the governments or decision makers.

研究我国干旱的基本特征、影响和成因，探讨未来异常干旱气候趋势和空间格局变化对旱灾所应采取的对策措施具有十分重要意义。本项目基于能表征干旱多时间尺度特征的标准化降水蒸散发指数(SPEI)，研究我国不同类型干旱事件的空间格局分布特征，通过设计敏感性试验量化分析降水和温度变化对我国干旱的作用；分析我国不同植被类型对干旱的响应时间尺度并给出其空间格局分布；为了加强对我国干旱成因的认识，探讨自然变率和人类活动对我国干旱的相对贡献。另外，利用CMIP5多耦合模式在RCP辐射强迫情景下的输出结果预估变暖背景下我国干旱气候变化趋势以及空间格局变化，并给出不确定性分析，以期给政府部门和决策者在制定应对气候变化有关对策时提供一定的科学依据。

干旱为我国最主要、影响最严重的自然灾害之一。通过本项目研究，旨在揭示近几十年来我国干旱的时空变化特征及其成因，并明确我国干旱的未来演变趋势。项目通过三年的实施，已完满完成了任务书规定的研究内容和预期目标，发表论文12篇，SCI论文8篇，并取得了以下重要成果：（1）揭示了我国干旱的变化特征与事实，客观明确了我国东部存在三个干旱易发区域中心，即东北、华北和华南，而且这些区域的干旱呈现出了显著的年代际增加趋势，尤其是近二十年来，增加尤其明显。（2）指出了我国温度和降水变化在干旱变化中的贡献存在明显的区域差异。在北方地区，温度变化在干旱形成过程中占据主导地位，近二十年我国干旱区干旱频次的增加约有40%左右为异常高温所致；而在南方地区，降水变化的贡献占据主导地位，近二十年湿润区干旱强度的增加约有35%左右源自降水的变化。（3）研究进一步指出，近几十年干旱事件的变化主要是由于自然外强迫与人类活动共同作用的结果；自然因子主要影响干旱的年际变化，而人类活动主要影响干旱的长期增加趋势。而且随着未来人类活动的进一步加剧，其对干旱的影响也在增加。到了2050年左右，即使中国区域的降水显著增加，中国高温干旱事件的发生概率达到了100%。（4）我国不同植被对干旱变化响应的最优时间尺度存在很大的区域性，如我国内蒙草原一般为3个月以内，而东北混交林区域的最优时间尺度在18个月以上。