新排放情景下中国区域气候变化的模拟

One of the significant improvements of the fifth assessment report (AR5) of IPCC (the Intergovernmental Panel on Climate Change) concerning the climate simulation and projection by climate models is introduction of the new emission scenarios, the representative concentration pathways (RCPs). Due to their coarse resolution, global climate models usually show limited capabilities in simulating and projecting climate over China. To derive more robust and reliable climate change information over China in the 21st century, as well as to provide base data for impact studies, we plan to conduct climate change simulations over East Asia with the improved version of a regional climate model, RegCM4, for the period 1950-2099. The model will be driven by two global models from both domestic and abroad, and under two scenarios of RCP4.5 and RCP8.5. In depth analysis of the simulations can show more reliable and completely climate change projection over China. We will focus on the simulation and projection of the climate variables and extremes mostly affected local natural, society and economic in China. Uncertainties of the projected climate change will be addressed. Results from this project will draw attention from the climate research society both in China and abroad, and will provide with scientific basis and support for the policy makers in the better adaptation to climate changes.

政府间气候变化专门委员会（IPCC）目前正在组织编写的第五次科学评估报告（AR5）的一个显著特点，是在气候模式的模拟和预估中使用了新的排放情景，即典型浓度路径（RCPs）。一般全球气候模式由于分辨率较低，对中国气候的模拟和预估能力有限。为得到新排放情景下中国区域未来气候变化更可靠的预估结果，同时为影响评估研究提供基础数据，本项目拟使用一个区域气候模式（RegCM4），在改进其模拟性能的基础上，单向嵌套两个国内外不同的全球模式，在RCP4.5和RCP8.5新排放情景下，进行中国和东亚区域1950-2099年的连续积分模拟。通过不同模拟结果的对比得到我国未来气候变化更完整、可靠的预估，并着重分析其中与我国自然、社会和经济活动密切相关的一些独有气候要素和极端气候事件的变化，开展不确定性分析。预计本研究取得的成果会在国内外学术界引起关注，同时可为国内相关政策的选择及国际谈判提供科学依据。

在改进和完善RegCM4区域气候模式的基础上，单向嵌套两个不同的全球模式（HadGEM2-ES和MPI-ESM-MR）的模拟结果，进行了CORDEX-EA区域（包括中国及其周边地区）25km高水平分辨率、1980-2099年的连续积分模拟，在模式检验的基础上，对中国区域未来气候变化进行了预估，结果表明：.（1）RegCM4区域模式能够较好地再现中国地区地面气温和降水的空间分布及量级。与低分辨率的全球模式相比，高水平分辨率的RegCM4区域模式对青藏高原东部降水高值区的模拟有了较大改进，体现出模式分辨率在再现中国当代降水中的作用。.（2）未来中国区域年平均及冬、夏季平均气温将明显升高，且随时间推移，气温升高幅度增大，升温高值区主要集中在高纬度和高海拔（青藏高原）地区，但不同模拟结果间显示出一定的差异。21世纪末期冬季降水的变化在除青藏高原、东北和西南部分地区外以增加为主；夏季降水在西北地区变化差异较大，青藏高原地区变化的一致性较高，中国东部地区降水变化则呈正负相间的分布。.（3）RegCM4区域模式对各极端事件指数有较好的模拟，且对与气温有关的极端事件的模拟效果更好。21世纪末期中国区域日最高气温最大值（TXx）、日最低气温最小值（TNn）将升高，夏季日数（SU）将增多，冷事件则将减少。极端降水事件从全国平均而言以增加为主，具体到空间分布上，强降水量（R95P）、连续5天最大降水量（RX5day）在河套地区、西南地区及东北地区等显示出一定程度的减少，而连续干旱日数（CDD）则在北方明显减少，在青藏高原东南部、四川盆地和东北部分地区增加。.（4）对使用同一套全球-区域（HadGEM2-ES—RegCM4）模式嵌套系统所进行的不同水平分辨率（50km和25km）模拟试验的对比分析结果显示，尽管水平分辨率对当代气候模拟来说十分重要，但对未来气候平均态的变化影响较小。.（5）RegCM4区域模式对中国区域内采暖度日和制冷度日的主要空间分布特征模拟较好。未来在全球变暖背景下，整个中国区域采暖度日将一致减少，制冷度日将增加，但若考虑人口分布的影响，则在未来人口增加较为显著的北京、天津、河北、山东和河南等地区，采暖度日也将增加。.项目所取得的预估数据，除在项目负责人所在单位决策服务材料的编写中得到了应用外，还提供给省级业务单位和科研院所相关人员使用，以进行气候变化及其影响评估研究。