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本文运用中等排放情景(A1B)下高分辨率的动力降尺度分析数据以及进行筛选后的IPCC第四次评估报告所用11个气候模式输出作为青藏高原未来气候变化的基础数据,结合GPCP、ECMWF、青藏高原部分气象台站观测资料、高原冻土分布、土地利用以及冰川数据,以年均温模型、冰川系统模型、马尔科夫链模型、大尺度分布式水文模型等为工具,辅以Matlab、Fortran、Grads、ArcGIS等语言或软件,对21世纪全球变暖情景下青藏高原未来30~50年、80~100年的环境变化进行了预估与分析,所得主要结论如下:
1)在A1B情景下,所有模式对青藏高原2030~2049年、2080~2099年温度变化预测趋势总体比较一致,高原增温趋势十分明显,而降水率变化存在较大差异。就年均温度变化而言,未来30~50年高原东部甘肃、青海大部、四川西部、高原南部的东喜马拉雅地区以及高原西北部增温最少,大约为1.3~1.7℃;西藏大部以及高原西南部增温最大,约为1.9~2.1℃。但降水量只有在高原中部和四川西部明显增多,约为5%~10%,其它地区变化不大。到本世纪末(2080~2099年),西藏大部增温幅度较大,约为3.3~4.2℃。青海北部、川西地区降水量出现显著增加,达到10%~15%。就季节性变化而言,高原四季增温趋势一致,年均降水均存在增加趋势,但季平均降水距平百分比在各个季节变化不尽相同。
2)到本世纪中期(2030~2049年),高原多年冻土面积将减少为87.26万km2,退化率达到31.82%;而到本世纪末(2080~2099年),高原多年冻土面积只有69.25万km2,较目前将退化45.89%。此外,本文作者分析还发现多年冻土退化率随海拔高度增加而降低。
3)到本世纪中期,522、523、526冰川系统冰川储量变化幅度较大,大约减少10%左右,甚至超过了20%;而到本世纪末期,温度进一步升高的情况下,所有冰川系统冰储量减少均超过20%,522、526冰川系统冰储量减少率超过40%,冰川系统出现大量退缩,而523冰川系统冰储量减少率甚至接近90%,冰川几乎完全退化。
4)从马尔科夫模型模拟预测的青藏高原2030~2050、2080~2100年土地利用/覆被变化结果来看,高原土地利用/覆被的面积绝对值变化较明显。较1995年而言,到本世纪中期,耕地、草地面积增加达0.8万km2、72.3万km2,而林地和未利用土地的减少则达到4.9万km2、22.1万km2;到本世纪末期耕地和草地的增加达1.4万km2、26.9万km2;而林地和未利用土地减少则达5.7万km2、22.7万km2。随着经济发展,城镇化加剧,城镇用地增加,农村居民地减少,导致城乡、工矿、居民用地减少。
5)在气候变化情景下,未来30~50年,长江、黄河源区年均径流量将分别增加8.58%、9.19%;未来80~100年,长江、黄河源区年均径流量分别增加17.16%、7.21%。相对于2030~2049年而言,尽管年均降水可能增加4.48%,但黄河源区2080~2099年径流量可能减少1.98%。
6)应用情景假设的方法,并结合未来30~50年江河源区气候变化预测资料,分析了地表覆被变化情景下江河源区径流量变化。从四种地表覆被情景假设可以看出,林地地表覆被产生径流量最小,裸地最大。