有序人类活动造成的土地利用变化对区域降水的可能影响

摘要

人类社会发展主要通过土地利用变化和温室气体排放两种途径影响着气候环境,因此,完善的气候模式需要从这两方面与社会经济学模式进行耦合.作者从土地利用变化的角度出发,引入系统动力学模型预测的土地利用数据库资料,并利用该资料动态地修正区域气候模式的下垫面地表覆盖类型,实现了社会经济学模式与区域气候模式的单向耦合.在此基础上,利用耦合的区域环境系统集成模式(RIEMS 2.0),将社会经济稳定发展和高速发展两种驱动情景下不同时段的土地利用资料,分别进行数值模式运行.最后根据得出的预测结果,从降水的空间分布和时间演变等方面分析了未来50年中国气候可能的年代际演变特征,同时对土地利用变化影响区域气候的机理进行了探讨.主要研究结果表明,区域气候变化尤其是区域降水对土地利用变化的响应较为敏感,而且土地利用变化引起的气候效应不仅局限于土地利用发生改变的区域,因此,研究土地利用变化对区域环境的影响要综合考虑其区域分布以及各区域的变化程度.长时间的气候预测研究,在气候模式中耦合社会经济学模式是必要的.仅考虑土地利用的变化,未来50年华南地区年降水量将呈现减少的趋势,北方地区的年降水量在2010年左右将呈现增长的趋势,且增长的趋势可能持续到2050年.预测结果同时显示,西部干旱半干旱区沙漠绿化,增加东北及内蒙古西部地区的森林面积,华北地区退耕还草等措施对北方地区年降水量的增加是有益的.同时,对应西部沙漠面积扩大,华北地区城市用地增加,东北及内蒙古西部地区林地退化以及华南地区林地增加等土地利用的变化,北方的干旱化趋势会进一步加剧.土地利用变化可以引起气候模式下垫面参数中的地表反照率、粗糙度等发生改变,变化的地表覆盖类型与大气的能量和水分通量交换差异作用于大气的流场和温度场等要素,从而改变了区域的气候环境.