地球工程情景下中国七大区域未来强降水和极端强降水的变化特征对比分析(2010—2099年)

孔锋; 孙劭; 王品; 吕丽莉; 李颖

doi:10.16032/j.issn.1004-4965.2019.001

地球工程情景下中国七大区域未来强降水和极端强降水的变化特征对比分析(2010—2099年)

doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2019.001

孔锋^{1, 2, ,},
孙劭³,
王品⁴,
吕丽莉²,
李颖⁵

1.
清华大学公共管理学院应急管理研究基地，北京 100084
2.
中国气象局气象干部培训学院，北京 100081
3.
中国气象局国家气候中心，北京 100081
4.
杭州师范大学理学院，浙江杭州 311121
5.
浙江省气象科学研究所，浙江杭州 310008

基金项目:

国家重大科学研究计划 2015CB953603

国家自然科学基金项目 41801064

国家自然科学基金项目 71790611

国家自然科学基金项目 41701103

中国气象局气候变化专项项目 CCSF201843

中国气象局气候变化专项项目 CCSF201844

中亚大气科学研究基金项目 CAAS201804

详细信息

通讯作者:
孔锋，男，山西省人，博士，助理研究员，主要研究方向为气候变化与自然灾害。E-mail: kongfeng0824@foxmail.com

中图分类号: P426.6
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出版历程
- 收稿日期: 2017-12-28
- 修回日期: 2018-10-08
- 刊出日期: 2019-02-01

COMPARISON AND ANALYSIS OF FUTURE HEAVY PRECIPITATION AND EXTREMELY HEAVY PRECIPITATION IN SEVEN MAJOR REGIONS OF CHINA FROM 2010 TO 2099 UNDER THE BACKGROUND OF GEOENGINEERING

Feng KONG^{1, 2
, ,},
Shao SUN³,
Pin WANG⁴,
Li-li LYU²,
Ying LI⁵

1.
Center for Crisis Management Research, School of Public Policy and Management, Tsinghua University, Beijing 100084, China
2.
Training Center, China Meteorological Administration, Beijing 100081, China
3.
National Climate Center, Beijing 100081, China
4.
Institute of Remote Sensing and Earth Sciences, College of Science, Hangzhou Normal University, Hangzhou 311121, China
5.
Zhejiang Institute of Meteorological Sciences, Hangzhou 310008, China

摘要

摘要: 地球工程作为人类影响全球气候的重要工程手段，具有重要的现实意义和科学价值。目前学界在地球工程对极端降水的影响研究方面还处于初始阶段。在这种背景下，基于BNU-ESM模式中地球工程(G4实验)和非地球工程(RCP4.5)情景下的日值降水数据，以95%和99%分位数作为强降水和极端强降水的阈值，分别对比分析两种情景下中国及七大地理分区的强降水和极端强降水在2010—2099年(整个研究时段)、2020—2069年(地球工程实施期间)和2070—2099年(地球工程实施结束)的差异特征。结果表明：(1) 2010—2099年地球工程有利于中国多数地区强降水量和极端强降水量的增加；(2)在实施地球工程的2020—2069年，整体上抑制了中国多数地区强降水量和极端强降水量；(3)在地球工程实施结束后的2070—2099年，地球工程后续影响整体上有利于中国多数地区强降水量和极端强降水量的增加；(4)不同研究时段中国七大地理分区的强降水量和极端强降水量变化趋势均有一定区域差异，且这种差异特征在不同研究时期表现在不同地区。
- 地球工程 /
- 极端强降水 /
- 变化趋势 /
- 波动特征 /
- 影响分析 /
- 中国
Abstract: Geoengineering, as an important means to influencing the global climate, has important practical and scientific value. At present, the study on the influence of geoengineering on extremely precipitation is still in the initial stage. This study uses daily precipitation datasets from the BNU-ESM model of the geoengineering (G4 experiment) and the non geoengineering (RCP4.5). Taking 95% and 99% quantiles as thresholds for heavy precipitation and extremely heavy precipitation, different characteristics of heavy precipitation and extremely heavy precipitation in China and seven geographical divisions during 2010—2099 (whole research period), 2020—2069 (geoengineering implementation period) and 2070—2099 (post-geoengineering implementation period) in two scenarios are compared respectively. The results are shown as follows: The geoengineering is beneficial to the increase of heavy precipitation and extremely heavy precipitation in most areas of China during 2010—2099. In 2020—2069, the years of the implementation of geoengineering, heavy precipitation and extremely heavy precipitation in most areas of China are restrained. In 2070—2099, the years after the implementation of geoengineering, the follow-up effect of geoengineering is in favor of the increase of heavy precipitation and extremely heavy precipitation in most areas of China. The trend of heavy precipitation and extremely heavy precipitation in seven geographical divisions has certain regional differences in different research periods, and this difference is manifested in different regions at different times.
- geoengineering /
- extremely heavy precipitation /
- trend /
- fluctuation /
- impact analysis /
- China

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图 1 中国数字高程图和七大地理分区

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图 2 地球工程情景下中国强降水变化特征对比

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图 3 地球工程情景下中国极端强降水变化特征对比

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图 4 地球工程情景下中国七大地理分区强降水变化特征对比(2010—2099年)

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图 5 地球工程期间中国七大地理分区强降水变化特征对比(2020—2069年)

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图 6 地球工程之后中国七大地理分区强降水变化特征对比(2070—2099年)

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图 7 地球工程情景下中国七大地理分区极端强降水变化特征对比(2010—2099年)

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图 8 地球工程期间中国七大地理分区极端强降水变化特征对比(2020—2069年)

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图 9 地球工程之后中国七大地理分区极端强降水变化特征对比(2070—2099年)

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参考文献(40)

[1]	PIDGEON N, PARKHILL K, CORNER A, et al. Deliberating stratospheric aerosols for climate geoengineering and the SPICE project[J]. Nature Climate Change, 2013, 3(5):451-457.
[2]	潘家华. "地球工程"作为减缓气候变化手段的几个关键问题[J].中国人口·资源与环境, 2012, 22(5):22-26.
[3]	曹志杰, 陈绍军, 史明宇.气候变化条件下的气候工程移民问题及对策分析[J].中国人口·资源与环境, 2014, 24(s3):32-35.
[4]	SHEPHERD J G. Geoengineering the climate: science, governance and uncertainty[J]. Social Science Electronic Publishing, 2009, 17(2):10-11.
[5]	AKBARI H, MENON S, ROSENFELD A. Global cooling: increasing world-wide urban albedos to offset CO₂[J]. Climatic Change, 2009, 94(3-4):275-286.
[6]	史军, 卢愿清, 郝晓雅.地球工程的"道德风险"[J].自然辩证法研究, 2013, 33(12):47-52.
[7]	LOW S, MOORE N, CHEN Z, et al. Geoengineering policy and governance issues[M]// Geoengineering Responses to Climate Change. Springer New York, 2013: 169-191.
[8]	LUNT D J. Sunshades for Solar Radiation Management[M]// Geoengineering Responses to Climate Change. Springer New York, 2013: 9-20.
[9]	LOW S. Engineering imaginaries: Anticipatory foresight for solar radiation management governance[J]. Science of the Total Environment, 2016, 580(3):90-104.
[10]	CORNER A, PIDGEON N. Geoengineering the climate: the social and ethical implications[J]. Environment Science & Policy for Sustainable Development, 2010, 52(1):24-37.
[11]	JONES A, HAYWOOD J, BOUCHER O. A comparison of the climate impacts of geoengineering by stratospheric SO2 injection and by brightening of marine stratocumulus cloud[J]. Atmos Sci Lett, 2011, 12(2):176-183.
[12]	辛源.地球工程的研究进展简介与展望[J].气象科技进展, 2016, 6(4):30-36.
[13]	孔锋, 孙劭, 王品, 等.地球工程对中国未来降雨时空分异格局的潜在影响(2010-2099)[J].灾害学, 2018, 33(4):99-107+121.
[14]	辛源, 潘家华.认知气候工程:气候主宰还是气候缓和?[J].中国软科学, 2016, 32(12):15-23.
[15]	BAILEY R. Geoengineering the Climate[J]. Reason, 2010, 370(1):4166-4175.
[16]	OWEN R. Solar radiation management and the governance of hubris[J]. Environ Sci Technol, 2014, 48(3):212-248.
[17]	张莹, 陈迎, 潘家华.气候工程的经济评估和治理核心问题探讨[J].气候变化研究进展, 2016, 12(5):442-449.
[18]	史军, 柳琴, 董京奇.地球工程的哲学反思[J].中州学刊, 2014, 206(2):121-125.
[19]	DAVE Cohen, 韩熔桓.利用地球工程控制气候[J].低碳世界, 2012, 2(7):28-29.
[20]	孙凯.对地球工程的多维度思考——读《气候变化地球工程:哲学视角、法学议题与治理框架》[J].世界环境, 2013, 31(5):91-92.
[21]	柳琴, 史军.气候地球工程的伦理研究[M].北京:科学出版社, 2016.
[22]	BARRETT S. Solar geoengineering's brave new world: thoughts on the governance of an unprecedented technology[J].Review of Environmental Economics & Policy, 2015, 8(2):249-269.
[23]	HEYEN D, WIERTZ T, IRVINE P J. Regional disparities in SRM impacts: the challenge of diverging preferences [J] Climatic Change, 2015, 133(4):557-563.
[24]	IRVINE P J, RIDGWELL A, LUNT D J. Assessing the regional disparities in geoengineering impacts[J]. Geophy Res Lett, 2010, 36(37):89-90.
[25]	GARDINER S M. Why geoengineering is not a'global public good', and why it is ethically misleading to frame it as one[J]. Climatic Change, 2013, 121(3):513-525.
[26]	MILLSTEIN D, MENON S. Regional climate consequences of large-scale cool roof and photovoltaic array deployment[J]. Envir Res Lett, 2011, 6(3):198-204.
[27]	孔锋, 孙劭, 史纬恒, 等.气候工程对中国极端降雨强度的影响(2010-2099)[J].灾害学, 2018, 33(2):106-113.
[28]	崔雪锋, MOORE J.多模式集合评估地球工程的气候效果研究进展[C]//中国大地测量和地球物理学学术大会. 2014.
[29]	蒙伟光, 郑艳萍, 王宝民, 等.热岛与海风相互作用对珠三角午后强降水影响的观测和模拟研究[J].热带气象学报, 2014, 30(6): 1011- 1026.
[30]	郝晓雅.气候地球工程的道德反思[D].南京: 南京信息工程大学, 2014.
[31]	银森录, 李俊生, 吴晓莆, 等.地球工程开展现状及其对生物多样性的影响[J].生物多样性, 2013, 21(3):375-382.
[32]	孔锋, 刘凡, 吕丽莉, 等. 1961-2010年中国大尺度区域暴雨时空分布特征研究[J].长江流域资源与环境, 2017, 26(4):631-640.
[33]	孔锋, 史培军, 方建, 等.全球变化背景下极端降水时空格局变化及其影响因素研究进展和展望[J].灾害学, 2017, 32(2):165-174.
[34]	李瑞芬, 陶丽, 王明珠.江淮地区夏季降水的准两年周期振荡及其年代际变化的机理研究[J].热带气象学报, 2016, 32(1):94-108.
[35]	JI D, WANG L, FENG J, et al. Basic evaluation of Beijing Normal University Earth System Model (BNU-ESM) Version 1[J]. Geoscientific Model Development, 2014, 7(5):2039-2064.
[36]	HEMPEL S, FRIELER K, WARSZAWSKI L, et al. A trend-preserving bias correction - the ISI-MIP approach[J]. Earth System Dynamics, 4, 2(2013-07-31), 2013, 4(2):219-236.
[37]	WANG A, LETTENMAIER D P, SHEFFIELD J. Soil moisture drought in China, 1950-2006[J]. J Climate, 2011, 24(13):3257-3271.
[38]	程雪蓉, 任立良, 杨肖丽, 等. CMIP5多模式对中国及各分区气温和降雨时空特征的预估[J].水文, 2016, 36(4):37-43.
[39]	寿绍文.天气学分析[M].北京:气象出版社, 2006.
[40]	银森录, 李俊生, 吴晓莆, 等.地球工程开展现状及其对生物多样性的影响[J].生物多样性, 2013, 21(3):375-382.