未来50年欧亚大陆积雪的预估研究

全球气候变化预估是当前气候变化研究的热点和核心问题之一，预估未来欧亚大陆季节性积雪变化，不仅有助于预估大陆及区域尺度水资源和生态变化，为气候预估提供参考，还可为进一步制定应对气候变化政策提供科学基础。本项目基于IPCC AR4权威发布的多种气候模式结果，选择高排放的A2和低排放的B1情景，从两个方面实现对未来50年欧亚大陆积雪的预估。其一是直接分析法：基于IPCC多种气候模式输出的20世纪欧亚大陆积雪结果，利用欧亚大陆观测和遥感积雪数据，首先评估各气候模式模拟欧亚大陆积雪的能力，在诊断出具有较好预报能力的模式的基础上，对A2和B1情景下模式输出的欧亚大陆积雪进行特征分析。其二是统计降尺度法：首先根据已有可靠资料确立大尺度气候因子与欧亚大陆积雪间的统计关系，并假定该统计关系在未来50年保持不变，再利用A2和B1情景下模式输出的气候因子结果，计算得到欧亚大陆积雪数据，并进行预估研究。

项目基于IPCC AR4权威发布的多种气候模式结果，选择高排放的A2和低排放的B1情景，从两个方面实现对未来50年欧亚大陆积雪的预估。一是直接分析法：基于IPCC多种气候模式输出的20世纪欧亚大陆积雪结果，利用观测和遥感积雪数据，首先评估各气候模式模拟欧亚大陆积雪的能力，在诊断出具有较好预报能力的模式基础上，对模式输出的欧亚大陆积雪进行特征分析。其二是统计降尺度法：首先根据已有可靠资料确立大尺度气候因子与欧亚大陆积雪间的统计关系，并假定该统计关系在未来50年保持不变，再用模式输出的气候因子结果，计算得到未来欧亚积雪数据进行预估。本项目按照计划任务书执行，三年期间分别用两种方法进行了欧亚积雪的预估研究，并得到相关结论，发表了部分研究成果。一些重要结果及科学意义如下：.1.CMIP3模式对于SCF、SD、SWE三种积雪变量的模拟能力具有一致性。空间上，模式对积雪的模拟能力呈阶梯状分布，其中对中西伯利亚高原和西西伯利亚平原的模拟效果最好，西欧地区次之，而对中国西部尤其是青藏高原的模拟能力最差。时间上，对冬季的模拟效果好于夏季。发展分区域和分时段的积雪参数化方案将大大提高模式对积雪的模拟能力。.2.就欧亚大陆整体而言，未来50年积雪呈一致减少趋势。积雪减少的绝对趋势在秋季（SCF和SD）或春季（SWE）最大；而减少的相对趋势则在夏季最大，说明暖季积雪对气候变暖更加敏感。.3.在A2情景下，积雪的减小范围和速率都大于B1情景，表明温室气体排放将既从时间也从空间上加快积雪减少的速率，不利于积雪的维持。控制温室气体排放对未来欧亚大陆积雪的生存至关重要。.4.无论高、低排放情景，未来欧亚积雪均呈明显东增西减、青藏高原减少的趋势，这种变化特征有利于我国夏季雨带北抬。此外，这种变化特征在A2情景下更加明显，表明高温室气体排放将加速我国夏季雨带的北移。.5.统计降尺度方法预估结果符合气温升高不利于积雪积累的假设，近几年欧洲寒潮暴雪频现亦支持欧洲积雪增加的可能。然而，该方法预估的积雪变化与直接分析法预估的结果不甚一致。这可能与模式本身的不确定性和统计降尺度关系的稳定性有关。