全球变暖背景下中蒙干旱区水汽再循环变化特征及关联机制

This projection intents to calculate and analyze the spatio-temporal characteristics of moisture recycling ratio (MRR), recycling time and recycling length over China-Mongolian arid region of during 1958 to 2017, which is the most obviously warming period, using multi-moisture recycling models and data from hydro-meteorological observation stations, multi-reanalysis data and model simulation outputs. Base on the recycling characteristics, the projection will explore the moisture recycling process response mechanism with the climate change over arid region under global warming background. The research also focuses on the impacts of moisture recycling process on the different spatial-temporal scale precipitation over China-Mongolian arid region to deep our understanding about the characteristic and mechanism of precipitation in arid region, via the analysis of the meteorological and hydrological elements such as moisture recycling ratio, moisture recycling time, moisture recycling length, precipitation, evaporation and moisture flux. This projection will be the important part of the arid climate characteristics research, and will provide scientific basis for the forecast of moisture change over arid regions under global warming.

本项目拟通过使用中蒙干旱区气象、水文观测数据、多种再分析资料和模式模拟数据的综合分析，利用Brubaker，DRM以及FLEXPART等多种水汽再循环模型，计算模拟全球变暖趋势显著的近60年（1958-2017）中蒙干旱区水汽再循环率，再循环周期及再循环范围，分析其时空分布及变化特征，探索研究在全球变暖背景下，中蒙干旱区的水汽再循环过程对气候变化的响应机理。在此基础上，通过分析中蒙干旱水汽再循环和降水、蒸发、水汽通量等气象、水文要素变化特征，重点研究中蒙干旱区水汽再循环过程对不同时空尺度降水过程的影响，以求深入认识西北干旱区水汽再循环的变化特征，从而加深对干旱区降水的基本特征和变化机理的理解。本项目的研究工作是深入认识干旱区气候特征研究工作的重要组成，对预测全球变暖背景下干旱区的水汽变化及水循环规律研究有重要科学意义。

本项目用过使用不同再分析资料，使用不同蒸发、降水再循环模型，研究分析了中蒙干旱区近40年（1981-2018）降水再循环时空分布特征。通过对比32种潜在蒸发模型，找出了适用于估算中蒙干旱区潜在蒸发量的模型，利用Advection-Aridity模型估算了中蒙干旱区近40年实际蒸发量，约为1.00mm/day，远小于潜在蒸发，但依旧高于其他区域。通过不同对比中蒙干旱区和其他干旱区水汽特征和输送规律得出中蒙干旱区为水汽净输出，并以径向输送为主。在此基础上，通过不同降水再循环模型得出，中蒙干旱区降水再循环率约为20%，高于其他区域。利用cmip5、6数据预测了中蒙干旱区降水再循环率，结果表明，由于未来环流将强，未来中蒙干旱区降水再循环率为减少趋势。