柯本氣候分類法是一個傳統而現時仍應用非常廣泛的氣候分類方法之一,具有分類標準簡單、界限明確的特點。它根據平均氣溫和降水,將氣候分為熱帶(A)、乾旱帶(B)、亞熱帶(C)、溫帶(D)、寒溫帶(E)和極低帶(F)六大氣候帶,各氣候帶下又進一步分為各種氣候型,對應森林、草原、沙漠、苔原等不同的自然景觀,同時有不同研究對原始柯本氣候型進行的改進,如柯本-特裏瓦沙型等。中國地域遼闊,氣候和自然生態系統複雜但生態脆弱性明顯。為推進生態文明建設、保障國家生態安全,政府提出了由青藏高原生態屏障、川滇-黃土高原生態屏障、東北森林帶、北方防沙帶和南方丘陵山地帶構成的“兩屏三帶”國家生態安全屏障框架。
在全球變暖的背景下,中國及其各國家生態安全屏障區的柯本氣候將如何變化?針對這一問題,中科院大氣所高學傑研究員聯合其他機構的研究人員,基於經過誤差訂正的RegCM4區域氣候模式動力降尺度集合類比,預估了RCP4.5中等溫室氣體排放情景下,21世紀末期(2069~2098年)中國及各生態屏障區的柯本-特裏瓦沙(以下簡稱柯本氣候)氣候分類變化。
結果表明,相對於當代1981~2010年,中國未來氣候型發生變化的面積比例為22%,以青藏高原和秦嶺-淮河一帶變化明顯,其中青藏高原地區的苔原氣候(FT)將大幅收縮,秦嶺-淮河一帶的溫帶大陸性氣候(Dc)和溫帶海洋性氣候(Do)將分別被Do和冬幹溫暖氣候(Cw)替代。在所有氣候型中,FT的變化範圍最大,面積相對當代將縮小64%;同時許多地區氣候出現乾旱化趨勢。氣候型變化的主導因素是氣溫的升高。
未來國家生態安全屏障區的氣候型變化更明顯一些,變化總面積達24%。其中變化最大的是青藏高原生態屏障區,數值達到41%,以FT範圍的大幅縮減為主,會引起當前生物適宜分佈範圍的較大變化,生態脆弱性較大;川滇-黃土高原生態屏障區的變化百分率次之,為37%,以Cw和半乾旱氣候(BS)的較大擴張為代表,當前植被退化的風險較大;東北森林帶的面積變化為20%,以寒溫帶大陸性氣候(Ec)範圍的收縮為主,影響寒溫帶北方針葉林生態系統;北方防沙帶的變化數值為11%,半乾旱和乾旱面積的擴張占其中變化的近一半。
(a)中國當代(顏色填充柱)和21世紀末期(斜線柱)各氣候型所占國土面積的比例及(b)21世紀末期各氣候型變化率(組織:%)。(b)中圓點為平均值,分隔號表示5個模式間的1個標準差的範圍
Aw:熱帶稀樹草原氣候,BW:沙漠氣候,BS:半乾旱氣候,Cw:冬幹溫暖氣候;Cr:亞熱帶濕潤氣候,Do:溫帶海洋性氣候,Dc溫帶大陸性氣候,Eo:寒溫帶海洋性氣候,Ec:寒溫帶大陸性氣候,FT:苔原氣候
論文資訊:
吳婕,韓振宇,石英,高學傑,2022:中國及其屏障區柯本氣候分類的RegCM4集合預估.科學通報,67(1):99–112.https://doi.org/10.1360/TB-2021-0744.