中国
  <strong>400 mm</strong>等降水量变迁与干湿变化研究进展

doi:10.11867/j.issn.1001-8166.2020.087

地球科学进展 ›› 2020, Vol. 35 ›› Issue (11): 1101 -1112. doi: 10.11867/j.issn.1001-8166.2020.087

综述与评述下一篇

中国 400 mm等降水量变迁与干湿变化研究进展

高艳红 ¹(

),许建伟 ²,张萌 ¹,姜凤友 ³

^1.复旦大学大气与海洋科学系/大气科学研究院，上海 200438
^2.湖南文理学院资源环境与旅游学院，湖南常德 415000
^3.内蒙古呼伦贝尔市气象局，内蒙古呼伦贝尔 021008

收稿日期:2020-10-26 修回日期:2020-11-07 出版日期:2020-11-10
基金资助:
中国科学院战略性先导科技专项“泛第三极环境变化与绿色丝绸之路建设”(XDA2006010202);马克思主义理论研究和建设工程重大项目“中国400毫米等降水量线与西北地区重要战略地位研究”(2020MYB069)

Advances in the Study of the 400 mm Isohyet Migrations and Wetness and Dryness Changes on the Chinese Mainland

Yanhong Gao ¹( ),Jianwei Xu ²,Meng Zhang ¹,Fengyou Jiang ³

^1.Institute of Atmospheric Sciences & Department of Atmospheric and Oceanic Sciences，Fudan University，Shanghai 200438，China
^2.College of Resource and Environment，Hunan University of Arts and Science，Changde Hunan 415000，China
^3.Hulunbeier Meteorology Bureau，Hulunbuir Inner Mongolia Autonomous Region 021008，China

Received:2020-10-26 Revised:2020-11-07 Online:2020-11-10 Published:2021-01-25
About author:Gao Yanhong （1973-）， female， Wenshui County， Shanxi Province， Professor. Research areas include land-atmosphere interaction and regional climate change. E-mail： gaoyh@fudan.edu.cn
Supported by:
the Strategic Priority Research Program of Chinese Academy of Sciences “Pan-Three Pole environmental change and Green Silk Road Construction”(XDA2006010202);The Major Projects for Research and Construction of Marxist Theory "Study on the 400 mm Isohyet and the important strategic position of Northwest China"(2020MYB069)

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目前多数全球气候模式的预估结果认为，在变暖背景下，全球水资源会出现“干的地方越干，湿的地方越湿”的变化分布。由于人口社会经济和自然生态等诸多方面的重要性，未来干旱区、半干旱区的干湿变化受到了国际社会的高度关注，中国干旱半干旱区水资源安全问题也引起党中央、国务院的高度重视。总结了现阶段和未来气候变化情景下，400 mm等降水量线、干燥度指数和帕尔默干旱强度指数等几种干湿指标表征的中国干湿界线变迁以及干旱、半干旱区的面积变化，指出了目前干湿变化研究的主要结论和尚待解决的问题，并提出了未来研究展望。研究表明中国干湿界线及其变化具有鲜明的分段特征，中段比较稳定，东段波动剧烈，西段变化表现出强烈的数据依赖性，包含更多观测数据的资料显示西段稳步西移北抬。干湿变化研究结果也体现出强烈的干旱指标依赖性，在干湿过渡带尤其如此，使用潜在蒸散发的干旱指标对温度变化表现出强烈的依赖性。采用融合更多观测数据的高分辨率资料、耦合先进陆面过程模式的高分辨率动力降尺度结果，以及基于实际蒸散发的干湿分区指标是促进中国西部干湿变化研究的有效途径。

关键词: 400 mm等降水量线, 干燥度指数, 帕尔默干旱强度指数

Under the background of global warming， the global water resources were projected to be a distribution of "the rich get richer， the poor get poorer". The dryness and wetness changes in arid and semi-arid areas have attracted great attention of the international community. Based on the present and future climate change scenarios， this study summarized the changes of dryness and wetness boundary and the area of arid and semi-arid areas in China characterized by 400 mm Isohyet， aridity index and Palmer drought index. The main conclusions and problems of dryness and wetness changes in recent decades and future projections were reviewed and summarized. The results show that the dry and wet boundaries and their changes in China have distinct piecewise characteristics； the middle section is relatively stable； the eastern section fluctuates violently； and the western section changes show strong data dependence. The data with more observed ones show that the western section moves steadily westward and northward. The dryness and wetness changes of different drought index analysis are not in line， especially in dry and wet transition zone. The drought index using potential evapotranspiration shows a strong dependence on temperature change. It is suggested that we should use as much observation data as possible， drought index including actual evapotranspiration， advanced land surface processes model to accurately simulate actual evapotranspiration， and high resolution dynamic downscaling results coupled with advanced land surface processes model， to study dryness and wetness changes in China.

Key words: 400 mm Isohyet, Aridity index, PDSI.

中图分类号:

P426.6

图1 1961—2019年中国平均年降水量的空间分布及400 mm等降水量线的位置

Fig.1 Distributions of the annual mean precipitation and locations of 400 mm isohyet averaged over 1961-2019 in the mainland of China

图2 1961—2019年中国平均降水量和不同年代400 mm等降水量线位置的变化

Fig.2 Distributions of the annual mean precipitation and locations of decadal mean 400 mm isohyet in 1961-2019 in the mainland of China

图3 中国干旱区(a~c)和半干旱区(d~f)面积占全国面积比例的年际变化

Fig.3 Linear trends and annual variability of the percentage areas of the (a~c) arid and (d~f) semi-arid regions in the mainland of China using

图4 CMIP6 18个模式集合平均预估的SSP126（a, d, g , j）、SSP245（b, e, h, k）、SSP585（c, f, i, l）情景下2015—2100年中国400 mm等降水量线加权平均经度的年际变化
（a~c）全线；(d~f)西段；(g~i)中段；(j~l)东段; 阴影边界表示18个模式的最大值和最小值

Fig.4 Annual variations of the weighted averaged longitudes of the 400 mm isohyet in the mainland of China under scenarios of SSP126（a, d, g , j）, SSP245（b, e, h, k）, SSP585（c, f, i, l）for 18-model ensemble in CMIP6 from 2015 to 2100
(a~c) The whole 400 mm isohyet line; (d~f) To the west of 93°E; (g~i) 93°~111°E; (j~l) To the east of 111°E of the 400 mm isohyet line；The upper and bottom boundary of the gray shadow represents the maximum and minimum among 18 models

图5 CMIP618个模式集合平均预估的SSP126（a, d, g , j）、SSP245（b, e, h, k）、SSP585（c, f, i, l）情景下2015—2100年中国400 mm等降水量线加权平均纬度的年际变化
（a~c）全线；(d~f)西段；(g~i)中段；(j~l)东段; 阴影边界表示18个模式的最大值和最小值

Fig.5 Annual variations of the weighted averaged latitudes of the 400 mm isohyet in the mainland of China under scenarios of SSP126（a, d, g , j）, SSP245（b, e, h, k）, SSP585（c, f, i, l）for 18-model ensemble in CMIP6 from 2015 to 2100
(a~c) The whole 400 mm isohyet line; (d~f) To the west of 93°E; (g~i) 93~111°E; (j~l) To the east of 111°E of the 400 mm isohyet line；The upper and bottom boundary of the gray shadow represents the maximum and minimum among 18 models

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