《气候变化对中国东部季风区陆地水循环与水资源安全的影响及适应对策》是国家重点基础研究发展计划(973计划)项目“气候变化对我国东部季风区陆地水循环与水资源安全的影响及适应对策”(项目编号2010CB428400)成果系列专著的综合篇。《气候变化对中国东部季风区陆地水循环与水资源安全的影响及适应对策》围绕陆地水文和气候变化影响与适应对策关键科学问题,选择对中国水资源安全有重要意义的东部季风区陆地水文时空分布和变化、南北方典型的水资源安全问题为切人点,分别从检测与预估、响应与归因、影响与后果、适应与对策4个层面开展了水循环变化和应对气候变化影响的适应对策研究工作,形成应对气候变化对中国水资源安全影响与适应对策的科研与应用成果。
《气候变化对中国东部季风区陆地水循环与水资源安全的影响及适应对策》可供国家相关部门以及水文水资源、全球变化、地理学科研机构研究人员参阅,也可供大专院校相关专业的师生借鉴和参考。
气候变化与水资源是当代世界性重大课题。中国东部季风区覆盖了长江、黄河、淮河、海河、辽河、松花江、东南诸河、珠江等八大流域,水循环与水资源变化十分复杂,既受到较强的东亚季风区自然变率影响,也受到高强度人类活动联系的人为强迫影响,水资源、水灾害、水环境、水生态问题十分突出。气候变化与水资源是“中国应对气候变化国家方案”重点关注的课题之一。2009年,科学技术部(简称科技部)发布了国家973计划项目中的“气候变化与水资源”申请指南。在中国科学院、中国气象局以及水利部和教育部的大力支持下,由中国科学院地理科学与资源研究所主持,以夏军为首席科学家,联合中国科学院大气物理研究所、中国科学院东北地理与农业生态研究所、中国气象局国家气候中心、水利部水利信息中心和水利水电规划设计总院、北京师范大学、武汉大学等单位,通过“产”“学”“研”科研团队的强强联合,成功申请到国家重点基础研究发展计划(973计划)项目“气候变化对我国东部季风区陆地水循环与水资源安全的影响及适应对策”(项目编号2010CB428400)。
项目研究的总目标:揭示水循环时空变化与响应机理,预估气候变化影响的不确定性,发展“陆一气双向耦合”模型,阐明陆地水循环变化的成因;评估流域水资源脆弱性,提出应对气候变化的适应性对策;凝聚创新团队,扩大国际影响力。项目凝炼出国家水资源重大需求联系的三个关键科学问题,即气候变化影响下水循环要素时空变异与不确定性、陆地水文一区域气候相互作用与反馈机理、气候变化影响下水资源脆弱性与适应性等。项目团队历时五年,同心协力、团结合作、兢兢业业、科研创新,较为系统地研究了“过去怎么变?未来怎么变?机理是什么?如何应对变化?”四个核心研究内容。在气候变化背景下东部季风区水循环变化的检测与归因、未来气候变化对中国水资源格局的影响与变化情景预估、针对中国东部季风区和流域以及重大调水工程影响的水资源脆弱性与适应性对策与建议等方面,取得了有重要创新性和系统性的研究成果。
本系列专著是该973计划项目成果的系统总结,由七册专著组成。第一册为综合卷,主要从项目层面重点阐述取得的核心成果、总的结论与认识以及对策与建议。本系列专著的第二册到第七册是该973计划项目中6个课题更为翔实的研究成果与应用总结,分别为《中国陆地水循环演变与成因》《未来水文气候情景预估及确定性分析与量化》《陆地水文——区域气候相互作用》《气候变化对北方农业区水文水资源的影响》《气候变化对南方典型洪涝灾害高风险区防洪安全影响及适应对策》和《气候变化影响下中国水资源的脆弱性与适应对策》。
本册是系列专著的第一册,共分两大部分。第一部分是综合篇,分为7章。第1章是绪论,主要阐述气候变化与水资源国内外研究现状与进展,973计划项目的主要内容和框架体系,由夏军、占车生撰写;第2章重点论述气候变化对中国东部季风区水循环水资源影响的检测与归因,由罗勇、姜彤等撰写;第3章阐述未来气候变化影响的不确定性与情景预估,由段青云、徐宗学等撰写;第4章论述变化环境下“陆一气双向耦合”模式与水循环响应机理,由谢正辉、夏军、占车生等撰写;第5章阐述气候变化对东部季风区南、北方典型流域水问题的影响,由莫兴国、章光新、刘志雨等撰写;第6章论述应对气候变化影响的水资源脆弱性与适应性对策,由夏军、李原园等撰写;第7章是973计划项目研究成果取得的总体结论与对策建议,由夏军、占车生撰写。
第二部分是该973计划项目6个课题研究成果的提要篇,重点简介课题研究成果与关键性的认识与结论,分别由课题组组长罗勇、段青云、谢正辉、莫兴国、刘志雨、夏军完成。全书由项目首席夏军统稿。
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综合篇
第1章 绪论
1.1 背景
1.2 国家重大需求分析
1.3 国内外研究进展和发展趋势
1.3.1 国际研究进展和发展趋势
1.3.2 国内研究现状和水平
1.4 关键科学问题与框架体系
1.4.1 科学问题与关注要点
1.4.2 框架体系
第2章 气候变化对中国东部季风区水循环水资源影响的检测与归因
2.1 季风区陆地水循环时空变异的检测与归因
2.1.1 大气中水汽-降水-径流收支平衡与水循环变化的再认识
2.1.2 蒸散发的年代际时空变化规律与成因
2.2 水循环时空变异及其原因
第3章 未来气候变化影响的不确定性与情景预估
3.1 贝叶斯理论模型
3.2 降水预估的共识性与可信度统计方法
3.2.1 降水季节预报流程
3.2.2 中国东部季风区降水的季节可预报性
3.3 贝叶斯多模型统计降尺度方法及应用
3.4 基本认识
第4章 “陆-气双向耦合”模式与水循环响应机理
4.1 区域水循环响应机理研究
4.1.1 大尺度陆地水循环模型CLM-DTVGM的构建
4.1.2 考虑取用水、调水和作物生长的区域陆-气耦合模式
4.1.3 陆气双向耦合的陆面数据同化系统
4.2 东部季风区过去水循环变化成因探究
第5章 气候变化对东部季风区北方和南方典型流域水问题的影响
5.1 气候变化对华北及东北农业水资源的影响
5.1.1 华北及东北地区干旱强度和频率的演变和趋势
5.1.2 生态水文关键参数的尺度扩展方法
5.1.3 华北平原作物种植系统对气候变化的响应
5.1.4 东北和华北水资源消耗对气候变化的响应
5.2 气候变化对中国南方典型流域洪涝灾害影响
5.2.1 非稳态水文极值系列洪水频率计算方法
5.2.2 适用于洪水预估的气候模式和区域降尺度方法
5.2.3 气候变化对中国洪涝灾害风险的影响
第6章 应对气候变化影响的水资源脆弱性与适应性对策
6.1 变化环境下水资源脆弱性理论与方法
6.1.1 变化环境下水资源脆弱性分析新的模型与方法
6.1.2 未来气候变化影响下的水资源脆弱性
6.2 应对气候变化影响水资源适应性管理的体系与框架
6.2.1 水资源适应性管理新的概念与定义
6.2.2 水资源适应性管理的体系与框架
第7章 结论与对策建议
7.1 认识与总结
7.1.1 气候变化对中国陆地水循环影响的检测与归因
7.1.2 未来气候变化影响的不确定性与情景预估
7.1.3 平稳水文极值系列洪水频率计算
7.1.4 气候变化背景下水资源脆弱性
7.1.5 中国水资源规划及重大工程设计应对气候变化影响的不足
7.2 对策与建议
参考文献
专题篇
科学基础研究与进展
课题一:东部季风区陆地水循环要素演变规律分析与成因辨识
第1章 陆地水循环气候要素多时间尺度变化规律
1.1 黄河流域水循环气候要素变化规律
1.1.1 1961~2010年黄河流域降水量及雨日的气候变化特征
1.1.2 年降水量及雨日减少的成因分析
1.1.3 流域季节降水的成因分析
1.2 长江水循环气候要素变化规律
……
索引
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