氣候變化對中國東部季風區(qū)陸地水循環(huán)與水資源安全的影響及適應對策
定 價：168 元
叢書名：氣候變化對我國東部季風區(qū)陸地水循環(huán)與水資源安全的影響及適應對策
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- 作者：夏軍[等]著
- 出版時間：2017/1/1
- ISBN：9787030480996
- 出 版 社：科學出版社
- 中圖法分類：P339
- 頁碼：325
- 紙張：膠版紙
- 版次：1
- 開本：16K
《氣候變化對中國東部季風區(qū)陸地水循環(huán)與水資源安全的影響及適應對策》是國家重點基礎研究發(fā)展計劃（973計劃）項目“氣候變化對我國東部季風區(qū)陸地水循環(huán)與水資源安全的影響及適應對策”（項目編號2010CB428400）成果系列專著的綜合篇�！稓夂蜃兓瘜χ袊鴸|部季風區(qū)陸地水循環(huán)與水資源安全的影響及適應對策》圍繞陸地水文和氣候變化影響與適應對策關鍵科學問題，選擇對中國水資源安全有重要意義的東部季風區(qū)陸地水文時空分布和變化、南北方典型的水資源安全問題為切人點，分別從檢測與預估、響應與歸因、影響與后果、適應與對策4個層面開展了水循環(huán)變化和應對氣候變化影響的適應對策研究工作，形成應對氣候變化對中國水資源安全影響與適應對策的科研與應用成果。
《氣候變化對中國東部季風區(qū)陸地水循環(huán)與水資源安全的影響及適應對策》可供國家相關部門以及水文水資源、全球變化、地理學科研機構研究人員參閱，也可供大專院校相關專業(yè)的師生借鑒和參考。
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氣候變化與水資源是當代世界性重大課題。中國東部季風區(qū)覆蓋了長江、黃河、淮河、海河、遼河、松花江、東南諸河、珠江等八大流域，水循環(huán)與水資源變化十分復雜，既受到較強的東亞季風區(qū)自然變率影響，也受到高強度人類活動聯(lián)系的人為強迫影響，水資源、水災害、水環(huán)境、水生態(tài)問題十分突出。氣候變化與水資源是“中國應對氣候變化國家方案”重點關注的課題之一。2009年，科學技術部（簡稱科技部）發(fā)布了國家973計劃項目中的“氣候變化與水資源”申請指南。在中國科學院、中國氣象局以及水利部和教育部的大力支持下，由中國科學院地理科學與資源研究所主持，以夏軍為首席科學家，聯(lián)合中國科學院大氣物理研究所、中國科學院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所、中國氣象局國家氣候中心、水利部水利信息中心和水利水電規(guī)劃設計總院、北京師范大學、武漢大學等單位，通過“產(chǎn)”“學”“研”科研團隊的強強聯(lián)合，成功申請到國家重點基礎研究發(fā)展計劃（973計劃）項目“氣候變化對我國東部季風區(qū)陸地水循環(huán)與水資源安全的影響及適應對策”（項目編號2010CB428400）。
項目研究的總目標：揭示水循環(huán)時空變化與響應機理，預估氣候變化影響的不確定性，發(fā)展“陸一氣雙向耦合”模型，闡明陸地水循環(huán)變化的成因；評估流域水資源脆弱性，提出應對氣候變化的適應性對策；凝聚創(chuàng)新團隊，擴大國際影響力。項目凝煉出國家水資源重大需求聯(lián)系的三個關鍵科學問題，即氣候變化影響下水循環(huán)要素時空變異與不確定性、陸地水文一區(qū)域氣候相互作用與反饋機理、氣候變化影響下水資源脆弱性與適應性等。項目團隊歷時五年，同心協(xié)力、團結合作、兢兢業(yè)業(yè)、科研創(chuàng)新，較為系統(tǒng)地研究了“過去怎么變？未來怎么變？機理是什么？如何應對變化？”四個核心研究內(nèi)容。在氣候變化背景下東部季風區(qū)水循環(huán)變化的檢測與歸因、未來氣候變化對中國水資源格局的影響與變化情景預估、針對中國東部季風區(qū)和流域以及重大調水工程影響的水資源脆弱性與適應性對策與建議等方面，取得了有重要創(chuàng)新性和系統(tǒng)性的研究成果。
本系列專著是該973計劃項目成果的系統(tǒng)總結，由七冊專著組成。第一冊為綜合卷，主要從項目層面重點闡述取得的核心成果、總的結論與認識以及對策與建議。本系列專著的第二冊到第七冊是該973計劃項目中6個課題更為翔實的研究成果與應用總結，分別為《中國陸地水循環(huán)演變與成因》《未來水文氣候情景預估及確定性分析與量化》《陸地水文——區(qū)域氣候相互作用》《氣候變化對北方農(nóng)業(yè)區(qū)水文水資源的影響》《氣候變化對南方典型洪澇災害高風險區(qū)防洪安全影響及適應對策》和《氣候變化影響下中國水資源的脆弱性與適應對策》。
本冊是系列專著的第一冊，共分兩大部分。第一部分是綜合篇，分為7章。第1章是緒論，主要闡述氣候變化與水資源國內(nèi)外研究現(xiàn)狀與進展，973計劃項目的主要內(nèi)容和框架體系，由夏軍、占車生撰寫；第2章重點論述氣候變化對中國東部季風區(qū)水循環(huán)水資源影響的檢測與歸因，由羅勇、姜彤等撰寫；第3章闡述未來氣候變化影響的不確定性與情景預估，由段青云、徐宗學等撰寫；第4章論述變化環(huán)境下“陸一氣雙向耦合”模式與水循環(huán)響應機理，由謝正輝、夏軍、占車生等撰寫；第5章闡述氣候變化對東部季風區(qū)南、北方典型流域水問題的影響，由莫興國、章光新、劉志雨等撰寫；第6章論述應對氣候變化影響的水資源脆弱性與適應性對策，由夏軍、李原園等撰寫；第7章是973計劃項目研究成果取得的總體結論與對策建議，由夏軍、占車生撰寫。
第二部分是該973計劃項目6個課題研究成果的提要篇，重點簡介課題研究成果與關鍵性的認識與結論，分別由課題組組長羅勇、段青云、謝正輝、莫興國、劉志雨、夏軍完成。全書由項目首席夏軍統(tǒng)稿。
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目錄
綜合篇
第1章緒論3
1.1背景3
1.2國家重大需求分析4
1.3國內(nèi)外研究進展和發(fā)展趨勢6
1.3.1國際研究進展和發(fā)展趨勢6
1.3.2國內(nèi)研究現(xiàn)狀和水平10
1.4關鍵科學問題與框架體系11
1.4.1科學問題與關注要點11
1.4.2框架體系11
第2章氣候變化對中國東部季風區(qū)水循環(huán)水資源影響的檢測與歸因13
2.1季風區(qū)陸地水循環(huán)時空變異的檢測與歸因13
2.1.1大氣中水汽-降水-徑流收支平衡與水循環(huán)變化的再認識13
2.1.2蒸散發(fā)的年代際時空變化規(guī)律與成因20
2.2水循環(huán)時空變異及其原因22
第3章未來氣候變化影響的不確定性與情景預估27
3.1貝葉斯理論模型27
3.2降水預估的共識性與可信度統(tǒng)計方法28
3.2.1降水季節(jié)預報流程28
3.2.2中國東部季風區(qū)降水的季節(jié)可預報性29
3.3貝葉斯多模型統(tǒng)計降尺度方法及應用29
3.4基本認識32
第4章“陸-氣雙向耦合”模式與水循環(huán)響應機理33
4.1區(qū)域水循環(huán)響應機理研究33
4.1.1大尺度陸地水循環(huán)模型CLM-DTVGM的構建33
4.1.2考慮取用水、調水和作物生長的區(qū)域陸-氣耦合模式37
4.1.3陸氣雙向耦合的陸面數(shù)據(jù)同化系統(tǒng)38
4.2東部季風區(qū)過去水循環(huán)變化成因探究40
第5章氣候變化對東部季風區(qū)北方和南方典型流域水問題的影響41
5.1氣候變化對華北及東北農(nóng)業(yè)水資源的影響41
5.1.1華北及東北地區(qū)干旱強度和頻率的演變和趨勢41
5.1.2生態(tài)水文關鍵參數(shù)的尺度擴展方法51
5.1.3華北平原作物種植系統(tǒng)對氣候變化的響應52
5.1.4東北和華北水資源消耗對氣候變化的響應56
5.2氣候變化對中國南方典型流域洪澇災害影響57
5.2.1非穩(wěn)態(tài)水文極值系列洪水頻率計算方法57
5.2.2適用于洪水預估的氣候模式和區(qū)域降尺度方法58
5.2.3氣候變化對中國洪澇災害風險的影響59
第6章應對氣候變化影響的水資源脆弱性與適應性對策65
6.1變化環(huán)境下水資源脆弱性理論與方法65
6.1.1變化環(huán)境下水資源脆弱性分析新的模型與方法65
6.1.2未來氣候變化影響下的水資源脆弱性71
6.2應對氣候變化影響水資源適應性管理的體系與框架78
6.2.1水資源適應性管理新的概念與定義78
6.2.2水資源適應性管理的體系與框架78
第7章結論與對策建議86
7.1認識與總結86
7.1.1氣候變化對中國陸地水循環(huán)影響的檢測與歸因86
7.1.2未來氣候變化影響的不確定性與情景預估87
7.1.3平穩(wěn)水文極值系列洪水頻率計算87
7.1.4氣候變化背景下水資源脆弱性88
7.1.5中國水資源規(guī)劃及重大工程設計應對氣候變化影響的不足89
7.2對策與建議90
參考文獻93
專題篇
科學基礎研究與進展
課題一:東部季風區(qū)陸地水循環(huán)要素演變規(guī)律分析與成因辨識99
第1章陸地水循環(huán)氣候要素多時間尺度變化規(guī)律100
1.1黃河流域水循環(huán)氣候要素變化規(guī)律100
1.1.11961~2010年黃河流域降水量及雨日的氣候變化特征100
1.1.2年降水量及雨日減少的成因分析107
1.1.3流域季節(jié)降水的成因分析108
1.2長江水循環(huán)氣候要素變化規(guī)律109
1.2.1長江流域春夏季降水量時間變化規(guī)律109
1.2.2長江流域春夏季降水量空間分布規(guī)律112
1.2.3長江流域春夏季水汽輸送及收支的氣候特征115
第2章東部季風區(qū)蒸散發(fā)特征分析118
2.1松花江流域實際蒸散發(fā)時空變化118
2.2海河流域實際蒸散發(fā)時空變化120
2.3珠江流域實際蒸散發(fā)時空變化123
2.4長江流域實際蒸散發(fā)時空變化127
2.5季風區(qū)流域蒸散發(fā)比較分析129
第3章東部季風區(qū)水文循環(huán)特點研究132
3.1水汽通量132
3.1.1整層大氣水汽總量132
3.1.2水汽收支132
3.1.3水汽輸送影響范圍133
3.2陸地水量平衡135
第4章不同空間尺度的流域徑流預估及其不確定性137
4.1珠江流域徑流預估及不確定性分析137
4.2淮河流域徑流變化及預估139
4.2.1淮河流域徑流變化139
4.2.2淮河流域徑流預估140
4.3長江和黃河典型流域徑流預估142
4.3.1長江和黃河典型流域徑流變化142
4.3.2長江和黃河典型流域水循環(huán)預估143
第5章東部季風區(qū)極端水文事件變化特征150
5.1降水極值150
5.2徑流極值153
第6章氣候變化和人為活動對陸地水循環(huán)影響的相對貢獻辨識155
6.1基于氣候模式的歸因分析155
6.1.1模式檢驗155
6.1.2人類活動和自然變率的貢獻分析158
6.2基于水文模型的成因分析159
6.2.1降水量突變檢測159
6.2.2降水對徑流變化的貢獻161
6.2.3氣候變化和人類活動對徑流影響的成因分析163
第7章東部季風區(qū)主要江河流域水文-氣候數(shù)據(jù)分析165
7.1東部季風區(qū)氣候數(shù)據(jù)的均一化及分析165
7.2格點數(shù)據(jù)集研制167
7.3氣候-水文數(shù)據(jù)庫建設167
參考文獻168
課題二:氣候變化背景下未來水文情景預估及不確定性研究170
第1章全球氣候模式適用性評估與預測應用171
1.1全球氣候模式在東部季風區(qū)的適用性評估171
1.2應用貝葉斯多模型平均(BMA)方法氣候變化預測172
1.3應用貝葉斯多模型進行CMIP5極端氣候指數(shù)預測176
1.4未來氣候變化情景下降水預估的共識性與可信度184
1.5中國和東部季風區(qū)典型流域未來溫度和降水的預估186
第2章統(tǒng)計降尺度方法研究189
2.1統(tǒng)計降尺度與動力降尺度對比研究190
2.2STNSRP統(tǒng)計降尺度模型研究190
2.3基于DCA方法的統(tǒng)計-動力混合降尺度研究191
參考文獻194
課題三:陸地水文-區(qū)域氣候耦合模擬及水循環(huán)變化機理分析199
第1章陸地水文-區(qū)域氣候耦合模式系統(tǒng)研制與應用200
1.1大尺度陸地水循環(huán)模擬系統(tǒng)構建200
1.2陸面水文-區(qū)域氣候雙向耦合模式系統(tǒng)構建201
1.3取水用水和調水對局地陸面過程及區(qū)域氣候的影響機理201
1.4取水用水與作物生長過程對區(qū)域氣候的影響及機理202
第2章陸面數(shù)據(jù)同化系統(tǒng)構建203
2.1顯式四維變分同化方法PODEn4Dvar203
2.2陸面數(shù)據(jù)同化系統(tǒng)構建203
第3章東部季風區(qū)陸地水循環(huán)時空變異204
3.1東部季風區(qū)地表水文變量的變化趨勢及對強迫的響應204
3.2陸表干旱的時空變化與極端降水氣溫事件204
3.3大氣水循環(huán)特征演變及陸氣耦合強度模擬與機理分析205
3.4東部季風區(qū)過去水循環(huán)變化成因探究206
3.5中國東部季風區(qū)未來50年氣候變化情景模擬206
參考文獻208
水資源及水旱災害應用
課題四:氣候變化下我國北方農(nóng)業(yè)及生態(tài)脆弱區(qū)水文水資源的響應210
第1章生態(tài)水文模型與農(nóng)業(yè)干旱分析211
1.1試驗觀測和基礎數(shù)據(jù)整理211
1.2生態(tài)水文模型211
1.3過去和未來我國北方主要農(nóng)業(yè)區(qū)干旱時空變化規(guī)律212
第2章近50年來氣候的變化對流域作物產(chǎn)量、蒸散、徑流的影響213
2.1氣候變化對作物生產(chǎn)和水分利用的影響213
2.2氣象變化對作物蒸散和產(chǎn)量影響的歸因分析215
2.3氣象變化對流域徑流影響的歸因分析216
2.4華北平原、松嫩平原作物耗水和土壤水的時空變化格局218
第3章未來氣候變化對典型區(qū)域徑流、農(nóng)業(yè)耗水的影響223
3.1未來氣候變化下黃淮海平原作物產(chǎn)量、蒸散、灌溉需求變化223
3.2未來氣候變化下東北松嫩-三江平原徑流、農(nóng)業(yè)需水、灌溉需水變化228
3.3利用夏季風指數(shù)預測未來氣候變化下黃河中游徑流230
第4章保障糧食安全的區(qū)域水資源安全適應措施與對策232
4.1基于華北平原水資源安全的農(nóng)業(yè)適應性對策232
4.2應對氣候變化的松嫩-三江平原水資源適應性對策233
課題五:氣候變化對南方典型洪澇災害高風險區(qū)防洪安全影響及適應對策235
第1章未來二十年到五十年洪水情勢預估236
1.1從CMIP5篩選可用的全球環(huán)流模式(GCMs)236
1.1.1CMIP5模式對當前珠江流域降水模擬能力評估236
1.1.2模擬結果相似性檢驗239
1.1.3模式篩選240
1.2洪水預估不確定性的等級劃分241
1.3珠江和淮河流域未來20~50年洪水預估241
1.3.1汛期年最大流量與日流量(徑流深)相關分析241
1.3.2基準期及未來20~50年日流量過程模擬242
1.3.3極端水文事件對未來氣候變化的響應243
第2章氣候變化條件下洪水頻率計算方法研究262
2.1氣候變化下的洪水頻率計算262
2.1.1水文極值與氣候影響因子關系的初步分析262
2.1.2淮河流域水文極值統(tǒng)計預測模型264
2.2非穩(wěn)態(tài)洪水極值頻率計算方法270
2.2.1降水強度增大下洪水頻率計算方法270
2.2.2降水頻次增加下洪水頻率計算方法273
2.2.3洪水歷時縮短下洪水頻率計算方法276
第3章氣候變化對區(qū)域防洪安全的影響279
3.1研究方法279
3.2氣候變化對重要水庫工程和區(qū)域防洪安全風險的影響279
3.2.1飛來峽流域VIC模型構建與評估279
3.2.2極端水文事件對未來氣候變化的響應280
3.3氣候變化下極端洪水對工程設計、運行等防洪安全影響283
3.3.1未來情景極端入庫洪水平均預估283
3.3.2氣候變化下防洪適應對策與建議283
3.4氣候變化對淮河典型區(qū)域防洪安全風險的影響284
3.4.1基準期及RCPs情景下王家壩斷面流量過程模擬284
3.4.2極端水文事件對未來氣候變化的響應284
3.4.3氣候變化下極端洪水對蓄滯洪區(qū)運用及區(qū)域防洪安全的影響286
第4章氣候變化對城市防洪安全的影響288
4.1方法與途徑288
4.2雨潮聯(lián)合分布函數(shù)構建——廣州市288
4.3雨洪組合風險概率模型——蚌埠市292
4.4氣候變化對廣州市城區(qū)內(nèi)澇風險概率影響292
4.4.1廣州未來氣候情景預估292
4.4.2廣州未來海平面變化預估294
4.4.3廣州雨潮組合風險概率對氣候變化的響應295
4.5氣候變化對濱河城市外洪與城市暴雨遭遇概率影響296
4.5.1歷史城市暴雨洪水遭遇概率分析296
4.5.2未來情景下外洪與城市暴雨遭遇概率趨勢分析297
參考文獻298
適應與對策
課題六:氣候變化背景下我國水資源脆弱性與適應對策300
第1章未來氣候變化影響下的水資源脆弱性301
1.1未來水資源來水量變化301
1.2未來水資源需水量變化302
1.3變化環(huán)境下中國水資源脆弱性評估303
第2章變化環(huán)境下中國東部季風區(qū)水資源適應性對策與效益分析306
2.1適應性水資源管理指標體系與調控變量306
2.2水資源適應性管理與決策集的分析方案307
2.3水資源脆弱性與可持續(xù)發(fā)展態(tài)勢307
2.4水資源適應性管理與對策的情景與效益分析311
2.5總的認識與幾點建議320
參考文獻322
索引324
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