基于多源数据的极端降水热力学响应机理及其洪水效应
编号：24
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更新：2021-06-30 16:27:12
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口头报告
摘要
全球变暖改变了气候系统的热力和动力环境，影响了陆地-大气系统的能量收支和水循环过程，对降水、湿度、径流等水文要素产生显著影响。大气边界层水汽是降水形成的物质基础，现有研究主要关注饱和水汽压对极端降水的影响，发现了呈“抛物线”形状的Hook气候响应结构，但是未能定量阐明其形成原因，也较少分离大气热力和动力作用对极端降水演化的贡献分量，制约了未来气候灾害风险预测及水文过程模拟精度。本文以中国大陆和151个典型流域为研究区域，通过扩展的克劳修斯-克拉珀龙方程评估了极端降水和地表径流对近地气温的响应强度，采用ERA5再分析数据集评估了整层气柱水汽含量、对流有效位能和相对湿度对极端降水的促进/抑制作用，基于能量收支和水分平衡分离了极端降水的热力项和动力项，并解释了Hook结构的形成原因；基于CMIP6框架下21个全球气候模式输出数据，通过偏差校正和流域水文模拟方法预估了未来气象水文过程，研究了Hook结构的迁移路径及其暴雨洪水效应。研究发现动力学约束造成高温下极端事件的水汽输送能力受限，进而形成了Hook结构，但极端降水和地表径流的Hook结构并不稳定，其峰点温度未来随气候变暖升高3-5℃，造成响应曲线右移，可能使本世纪末中国暴雨、洪水量级增长20-30%。
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