全球气候变化对四川盆地可能蒸散率_PER_的影响模拟

全球气候变化对四川盆地可能蒸散率(PER)

的影响模拟

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胥　晓　苏智先　陈　瑶

(西华师范大学生物多样性研究中心,南充637002)

摘　要　针对目前全球气候在降水和温度方面异常变化的情况,本文在利用信息技术对四川

盆地的可能蒸散率(PER )在未来5种水热组合下的变化情况进行了模拟。结果表明,在全球气候变化的条件下,当温度升高时,四川省PER 值将增高,分布区域将以4个气候敏感区为核心,由东南向西北方向扩增,但随着降水量的增加,PER 值将降低,分布区域将沿东南方向逐渐缩减。

关键词　全球气候变化,四川盆地,可能蒸散率(PER ),模拟

中图分类号　P461+18 文献标识码　A 文章编号　1000-4890(2004)01-0052-04

Simulation of influence of glob al clim ate change on potential evapotranspiration rate (PER )in Sichu an B asin.XU Xiao ,SU Zhixian ,CHEN G Y ao (Research Center of Biodiversity ,China West Norm al V niversity ,N anchong 637002,China ).Chinese Journal of Ecology ,2004,23(1):52～55.

Considering global climate change unusually in precipitation and temperature ,the author simulated its influence on the Potential Evapotranspiration Rate (PER )in Sichuan Basin under five kinds of cli 2mate combinations in the future using information technology.The result indicated that the PER 2val 2ue in Sichuan will become higher when air temperature in the whole world goes up.The distribution will start from 4sensitive spots as the center and expand from southeast to northwest.But with the increasing precipitation ,the PER 2value will decrease and the distribution trend will shrink gradually in the direction to southeast.

K ey w ords global climate change ,Sichuan ,Potential Evapotranspiration Rate (PER )simulation.

3中国科学院植被数量生态开放实验室资助项目、西华师范大学科

研启动基金项目(2000

)33通讯作者

收稿日期:2002-11-03 改回日期:2003-02-24

1　引　言

全球气候变化是目前全球环境研究的主要议题

之一。各国有关科学部门对未来100年的全球气候以及气候系统的变化的预测,发现全球平均温度已升高013～016℃,而且在未来100年内全球平均气温可能上升115～415℃。如果这种预测成立的话,对全球将带来非常严重的影响,如冰川消退、海平面上升、荒漠化等,尤其是对气候变化敏感和脆弱的地区。目前,我国气候变暖最明显的地区在西北、华北和东北地区,特别是西北变暖的强度高于全国平均值,而我国西部地区生态环境相当脆弱,又面临水土流失和土地沙化两大主要问题。因此,研究西部地区的气候变化具有重要的意义,尤其是对综合温度和水分平衡指标———可能蒸散率(PER )的研究。本文针对全球气候变化的趋势,利用信息系统和计算机技术[4,5],对四川可能蒸散率在未来5种气候条

件下进行了模拟,并获得变化规律。2　研究方法211　模型

可能蒸散PE (Potential Evapotranspiration )常作为一种综合气候指标[1～3],其定义是“从不匮缺水分的、高度一致并全面遮覆地表的矮小绿色植物群

体在单位时间的蒸散量”[8]。它包括从所有地表的

蒸发与植物蒸腾,并涉及到决定森林资源分布的两大气候要素:温度与降水。可能蒸散率PER (Poten 2tial Evapotranspiration Rate )是一个综合温度与水分

平衡的指标,通常用来表征和评价植被的气候控制它是可能蒸散量(PET )与年降水量的比率,而可能蒸散量是温度的函数。Holdridge 根据实验数据确

生态学杂志Chinese Journal of Ecology 2004,23(1):52～55

定以下模型公式[10]:

PET=B T×58193

PER=PET/P=B T×58193/P

式中,PET:年可能蒸散量(mm),PER:可能蒸散率, P:年降水量(mm),B T:年平均生物温度(℃)。它是指出现植物营养生长范围内的平均温度,一般认为在0～30℃之间,日均温低于0℃与高于30℃者均排除在外,超过30℃的平均温按30℃计算,低于0℃的均按0℃计算。即:B T=∑t/365　或B T=∑T/12式中,t:<30℃与>0℃的日均温(℃),T:< 30℃与>0℃的月均温(℃)。因此,利用可能蒸散率的模型公式,可以通过对某一地区的温度和降水的变化进行计算和模拟,从而反映该地区的热量和水分变化规律,以及对森林资源的影响情况[11]。212　数据来源

四川省气象局对外信息服务中心;四川省测绘局数据分布:全省所有气象台站数据时限:2001年。数据指标:四川省160个台站2001年的月平均气温和年平均降水量;四川省各台站的地理坐标;四川省行政区划图(比例尺1∶100万);

213　数字化处理

首先,运用数字化仪在AutoCAD软件中对四川省行政区划图进行矢量化录入,并建立经纬框(由4个地理坐标点构成)。其次,根据经纬网所确定的地理坐标,在生态信息系统(EIS)的CADE模块中作坐标系变换和投影变换,并建立地理坐标系。最后,在EIS的EDL S模块中分别对160个台站2001年的年平均生物温度(B T)和年平均降水量(P)进行矢量数据到栅格数据的转换和插值,最终生成可在EIS中进行模型运算的栅格影像数据[9]。

214　数据模拟

首先,根据目前几个主要的大气环流模型GCM 的预测:全球地表平均温度将升高115～415℃(平均215℃),降水可能增加7～15%。故确定未来全球气候变化可能出现的5种气温与降水变化的组合(表1)。

表1　全球气候变化下的5种气温和降水可能组合

T ab.1　Five kinds of combination on air temperature and precipitation under glob al clim ate ch ange

组合气温变化降水变化

A+215℃+10%

B+215℃+20%

C+410℃+10%

D+410℃0%

E+410℃-10%

其次,在数字化处理的基础上,以2001年四川省160个台站的年平均生物温度和年平均降水量为数据源,运用可能蒸散率模型公式,在EIS中进行运算和插值,形成当前四川省的可能蒸散率分布图(图1中的CURREN T)。将该图与尚宗波等人所作的中国潜在蒸散空间分布图(将其转换成蒸散率)相对照,可以发现二者基本吻合[6,7]。因此,模型具有较高可信度。最后,在形成当前四川省可能蒸散率分布图的基础上,运用EIS技术,分别对5种可能出现的气温与降水组合进行运算和插值,并形成四川省在未来气候变化条件下的可能蒸散率分布模拟图(图1中的A、B、C、D、E),同时获得全球气候变化后四川省可能蒸散率的面积和相对面积统计表(表2)。

表2　5种气候组合模式下四川省可能蒸散率的面积和相对面积(×104km2)

T ab.2　Area and relative area of PER under f ive clim ate combinations in Sichu an(×104km2)

可能蒸散率面积和相对面积当前5种未来气候变化

A B C D E 013面积51539821390241297000013028面积(%)1018741698143000159 018面积371945736198524117326111554817138372916736面积(%)741477215881188221683411358128 113面积7146161115633419287371136633133352018822面积(%)14164221699167721886514441101 118面积010119010192010119212423012088010579面积(%)010201040102414001410111 213AREA000010170010109010067面积(%)000010301020101 218面积00001005500面积(%)00001010035

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