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青藏高原气候系统变化及其对东亚区域的影响与机制研究

2014-05-26

一、项目名称

青藏高原气候系统变化及其对东亚区域的影响与机制研究

二、执行时间

20101月—201412

三、项目类型

国家重大科学研究计划全球变化研究项目

四、承担单位

1、首席科学家:马耀明

2、课题负责人:马耀明、田立德、段安民、张镱锂

3、依托单位:中国科学院青藏高原研究所

4、参加单位:中国科学院寒区旱区环境与工程研究所、大气物理研究所、地理科学与资源研究所、成都山地环境与灾害研究所、遥感与数字地球研究所

五、研究目标

充分利用该地区的地面观测平台、各个专题观测网络和本专项的补充观测站点,结合航空遥感和卫星遥感技术进行综合立体观测,在此基础上通过数值模拟和数据同化等方法开展综合研究,揭示全球变化背景下大气环流异常的事实与其机理;阐明各圈层对气候变化的响应规律以及青藏高原的能量与水分循环对东亚气候变化的影响和机理;揭示气候变化-地表覆被动态-社会经济系统之间的耦合关系及其作用机制,评估青藏高原气候变化的区域脆弱性及风险程度,并提出适应气候变化的风险管理、生态建设和环境保护的对策,为青藏高原生态安全屏障的建设提供科学参考。

通过项目执行,造就一批在全球变化综合观测、统计分析、数值模拟、诊断分析、卫星遥感应用和数据同化等领域具有国际影响力的青年学术带头人,从科学和技术层面强化中国科学家在全球变化研究方面的话语权。培养博士后10 名、博士生约40 名、硕士生约40 名。项目实施五年中将完成有关专著3 部,向国家和地方政府提交咨询报告2 份,在国内外主要学术刊物上发表论文160 篇左右,其中SCI(包括SCIE)论文80 篇左右。

六、研究内容

开展以下四个方面的研究:

1、青藏高原地气相互作用与大气环流异常关系研究。充分利用现有青藏高原观测研究平台(TORP)及本项目新增加的观测站点、航空遥感和卫星监测,在青藏高原典型下垫面和关键区域进行地气相互作用综合同步观测。结合气象业务台站公开的历史资料,集成分析高原主体“地表-边界层-自由大气”的水热和动量交换及藏东南季风期水汽输送过程,揭示全球变化背景下青藏高原主要地表过程变化和大气环流异常的事实及特征。

2、青藏高原多圈层作用过程对气候变化的响应研究。以青藏高原观测研究平台(TORP)与稳定同位素监测网络、冰川与湖泊相互作用等专题监测网络为基础,结合本专项的综合试验,利用观测、分析、遥感、模型等综合手段,研究青藏高原水圈与冰冻圈(冰川、湖泊、河流、地下水等)的动态变化过程,开展气候变化与大气环流异常对青藏高原陆地水循环的影响过程研究,揭示青藏高原水分转换机制,评估全球变化条件下青藏高原水循环的未来变化趋势与水资源变化态势。

3、青藏高原气候系统对东亚区域气候变化的影响与机理研究。基于气候代用指标和观测资料,利用卫星遥感、数据同化技术和气候模型等手段,研究过去青藏高原-东亚气候系统变化与全球变化的关系;分析近几十年青藏高原各圈层关键因子(大气热源、土壤水分、积雪、植被)异常与东亚季风变化的基本特征,利用对东亚地区有一定模拟优势的气候系统模式模拟这些关键因子异常影响东亚季风的过程和机制;开展青藏高原快速升温的能量平衡机制研究,探索青藏高原升温与亚洲季风的相互作用。

4、青藏高原生态与社会经济系统对气候变化的响应与适应研究。基于大气、植被和土壤等观测数据与模型计算,在典型区与高原尺度上研究气候变化对高原表生系统的影响规律;结合高原生态系统和社会经济系统特点,通过典型区调查和生态过程机理模拟,分析气候变化可能带来的区域综合风险,研究气候变化对高原经济福利影响与社会经济适应;利用GIS技术和高精度遥感监测,结合地面验证、社会经济调查与实验分析,研究国家重大生态建设与环境保护措施对提升高原应对气候变化能力的作用及其制约因素,提出适应气候变化的高原社会经济发展、生态建设与环境保护对策。

七、组织形式

本项目共设置4个课题,第一课题:青藏高原地气相互作用与大气环流异常关系研究,由马耀明、胡泽勇负责;第二课题:青藏高原多圈层作用过程对气候变化的响应研究,由田立德、张凡负责;第三课题:青藏高原气候系统对东亚区域气候变化影响及其机理,由段安民、阳坤负责;第四课题:青藏高原生态与社会经济系统对气候变化的响应与适应研究,由张镱锂、杨永平负责。