國家氣候中心陳鮮艷研究員多年來在重大工程氣候監測和影響評估、氣象災害風險評估等方面開展業務和研究工作,帶領的三峽工程氣候效應評估研究小組主要針對三峽工程的氣候監測、局地氣候效應評估、氣候變化對三峽工程影響及應對措施等進行研究,研究分析了水庫區域主要氣象災害和極端事件規律,闡述了三峽庫區氣候基本觀測事實,初步揭示了庫區氣候效應,為三峽水庫對氣候影響評估提供了科學結論,通過建設三峽庫區氣候監測系統,提高了三峽庫區氣候監測能力。
一、主要研究成果
1.建設三峽庫區氣候監測系統,提高三峽庫區氣候監測能力
陳鮮艷研究員負責三峽庫區氣候監測系統方案的總體設計和建設,結合三峽水庫蓄水前常規監測和兩次人工立體監測經驗,編制了立體氣象剖面觀測的可研和實施方案,建立峽谷、丘陵和壩區3個典型立體氣象監測剖面站和氣象梯度鐵塔,加密建設了三峽庫區氣象觀測站,實現三峽水庫氣候“點–線–面”結合的監測,完善了三峽庫區氣候監測系統,實現了全天候氣象要素的自動監測,提升了三峽庫區的氣候監測能力,氣象資料的傳輸、處理和分析更為快捷,使三峽庫區和長江中上游的氣象防災減災能力明顯加強,氣象業務服務水平明顯提高。
2.闡述了三峽庫區氣候基本觀測事實
利用已有的長江三峽地區長期氣候資料和三峽庫區氣候監測系統實時觀測資料,結合庫區站點遷站信息將氣象要素的觀測資料進行訂正,得到了三峽庫區氣候基本觀測事實。分析表明,三峽庫區特殊的地理條件形成了獨特的峽谷氣候,終年氣候溫暖濕潤,區域差異明顯,氣候垂直差異顯著。近五十年來庫區年平均氣溫整體呈升溫趨勢,最近十年升溫顯著,但庫區氣溫的變化趨勢與西南地區、長江上游乃至整個長江流域基本一致,蓄水后這種趨勢沒有明顯變化。庫區年降水量呈現出年代際變化特征。上世紀70年代到80年代為多雨時期,60年代和90年代降水略少;本世紀以來庫區轉為少雨期,是近五十年來降水量最少的10年,年降水量減少10%左右,降水變化趨勢也是與西南地區、長江上游乃至整個長江流域基本一致。
3.研究水庫區域主要氣象災害和極端事件規律
建立強降水、高溫、干旱等氣象災害或極端天氣氣候事件指標,深入分析長江流域氣候變化背景和極端旱澇事件的發生規律和變化趨勢,分析了三峽庫區主要氣象災害的時空演變規律。分析了三峽庫區及長江流域旱澇演變特征及兩者間的關系。分析表明,三峽年干旱日數顯著增加,干旱化趨勢嚴重,洪澇趨勢不明顯。年連陰雨過程次數、連陰雨日數、連陰雨總量均有顯著減少趨勢,整個長江流域高溫日數呈不顯著增多的趨勢,但三峽庫區高溫日數增多,幅度最大。三峽庫區年雷暴日數和霧日數均呈明顯減少趨勢。近一百年來長江上游和三峽庫區呈降溫趨勢,庫區20世紀90年代的增暖明顯滯后于全國其他地區。三峽庫區旱澇變化與長江流域變化趨勢基本一致,與長江流域上游相關關系顯著。
4.初步揭示庫區氣候效應,為三峽水庫對氣候影響評估提供科學結論
基于監測資料,開展環境對比、相似對比分析,設計數值模擬方案,進行氣候效應模擬試驗,給出三峽庫區蓄水對氣候的相對影響,初步揭示庫區氣候效應,為解釋三峽水庫對氣候影響提供了定量的科學結論。結果表明:三峽地區的年平均氣溫、年平均最高氣溫和最低氣溫均較前期顯著升高,其中庫區年平均氣溫升溫幅度在0.1℃~0.4℃之間,四季中尤以春、秋季升溫明顯,但夏季庫區氣溫變化不明顯。三峽水庫蓄水對整個庫區平均氣溫變化的影響并不顯著,但蓄水后夏季近庫區升溫小于遠庫區,導致兩者夏季平均氣溫差值減小,表明夏季鄰近水域地區的氣溫增幅比遠離水域地區的氣溫增幅略小,水庫對水域附近地區有“降溫”的作用。冬季近庫區受水庫影響,增溫幅度略大于遠庫區,兩者平均氣溫差增大,表明冬季鄰近水域地區的氣溫增幅比遠離水域地區的氣溫增幅大,水庫對水域附近有“增溫”作用。
蓄水后庫區大部分地區年降水量均有不同程度的減少,減少量在3%~4%,且庫區東段比西段減少明顯,但降水分布沒有明顯變化。另外,水庫建成后,年蒸發量略有增加,但變化趨勢不顯著;年相對濕度減小、年霧日數減少,變化趨勢顯著。
5.科學解釋三峽周邊極端事件成因,應對社會疑問
基于大氣環流診斷分析、數值模擬試驗等方法對近年頻發的高溫干旱和突發性強降水事件做了詳細分析,并利用歷史資料對建庫前后的相似個例做了對比分析。結果顯示,三峽水庫的建設除對庫區本身造成局部地區溫度、濕度、風以及霧等氣象要素的變化,更遠區域內的氣象要素變化隨距庫區的距離變遠而變得很弱。2004年至今發生的重大氣候事件,更多是由于大尺度大氣環流場異常造成的,與庫區水面變化所帶來的局地強迫的關系不大。
二、成果應用與推廣情況
1.三峽局地氣候監測評估系統的建立
基于三峽氣候監測、立體剖面觀測資料和氣候影響評估等成果,設計開發了三峽局地氣候監測評估系統,并實現了與國家氣候中心極端天氣氣候事件監測系統的無縫對接。完成了三峽庫區的常規、立體剖面以及極端事件的監測和顯示功能,開發了極端事件診斷的海溫和環流場的分析功能,集成了廣義反饋平衡法GEFA實現對三峽庫區高溫干旱等氣候異常進行診斷分析的功能,可提取庫區氣候異常影響因子信號,揭示三峽極端氣候事件成因。
2.三峽氣候影響評估的應用
三峽地區氣候影響評估的研究成果應用于2013年度的三峽氣候監測公報、2013年度全國氣候影響評價、三峽工程生態環境效應第三方評估報告、三峽工程竣工驗收調查報告等多個業務服務材料和重大咨詢報告。
3.三峽氣候效應的宣傳
近年來關于三峽工程誘發極端天氣氣候事件的質疑聲音不斷,三峽工程的氣候效應因此受到社會各界高度重視。國家氣候中心為了回應相關質疑,多次組織分析評估,在各媒體進行回應和解釋。同時給出評估報告進行宣傳,包括2011年《三峽庫區局地氣候效應分析和評估》專題報告、2013年《三峽工程蓄水期氣候影響評估報告》、2012年世界氣象組織刊物WMO Publication刊登的《中國三峽工程的氣候服務》、2013年世界氣象組織WMO Bulletin Special上刊登的《中國三峽水庫氣候效應評估報告》。
專家簡介
陳鮮艷,國家氣候中心研究員。近年來主持的課題主要有氣象行業專項“三峽水庫氣候效應分析評價關鍵技術及系統研制”、國家自然科學基金項目“三峽水庫蓄水對局地氣候影響及其機理研究”以及中日國際合作項目等,一些研究成果已經在國家氣候中心業務系統中得到應用,為氣候監測及影響的定量評估業務提供了技術支撐。先后發表學術論文二十余篇,主編多部專著,包括:《三峽工程階段性評估報告》、《長江三峽工程生態與環境監測——氣象與氣候》(藍皮書)、《長江三峽局地氣候監測(1961-2007)》、《長江三峽工程生態與環境監測系統——三峽氣候及影響因子研究》、《中國氣象干旱圖集》等。2012年被三峽辦評為“先進個人”,2013年被三峽辦聘為“三峽工作新聞發布專家庫專家”。
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