国家气候中心陈鲜艳研究员多年来在重大工程气候监测和影响评估、气象灾害风险评估等方面开展业务和研究工作,带领的三峡工程气候效应评估研究小组主要针对三峡工程的气候监测、局地气候效应评估、气候变化对三峡工程影响及应对措施等进行研究,研究分析了水库区域主要气象灾害和极端事件规律,阐述了三峡库区气候基本观测事实,初步揭示了库区气候效应,为三峡水库对气候影响评估提供了科学结论,通过建设三峡库区气候监测系统,提高了三峡库区气候监测能力。
一、主要研究成果
1.建设三峡库区气候监测系统,提高三峡库区气候监测能力
陈鲜艳研究员负责三峡库区气候监测系统方案的总体设计和建设,结合三峡水库蓄水前常规监测和两次人工立体监测经验,编制了立体气象剖面观测的可研和实施方案,建立峡谷、丘陵和坝区3个典型立体气象监测剖面站和气象梯度铁塔,加密建设了三峡库区气象观测站,实现三峡水库气候“点–线–面”结合的监测,完善了三峡库区气候监测系统,实现了全天候气象要素的自动监测,提升了三峡库区的气候监测能力,气象资料的传输、处理和分析更为快捷,使三峡库区和长江中上游的气象防灾减灾能力明显加强,气象业务服务水平明显提高。
2.阐述了三峡库区气候基本观测事实
利用已有的长江三峡地区长期气候资料和三峡库区气候监测系统实时观测资料,结合库区站点迁站信息将气象要素的观测资料进行订正,得到了三峡库区气候基本观测事实。分析表明,三峡库区特殊的地理条件形成了独特的峡谷气候,终年气候温暖湿润,区域差异明显,气候垂直差异显著。近五十年来库区年平均气温整体呈升温趋势,最近十年升温显著,但库区气温的变化趋势与西南地区、长江上游乃至整个长江流域基本一致,蓄水后这种趋势没有明显变化。库区年降水量呈现出年代际变化特征。上世纪70年代到80年代为多雨时期,60年代和90年代降水略少;本世纪以来库区转为少雨期,是近五十年来降水量最少的10年,年降水量减少10%左右,降水变化趋势也是与西南地区、长江上游乃至整个长江流域基本一致。
3.研究水库区域主要气象灾害和极端事件规律
建立强降水、高温、干旱等气象灾害或极端天气气候事件指标,深入分析长江流域气候变化背景和极端旱涝事件的发生规律和变化趋势,分析了三峡库区主要气象灾害的时空演变规律。分析了三峡库区及长江流域旱涝演变特征及两者间的关系。分析表明,三峡年干旱日数显著增加,干旱化趋势严重,洪涝趋势不明显。年连阴雨过程次数、连阴雨日数、连阴雨总量均有显著减少趋势,整个长江流域高温日数呈不显著增多的趋势,但三峡库区高温日数增多,幅度最大。三峡库区年雷暴日数和雾日数均呈明显减少趋势。近一百年来长江上游和三峡库区呈降温趋势,库区20世纪90年代的增暖明显滞后于全国其他地区。三峡库区旱涝变化与长江流域变化趋势基本一致,与长江流域上游相关关系显著。
4.初步揭示库区气候效应,为三峡水库对气候影响评估提供科学结论
基于监测资料,开展环境对比、相似对比分析,设计数值模拟方案,进行气候效应模拟试验,给出三峡库区蓄水对气候的相对影响,初步揭示库区气候效应,为解释三峡水库对气候影响提供了定量的科学结论。结果表明:三峡地区的年平均气温、年平均最高气温和最低气温均较前期显著升高,其中库区年平均气温升温幅度在0.1℃~0.4℃之间,四季中尤以春、秋季升温明显,但夏季库区气温变化不明显。三峡水库蓄水对整个库区平均气温变化的影响并不显著,但蓄水后夏季近库区升温小于远库区,导致两者夏季平均气温差值减小,表明夏季邻近水域地区的气温增幅比远离水域地区的气温增幅略小,水库对水域附近地区有“降温”的作用。冬季近库区受水库影响,增温幅度略大于远库区,两者平均气温差增大,表明冬季邻近水域地区的气温增幅比远离水域地区的气温增幅大,水库对水域附近有“增温”作用。
蓄水后库区大部分地区年降水量均有不同程度的减少,减少量在3%~4%,且库区东段比西段减少明显,但降水分布没有明显变化。另外,水库建成后,年蒸发量略有增加,但变化趋势不显著;年相对湿度减小、年雾日数减少,变化趋势显著。
5.科学解释三峡周边极端事件成因,应对社会疑问
基于大气环流诊断分析、数值模拟试验等方法对近年频发的高温干旱和突发性强降水事件做了详细分析,并利用历史资料对建库前后的相似个例做了对比分析。结果显示,三峡水库的建设除对库区本身造成局部地区温度、湿度、风以及雾等气象要素的变化,更远区域内的气象要素变化随距库区的距离变远而变得很弱。2004年至今发生的重大气候事件,更多是由于大尺度大气环流场异常造成的,与库区水面变化所带来的局地强迫的关系不大。
二、成果应用与推广情况
1.三峡局地气候监测评估系统的建立
基于三峡气候监测、立体剖面观测资料和气候影响评估等成果,设计开发了三峡局地气候监测评估系统,并实现了与国家气候中心极端天气气候事件监测系统的无缝对接。完成了三峡库区的常规、立体剖面以及极端事件的监测和显示功能,开发了极端事件诊断的海温和环流场的分析功能,集成了广义反馈平衡法GEFA实现对三峡库区高温干旱等气候异常进行诊断分析的功能,可提取库区气候异常影响因子信号,揭示三峡极端气候事件成因。
2.三峡气候影响评估的应用
三峡地区气候影响评估的研究成果应用于2013年度的三峡气候监测公报、2013年度全国气候影响评价、三峡工程生态环境效应第三方评估报告、三峡工程竣工验收调查报告等多个业务服务材料和重大咨询报告。
3.三峡气候效应的宣传
近年来关于三峡工程诱发极端天气气候事件的质疑声音不断,三峡工程的气候效应因此受到社会各界高度重视。国家气候中心为了回应相关质疑,多次组织分析评估,在各媒体进行回应和解释。同时给出评估报告进行宣传,包括2011年《三峡库区局地气候效应分析和评估》专题报告、2013年《三峡工程蓄水期气候影响评估报告》、2012年世界气象组织刊物WMO Publication刊登的《中国三峡工程的气候服务》、2013年世界气象组织WMO Bulletin Special上刊登的《中国三峡水库气候效应评估报告》。
专家简介
陈鲜艳,国家气候中心研究员。近年来主持的课题主要有气象行业专项“三峡水库气候效应分析评价关键技术及系统研制”、国家自然科学基金项目“三峡水库蓄水对局地气候影响及其机理研究”以及中日国际合作项目等,一些研究成果已经在国家气候中心业务系统中得到应用,为气候监测及影响的定量评估业务提供了技术支撑。先后发表学术论文二十余篇,主编多部专著,包括:《三峡工程阶段性评估报告》、《长江三峡工程生态与环境监测——气象与气候》(蓝皮书)、《长江三峡局地气候监测(1961-2007)》、《长江三峡工程生态与环境监测系统——三峡气候及影响因子研究》、《中国气象干旱图集》等。2012年被三峡办评为“先进个人”,2013年被三峡办聘为“三峡工作新闻发布专家库专家”。
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