【導讀】氣候變化對季風區(qū)陸地水循環(huán)及水資源的影響具有復雜性和不確定性。自然變率的影響，又有人類活動包括溫室氣體排放和下墊面變化的影響。理提供事實基礎,也可為正確地預估未來提供事實依據(jù)。因此，如何甄別氣候變。陸地/流域水文變化”單一方向的聯(lián)系途徑，缺少圈層之間水文與。作用，陸地水文與區(qū)域氣候的聯(lián)系與反饋及建立“水文-氣候”雙向耦合模型，是認識氣候變化下陸地水循環(huán)響應機理，回答變化機理既歸因分析的核心問題。氣候變化國家方案，2020）。國農(nóng)業(yè)、經(jīng)濟社會發(fā)展和水生態(tài)安全。如何趨利避害、加強適應性管理和風險對。為氣候變化對水資源安全影響研究關(guān)鍵的科學問題。響應與歸因、影響與后果、適應與對策四個層面開展工作。策提供基礎科學信息。針對IPCCAR4的多個氣候動力學模式預估信息量豐富。候模式-陸面模式嵌套，實現(xiàn)“水文-氣候”雙向耦合。地區(qū)影響的后果。資源脆弱地區(qū)供需關(guān)系的影響、氣候變化可能加劇季風區(qū)水文極端事件的程度，學基礎支撐體系。

　　

【正文】 ? 利用已建立的陸地水循環(huán)系統(tǒng)與區(qū)域氣候模式進行耦合，建立考慮土壤水地下水相互作用、調(diào)水影響的區(qū)域氣候模式； ? 利用已收集的水文氣象觀測資料對模擬結(jié)果進行驗證 ，并 探索人類活動與氣候變化對陸地水循環(huán)要素變化影響。 在 氣候變化對南、北 方典型水資源問題的影響研究 方面： ? 未來 2050年氣候變化下極端干旱對主要農(nóng)區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和水資源保障的影響 ； ? 1873 年以來夏季風強度變化對黃河中游天然徑流的變化的影響 ； ? 開展氣候變化下對珠江流域飛來峽水庫防洪安全影響評價 ， 開展氣候變化下淮河流域蒙洼蓄洪區(qū)防洪安全影響評價 ； ? 綜合開展氣候變化對區(qū)域洪水? 發(fā)展改進應用適合于我國東部季風區(qū)主要流域水循環(huán)變化的分析辨識理論方法； ? 給出我國南方主要江河流域近50～ 100年極端降水事件與近 50年洪水和極端枯水事件變化特征； ? 揭示我國北方主要流域徑流和蒸發(fā)變化的檢測成因； ? 建立陸地水文 區(qū)域氣候耦合模式系統(tǒng)，并揭示人類活動與氣候變化對陸地水循環(huán)要素變化影響規(guī)律； ? 預測和評估未來 2050年極端干旱對黃淮海平原、松嫩 三江平原農(nóng)業(yè)水資源供需平衡狀 況的影響。 ? 建立夏季風強度變化等指標與天然徑流變化之間的統(tǒng)計模型，反演 1873 年以來天然徑流的變化； ? 提出氣候變化下區(qū)域防洪體系防洪安全影響評價； ? 初步提出我國東部季風區(qū)重點流域水資源的脆弱性分析與評估成果； ? 提出氣候變化下水資源脆弱性的安全閾值初步研究成果。 ? 發(fā)表核心期刊論文 5060篇（ SCI論文 1925 篇） ,培養(yǎng)研究生1015 名。 研究內(nèi)容 預期目標 災害風險評價。 在 氣候變化影響下水資源的脆弱性和適應對策 方面： ? 系統(tǒng)開展東部季風區(qū)重點流域水資源供需及預測工作，研究考慮氣候變化因素影響的水資源量變化，需求量變化； ? 初步評價我國東部季風區(qū)重點流域水資源的脆弱 性； ? 初步構(gòu)建水資源脆弱性評估與適應對策決策支持系統(tǒng) 。 召開 氣候變化對水文水資源影響國際研討會，參與第 九 屆 中 國 水論壇大會 第 四 年 在 過去水循環(huán)要素演變規(guī)律與未來情景預估 方面 ： ? 研究近 100 年我國典型流域（淮河、長江中下游）洪水和極端枯水事件變化特征； ? 研究近 30 年海河等典型 流域地下水位變化規(guī)律。 ? 采用 IPCC不同 情景及 GCMs作為邊界，繼續(xù)研究動力降尺度方法；采用現(xiàn)在及未來氣象數(shù)據(jù)運行動力降尺度方法； ? 在 A2 情景下，采用現(xiàn)在及未來氣象數(shù)據(jù)測試統(tǒng)計 動力降尺度方法。 在 氣候變化影響下水循環(huán)區(qū)域響應與變化歸因 方面： ? 開展我國南方主要流域徑流和蒸發(fā)變化的成因辨識研究； ? 利用已建立的陸地水文 區(qū)域氣候雙向耦合模式，對過去 50 年水循環(huán)要素變化格局進行模擬； ? 利用 IPCC 中 GCM 模式預估氣候情景，采用陸地水文 區(qū)域氣候? 給出近 100 年我國典型流域（淮河、長江中下游）洪水和極端枯水事件變化特征； ? 揭示我國南方主要流域徑流和蒸發(fā)變化的檢測成因； ? 得出海河流域地下水位變化規(guī)律及成因； ? 獲得并驗證 A2 情景下，不同 GCM模式動力降尺度模式結(jié)果，并完成比較分析； ? 獲得 A1B 與 B1 情景下初步動力降尺度結(jié)果 和 A2情景下統(tǒng)計 動力降尺度模式輸出測試結(jié)果； ? 揭示過去 50 年氣候變化下我國東部季風區(qū)陸地水循環(huán)的響應機理和反饋機制，甄別氣候變化和人類活動對陸地水循環(huán)要素變化的貢獻； ? 完成對未來 2050年氣候變化情景的預估； ? 提交氣候變化對典型城市防洪安全影響評價 ； ? 初步提出氣候變化對我國水資源時空格局的影響、水資源敏感地區(qū)的社會經(jīng)濟影響的分析和 研究內(nèi)容 預期目標 雙向耦合模式，對未來 2050 年氣候變化情景進行預估，給出中國東部 季風區(qū)未來 2050年氣候變化情景。 在 氣候變化對南、北方典型水資源問題的影響研究 方面： ? 未來 2050 年氣候變化對黃淮海平原、三江平原水安全狀況變化對糧食安全和生態(tài)安全的影響 ； ? 未來 2050 年氣候變化對徑流可再生性的影響，以及水利水保措施對黃河中游水資源的影響程度變化 ； ? 開展災害性城市暴雨洪澇災害規(guī)律和趨勢演變研究 ； ? 開展氣候變化下 城 市的洪水安全影響評價研究。 在 氣候變化影響下水資源的脆弱性和適應對策 方面： ? 系統(tǒng)研究未來社會經(jīng)濟發(fā)展對區(qū)域水資源安全保障需求，分區(qū)確定氣候變化背景下水資源安全閾 值 。 ? 初步開展氣候變化對我國水資源安全影響的適應性對策研究； ? 結(jié)合流域防洪規(guī)劃、水資源綜合規(guī)劃，研究氣候變化下干旱對供水安全、水生態(tài)安全以及極端氣候事件對防洪安全的影響； ? 評估我國目前應對氣候變化適應性措施的適應效能，分析實施適應性措施的成本收益與制約因素 。 判斷； ? 提出氣候變化對我國東部季風區(qū)重點流域水資源供需態(tài)勢影響及脆弱性的區(qū)域分布成果圖 ； ? 初步提出應對氣候變化的我國東部季風區(qū)水資源適應性管理體系； ? 發(fā)表核心期刊論文 6080篇（ SCI論文 2530 篇） ,培養(yǎng)研究生1215 名； ? 咨詢報告 12 份，專著 23 部。 研究內(nèi)容 預期目標 第 五 年 ? 建立典型流域（北方海河、南方淮河）水循環(huán)演化驅(qū)動因子概念模型 ，分析總結(jié) 陸地水循環(huán)要素和水資源格局的主要控制因素及其演化趨勢； ? 完成統(tǒng)計 動力降尺度模型針對不同 GCM 不同情境的結(jié)果分析； ? 利用陸地水循環(huán)模擬系統(tǒng)及未來 2050 年氣候變化情景，進行陸地水循環(huán)過程對未來氣候變化的響應格局模擬分析 及總結(jié) ； ? 分析總結(jié) 氣候變化、面向農(nóng)業(yè)安全生產(chǎn)和生態(tài)保護的全流域水資源可持續(xù)利用的對策和措施 ； ? 評估我國現(xiàn)有應對氣候變化對水資源影響管理措施效能，包括成本與收益分析、制約因素等； ? 探討氣候變化下水資源適應性管理的制度、模式及保障途徑； ? 研究氣候變化影響下水資源安全保障體系。 ? 全面總結(jié) ? 全面完成項目各預定目標，提交相關(guān)成果 ? 揭示我國東部季風區(qū)陸地水循環(huán)格局和水資源情勢的時空演變規(guī)律和變化過程，闡明陸地水循環(huán)要素和水資源格局的主要控制因素及其演化趨勢，辨識氣候自然變率和人為活動對陸地水循環(huán)格局和水資源情勢影響的相對貢獻； ? 完成陸地 水循環(huán)過程對未來氣候變化的響應格局模擬，給出未來水循環(huán)要素的演化趨勢； ? 完成統(tǒng)計 動力降尺度方法報告及最終結(jié)果； ? 提出應對氣候變化、面向農(nóng)業(yè)安全生產(chǎn)和生態(tài)保護的全流域水資源可持續(xù)利用的對策和措施。 ? 提出黃土高原水利水保措施適應氣候變化保障生態(tài)安全的對策 ? 針對我國東部季風區(qū)水資源供需及洪澇災害的季節(jié)性特點，提出未來 2050年氣候變化情景影響下水資源脆弱性區(qū)域分布圖； ? 系統(tǒng)提出應對氣候變化的適應性管理與對策措施； ? 提交應對氣候變化影響的適應性國家戰(zhàn)略與對策的咨詢報告12 份 ,其他咨詢報告 23 份， 專著 24 部 ； ? 發(fā)表核心期刊論文 5070篇（ SCI論文 2130 篇） ,培養(yǎng)研究生1215 名； ? 培養(yǎng)杰出人才 23 名。 項目名稱： 我國東部沿海城市帶的氣候效應及對策研究 首席科學家： 楊修群 南京大學 起止年限： 2020 年 1 月 2020 年 8 月 依托部門： 教育部 中國科學院 一、研究內(nèi)容 1．主要研究內(nèi)容 擬開展的主要研究內(nèi)容有： （ 1）東部典型特大城市群區(qū)大氣和地表過程的協(xié)同強化觀測試驗和數(shù)據(jù)集成 利用多部門觀測網(wǎng)以及建立代表性觀測站，在我國東部典型的長三角特大城市 群區(qū)，針對地表物理特性、陸面過程、城市冠層和 大氣邊界層、大氣污染物及其輻射特性等，設計和開展 多過程的協(xié)同強化觀測試驗，對天基、空基和地基遙感觀測數(shù)據(jù)進行集成，建立 我國東部典型城市群區(qū)多過程的綜合數(shù)據(jù)庫。 （ 2）東部 特大 城市群區(qū)大氣邊界層和城市冠層的時空結(jié)構(gòu) 利用在長三角城市群區(qū) 開展的協(xié)同觀測試驗資料，分析特大城市群區(qū)的近地層、大氣邊界層的湍流交換過程和 邊界層頂部的夾卷過程 ，認識特大城市群區(qū)大氣全邊界層和城市冠層的時空結(jié)構(gòu)，發(fā)展 非均勻 城市群 下墊面的大氣全邊界層理論， 發(fā)展用于區(qū)域氣候模式的能正確表征我國東部城市 群影響的大氣邊界層和城市冠層參數(shù)化方案。 （ 3）東部 特大 城市群區(qū) 地表物理特性、地表能量和水分平衡以及地氣交換規(guī)律 開展多源、多時段遙感數(shù)據(jù)融合和反演，形成我國東部地區(qū)地表特征參數(shù)和陸面過程的高分辨率數(shù)據(jù)集，分析東部大規(guī)模城市化導致的土地利用 /土地覆蓋、地表特征參數(shù)的變化特征，發(fā)展能正確反映我國東部城市群影響的包括城市冠層參數(shù)化的陸面過程模式，分析和比較東部三個特大城市群區(qū)地表能量和水分平衡、地 氣之間能量和物質(zhì)交換的關(guān)鍵過程。 （ 4）東部 特大城市群區(qū)主要大氣污染物的輻射強迫及其對能量平衡的影響 利用衛(wèi)星遙感 反演數(shù)據(jù)和地基觀測數(shù)據(jù)，并結(jié)合化學和輻射傳輸數(shù)值模型，分析 東部 特大城市群區(qū) 氧化性氣體和細顆粒物等主要大氣污染物及其 輻射特性參數(shù)的時空分布，認識主要大氣污染物 對大氣的輻射強迫及其對大氣的加熱或冷卻效應、對地表的輻射強迫及其在地表能量平衡中的作用， 發(fā)展能與大氣邊界層過程相互作用的大氣化學模式，認識城市群區(qū)大氣污染物和大氣邊界層相互作用的過程和機理。 （ 5）東部城市和城市群的直接氣候效應及其形成機理 綜合應用地面和遙感觀測資料，分析城市和城市群區(qū)溫度（城市熱島）、降水量、局地環(huán)流、 灰霾天氣 和極端氣象事件的時空分布 并檢測城市化的影響分量，發(fā)展包括城市冠層、城市大氣邊界層參數(shù)化和大氣污染物輻射強迫效應的高分辨區(qū)域氣候模式 , 模擬分析大規(guī)模城市化對城市和城市群區(qū)域氣候、氣象災害、地表水熱狀況和大氣污染物分布的直接影響，揭示城市和 城市群直接氣候效應的形成機理 。 （ 6）東部沿海城市帶驅(qū)動的表層系統(tǒng)與東亞季風系統(tǒng)相互作用 利用長期觀測資料，分析東亞季風系統(tǒng)多尺度變化特征并檢測大規(guī)模城市化的影響信號，發(fā)展 包括城市冠層、城市大氣邊界層參數(shù)化和大氣污染物輻射效應的全球氣候模式，模擬東亞區(qū)域氣候?qū)|部沿海城市帶驅(qū)動的表層系統(tǒng)（地表物理 特性、大氣邊界層結(jié)構(gòu)、大氣污染物增加等）變化的響應，評估東部沿海城市帶通過驅(qū)動表層系統(tǒng)變化和改變海陸對比與東亞季風系統(tǒng)的相互作用及其在東亞 旱澇空間格局轉(zhuǎn)換中的作用 。 （ 7）東部城市化氣候效應的綜合影響評估與對策 通過集成分析，認識我國東部城市和城市群區(qū)域氣候的脆弱性，建立東部城市和城市群區(qū)域主要氣象災害、地表水熱狀況和大氣污染的綜合影響評估方法和模型，利用包括城市化影響的區(qū)域氣候模式， 開展城市化發(fā)展規(guī)模和布局的虛擬數(shù)值模擬試驗 , 基于盡可能減小城市化氣候效應的負面影響，綜合提出我國城市化發(fā)展規(guī)模、布局和功能 的科學規(guī)劃對策。 2．擬解決的關(guān)鍵科學問題 （ 1）我國東部特大城市群區(qū)地表物理特性、地表能量和水分平衡、地 氣之間能量和物質(zhì)交換以及大氣邊界層對能量和物質(zhì)的湍流輸送規(guī)律； （ 2）我國 東部 特大城市群區(qū) 氧化性氣體和細顆粒物等 主要大氣污染物 對大氣的輻射強迫及其對大氣的加熱或冷卻效應、對地表的輻射強迫及其對地表能量平衡的影響； （ 3） 我國東部大規(guī)模城市化的不同空間尺度（城市、城市群和城市帶區(qū)域）氣候效應及其形成機理 。 二、預期目標 1．總體目標 從大規(guī)模城市化這一區(qū)域性高強度人類活動強迫的原因角度，認識我國東部城 市、城市群和城市帶區(qū)域的氣候、氣象災害和地表水熱狀況的規(guī)律、機理及影響，為我國東部城市化的可持續(xù)發(fā)展提出對策建議 , 并在人類活動和季風系統(tǒng)相互作用的國際前沿科學領域作出貢獻?？傮w目標是： （ 1）系統(tǒng)揭示我國東部三個特大城市群區(qū)域地表物理特性、地表能量和水分平衡、地 氣之間能量和物質(zhì)交換和大氣邊界層對能量和物質(zhì)的湍流輸送規(guī)律以及主要大氣污染物的輻射強迫特征，闡明我國東部大規(guī)模城市化的不同空間尺度（城市、城市群和城市帶區(qū)域）氣候效應及其形成機理，獲得原創(chuàng)性理論成果； （ 2）在我國東部長三角特大城市群區(qū)，形成一個 包括多部門、多手段、多過程的協(xié)同觀測網(wǎng)，建立一個 我國東部典型城市群區(qū)多過程綜合數(shù)據(jù)庫； （ 3） 發(fā)展能正確表征我國東部城市群影響的大氣邊界層和城市冠層參數(shù)化方案、包括城市冠層參數(shù)化的陸面過程模式、能與大氣邊界層過程耦合的大氣化學模式，進而發(fā)展包括我國東部城市群影響的多過程區(qū)域和全球氣候模式； （ 4） 建立我國東部城市和城市群區(qū)域主要氣象災害和地表水熱狀況的綜合