国内外关于气候变化对水的影响的研究进展_张建云
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加强基础科学研究积极应对气候变化张建云【期刊名称】《中国水利》【年(卷),期】2010(000)001【总页数】1页(P3)【作者】张建云【作者单位】中国工程院【正文语种】中文基础科学研究是应对气候变化的技术支撑,气候变化是一个跨学科的极其复杂的科学问题,自20世纪90年代以来,我国就相继在国家“八五”“九五”“十五”科技攻关项目和“十一五”科技支撑项目中设立了相关专题,研究气候变化对水的影响及适应问题。
鉴于目前的科学技术水平,对未来长期的气候变化情景预测及其影响评价还存在较大的不确定性。
为更加有效地应对气候变化,根据当前气候变化国际研究前沿和热点问题,结合我国突出的水问题,建议加强以下5个方面的基础科学研究。
第一,加强水文循环对气候变化的响应机理及规律分析。
水文循环是气候系统的重要组成部分,气候变化影响着水文循环的各个环节,陆面过程和大气过程相互耦合,互相影响。
要基于能量平衡和水汽平衡,建立陆—气系统物理模型,分析各种水文循环要素对气候变化的响应过程和敏感性,这是科学评估气候变化影响和研究适应性对策的科学基础。
研究气候变化影响评价和方法,建立影响综合评价系统,这是科学评价气候变化影响的重要工具。
第二,加强极端天气事件与洪涝干旱灾害形成机理的研究。
极端暴雨洪水和长期大范围干旱事件是造成直接经济损失的主要自然灾害。
分析温室气体增加和辐射强度加大对水文循环能量和水汽平衡的影响,认识亚洲和中国区域能量和水文循环的变化特征及其与旱涝的关系,研究全球变暖背景下我国极端天气事件与灾害发生的频率、强度和空间分布特征,研究应对极端天气事件与减灾措施,建立相应的预测预警系统以及对策与响应机制,提高极端天气灾害的预测预警能力和自然灾害的防御能力,保障经济社会稳步发展。
第三,加强气候变化背景下国家水安全分析。
在防洪安全方面,根据国家评估报告发布的气候变化情景,未来我国大部分地区的降水可能呈增加的趋势,这无疑增加洪涝灾害发生的概率。
气候变化对水的影响评价(张建云王国庆)河南王国庆以全球变暖为主要特征的气候变化及其影响已是不争的科学事实,气候变化问题已成为各国政府和专家关心的全球性问题之一。
中国对气候变化问题给予了高度重视,成立了国家气候变化对策协调机构,并根据国家可持续发展战略的要求,采取了一系列与应对气候变化相关的政策和措施。
气候变化将改变全球水文循环的现状,引起水资源在时空上的重新分配,并对降水、蒸发、径流、土壤湿度等造成直接影响。
深入研究气候变化对水的影响可为水资源的合理开发及可持续利用、经济社会的可持续发展提供科学依据。
目前,气候变化影响方面的研究总体上集中在未来气候变化情景(如何变)、影响评价(影响的程度和范围)及适应对策(在管理和技术等层面如何应对)等方面。
全球范围内的观测事实表明,最近100年全球平均地表温度上升了0.74摄氏度。
人类活动非常可能是全球变暖的主要原因。
尽管科学家只能用气候情景或趋势来对未来气候的可能变化进行描述,但不同气候模拟结果表明:气候进一步变暖的总体趋势基本一致。
根据不同排放情景,预计21世纪末,全球平均温度将上升1.1摄氏度~6.4摄氏度。
21世纪我国气温将继续上升,其中北方增温幅度大于南方,与2000年水平相比,我国2022年平均气温约升高1.1摄氏度~2.1摄氏度,到2050年的平均升幅为2.3摄氏度~3.3摄氏度。
对于未来降水的预测,各种模式给出的结果相差较大,例如,有这样的估计:全球范围内,高纬地区的降水量很可能增多,而多数副热带大陆地区的降水量可能减少,其中,在中等排放情景下,到2100年会减少20%。
模拟结果表明,我国未来降水总体呈现增加趋势,预计到2022年,年均降水量将增加2%~3%,到2050年可能增加5%~7%,但不同时段、不同区域变化趋势不一致。
在高排放情景下,2040年之前,华北、华东和华中地区降水约减少l%~2%,其它地区则增加,全国干旱范围和程度将可能进一步增加;2040年之后,全国降水呈增加趋势,洪涝灾害将可能加剧。
气候变化对水工程的影响及应对措施张建云;陆采荣;王国庆;贺瑞敏;刘翠善【摘要】气候变化将使水利工程的服役环境发生较大改变,水工混凝土作为水利工程建设最主要的建筑材料之一,其对极端气候变化较为敏感与脆弱.本文以水库大坝、大型调水工程等水利工程为对象,系统总结了部分已观测到的低温冻害、寒潮和干旱等气候条件对水利工程影响的事实.结合未来气候变化趋势及其可能的影响,从改善水工材料性能的工程措施角度,分析了在水利工程设计、施工、运行阶段可采取的应对措施,并从规划修订、预案制订、监测预报等非工程措施角度,分析了在防洪安全、水资源安全等领域可采取的减缓适应对策,以提高水工程应对气候变化的能力.【期刊名称】《气候变化研究进展》【年(卷),期】2015(011)005【总页数】7页(P301-307)【关键词】气候变化;水工程;水工材料;影响;应对措施【作者】张建云;陆采荣;王国庆;贺瑞敏;刘翠善【作者单位】南京水利科学研究院,南京210029;水利部应对气候变化研究中心,南京210029;南京水利科学研究院,南京210029;水利部应对气候变化研究中心,南京210029;南京水利科学研究院,南京210029;水利部应对气候变化研究中心,南京210029;南京水利科学研究院,南京210029;水利部应对气候变化研究中心,南京210029;南京水利科学研究院,南京210029【正文语种】中文张建云, 陆采荣, 王国庆, 等. 气候变化对水工程的影响及应对措施 [J]. 气候变化研究进展, 2015, 11 (5): 301-307编者按:水工混凝土作为水利工程建设的大宗建筑材料,自施工浇筑起将经历一个由塑性、塑弹性、弹塑性阶段转变的水化硬化复杂过程,在上述过程中温湿度是重要的环境要素之一,因而水利工程对气候变化较为敏感。
本专栏邀请了水利部从事应对气候变化和水工材料研究方面的专家,分别从气候变化对水工程影响、冻融与水工混凝土耐久性、长历时高温干旱与水工混凝土建筑物、极端低温与水泥基材料性能等四个方面,研究了气候变化条件下水工混凝土力学、变形、耐久等性能的变化规律;从提高水利工程水工材料性能角度,以及规划、预案、监测预报等非工程措施角度,提出了相应的适应性对策。
气候变化与水库大坝安全
张建云;王国庆
【期刊名称】《中国水利》
【年(卷),期】2008(000)020
【摘要】气候变化通过加剧水文循环进而影响大型水利工程的设计、运行和水工建筑材料特性等.全球变暖背景下,由于暴雨、干旱极端事件的增加,水利工程的设计标准有待进一步提高,持续性干旱对于水利工程安全运行影响显著,持续性高温、低温等极端天气事件也将使大坝安全系数降低.同时,大型水利工程修建对区域气候亦具有一定的反馈作用.正确认识气候变化与大坝安全相互影响的关系,对于水资源的可持续利用、应时不利气候变化、保证经济社会稳定发展等具有重要的现实意义.【总页数】4页(P17-19,9)
【作者】张建云;王国庆
【作者单位】水利部大坝安全管理中心,210029,南京;南京水利科学研究院,210029,南京;水利部应对气候变化研究中心,210029,南京;南京水利科学研究院,210029,南京;水利部应对气候变化研究中心,210029,南京
【正文语种】中文
【中图分类】P461
【相关文献】
1.水库大坝安全监测自动化技术在水库安全中的应用 [J], 陈玉莲
2.水库大坝安全监测自动化技术在水库设备安全中的应用研究 [J], 周柯宇
3.溧水县中型水库大坝安全鉴定和小型水库大坝安全论证工作模式和方法 [J], 缪时中;马樟铨;束文杰;戴玉琴;胡亚兰
4.水库大坝安全监测自动化技术在水库安全中的应用 [J], 王迪;倪罗华
5.水库大坝安全监测自动化技术在水库安全中的应用 [J], 王迪;倪罗华
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气候自然变异在气候变化对水资源影响评价中的贡献分析——Ⅱ. 未来期应用分析刘艳丽;张建云;王国庆;刘九夫;贺瑞敏;王鸿杰;金君良【期刊名称】《水科学进展》【年(卷),期】2012(23)2【摘要】基于模型率定期(基准期)气候自然变异的模拟方法及气候自然变异引起的径流变化的可能情况分析,此部分研究未来期(2021~2051年,2061~2091年)气候变化下径流变化情况及气候自然变异的影响。
基于CSIRO、NCAR、MPI三种气候模式及A1B、A2、B1三种排放方式共7种未来气候情景,应用和基准期相同的水文模型和研究流域,引入基准期模型率定出的参数,考虑气候自然变异的影响,对未来气候变化对水资源的影响进行分析。
为消除气候模式本身的系统误差,采用δ差值方法得到各模式各排放情景下的未来气候情景。
该项研究主要说明如何在气候变化的影响评价中将气候自然变异的贡献分离出来,从而实现更客观的气候变化的影响评价。
研究结果表明,气候变异的影响在整个气候变化进程中的贡献随时间的推移将有所不同。
未来2021~2051年期间,气候自然变异的影响相对较大;未来2061~2091年期间,由温室气体引起的气候变化的影响占主导。
【总页数】7页(P156-162)【关键词】气候变化;气候自然变异;影响评价;δ差值方法;不确定性;水资源【作者】刘艳丽;张建云;王国庆;刘九夫;贺瑞敏;王鸿杰;金君良【作者单位】水利部应对气候变化研究中心;南京水利科学研究院;河南省水文水资源局【正文语种】中文【中图分类】P467;P339【相关文献】1.未来气候变化对长江流域水资源影响分析 [J], 金兴平;黄艳;杨文发;陈力2.气候变化对水文水资源影响评价的不确定性分析 [J], 郭生练;曾光明3.气候变化背景下水资源脆弱性评价方法及其应用分析 [J], 翁建武[1];夏军[1];陈俊旭[1]4.气候变化对黔中地区未来水资源影响分析及其适应策略 [J], 姚晓磊;鱼京善;李巍;孙文超5.气候自然变异在气候变化对水资源影响评价中的贡献分析——Ⅰ.基准期的模型与方法 [J], 刘艳丽;张建云;王国庆;刘九夫;贺瑞敏;王鸿杰;金君良因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
中国工程院院士张建云做客安徽水利大讲堂
佚名
【期刊名称】《江淮水利科技》
【年(卷),期】2014(0)3
【摘要】6月20日,中国工程院院士、南京水利科学研究院院长、水利部应对气候变化研究中心主任、教授级高工、博士生导师张建云应邀做客安徽水利大讲堂,作了题为《关于水生态文明建设的认识和思考》专题讲座。
大会由水利厅副厅长王广满主持。
厅机关全体公务员和厅直部分事业单位领导聆听讲座。
张建云在讲座中深刻分析了水生态文明建设的重要意义,系统阐述了水生态文明的内涵与建设任务,联系安徽实际畅谈了淮河流域水生态问题。
【总页数】1页(P2-2)
【正文语种】中文
【中图分类】F426.91
【相关文献】
1.重视气候变化影响做好最严格水资源管理制度体系设计——访中国工程院院士、南京水利科学研究院院长张建云
2.科学应对气候变化夯实水生态保护基础——访中国工程院院士张建云
3.补齐基础短板加强科技支撑全面提升水旱灾害防御能力——访中国工程院院士张建云
4.愿为水利科技发展献力量中国工程院院士水文学家张建云
5.中国工程院院士、水利部应对气候变化研究中心主任张建云:气候变化对国家水安全的影响及减缓适应策略
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第 2 期水 利 水 运 工 程 学 报No. 2 2024 年 4 月HYDRO-SCIENCE AND ENGINEERING Apr. 2024 DOI:10.12170/20230922002王乐扬,张建云,宁忠瑞,等. 气候变化对南方典型小水电站入库径流及发电的影响[J]. 水利水运工程学报,2024(2):1-9.(WANG Yueyang, ZHANG Jianyun, NING Zhongrui, et al. Effects of climate change on inflow and small hydropower generation in southern China[J]. Hydro-Science and Engineering, 2024(2): 1-9. (in Chinese))气候变化对南方典型小水电站入库径流及发电的影响王乐扬1, 2, 3, 4,张建云1, 2, 3, 4,宁忠瑞1, 2, 3, 4,贾雨凡1, 2, 3, 4,郭心仪4,张睿5,鲍振鑫1, 2, 3(1. 河海大学水文水资源学院,江苏南京 210098; 2. 长江保护与绿色发展研究院,江苏南京 210098; 3. 河海大学水安全与水科学协同创新中心,江苏南京 210098; 4. 水灾害防御全国重点实验室,江苏南京 210029; 5. 重庆师范大学地理与旅游学院,重庆 401331)摘要: 在全球气候变化不断加剧的背景下,降水、气温、蒸发等气象要素的变化对流域水文和水力发电产生重要影响;中国作为水能资源丰富的国家,水力发电在能源结构中具有重要地位,研究气候变化对入库径流和水力发电的影响,对实现水资源和水电能源的可持续开发利用具有重要意义。
以位于北江支流的官溪水电站为研究对象,基于19个CMIP6全球气候模式数据,利用RCCC-WBM模型分析了未来气候变化对官溪水电站入库径流和发电量的影响。
第40卷第8期2009年4月人 民 长 江Y a n g t z e R i v e rV o l .40,N o .8A p r .,2009收稿日期:2009-03-20基金项目:水利部公益性行业重大专项(200801001)和现代水电科技创新项目(X D S 2008-01)联合资助作者简介:张建云,男,南京水利科学研究院水文水资源研究所,教授,博士。
文章编号:1001-4179(2009)08-0039-03国内外关于气候变化对水的影响的研究进展张建云1,2 王国庆1,2 刘九夫1,2 贺瑞敏1,2(1.南京水利科学研究院水文水资源研究所,江苏南京210029; 2.水利部应对气候变化研究中心,江苏南京210029)摘要:简要介绍了由W M O 、U N E S C O 、U N D P 和I A H S 等一些国际组织发起并推动开展的气候变化国际合作研究计划和我国自20世纪90年代以来先后开展实施的国家科技攻关计划等重大气候变化研究项目的基本情况。
综述了气候变化的事实、情景及其对水利的影响评价等方面的研究成果。
最后,针对目前我国水利的实际情况,指出“十二五”期间应在8个方面进一步加强对气候变化的研究。
关 键 词:气候变化;水文水资源;影响;进展中图分类号:T V 21 文献标识码:A 以全球变暖为主要特征的气候变化及其影响已是不争的科学事实,气候变化问题业已成为各国政府和专家关心的全球性问题之一。
中国对气候变化问题给予了高度重视,成立了国家气候变化对策协调机构,并根据国家可持续发展战略的要求,采取了一系列与应对气候变化相关的政策和措施。
气候变化将改变全球水文循环的现状,引起水资源在时空上的重新分配,并对降水、蒸发、径流、土壤湿度等造成直接影响。
深入研究气候变化对水的影响可为水资源的合理开发及可持续利用、经济社会的可持续发展提供科学依据。
1 开展的科学研究工作气候变化已经成为国际社会公认的最主要的全球性环境问题之一。
为了推动对全球气候变化潜在影响的研究,世界气象组织(W M O )、联合国科教文组织(U N E S C O )、联合国环境署(U N E P )、联合国发展署(U N D P )和国际水文科学协会(I A H S )等一些国际组织积极发起并推动开展了国际合作研究,制定、实施了一些相应的研究计划,如世界气候计划(WC P )、全球能量水循环试验(G E WE X )、国际地球生物圈计划(I G B P )、国际水文计划(I H P )等。
I P C C (联合国政府间气候变化委员会)1988年由联合国环境计划署及世界气象组织共同组建,其任务主要是为政府决策者提供气候变化的事实和对未来气候的可能变化作出预测,以使决策者认识人类对气候系统造成的危害并采取对策。
I P C C 定期开展以下3个方面的工作:①评价已有的气候变化的科学信息;②评价气候变化产生的环境及社会经济影响;③制定对策。
到目前为止,I P C C 共完成了4次评估报告,并分别于1991、1996、2001年和2007年发布。
其中,第2工作组完成的评估报告汇总了全球范围内气候变化的影响、适应性和脆弱性等方面的最新研究成果。
I P C C 评估报告不仅为各国承担温室气体减排义务提供了科学信息,而且也为指导各国采取适应气候变化的对策提出了建议[1]。
美国国家研究协会于1977年就组织讨论了气候、气候变化和供水之间的相互关系和影响。
世界气象组织(WM O )1985年出版了气候变化对水文水资源影响的综述报告,并推荐了一些检验和评价方法,随后又给出了水文水资源系统对气候变化的敏感度分析报告。
国际水文科协(I A H S )1987年在第十九届国际I U G G 大会中举办了“气候变化和气候波动对水文水资源影响”的专题学术讨论会。
20世纪90年代以来,气候变化对水文水资源的影响研究工作广泛展开,1990年出版的《气候变化与美国水资源》一书系统地总结了当时气候变化对水文水资源影响研究的方法、内容和成果。
1991年第二十届I U G G 大会水文科学组的主题便是探讨土壤—大气之间相互作用的水文过程。
1993年,以气候变化、大气圈和水圈的相互作用和影响、大尺度气候和水文模拟技术为主题,在日本召开了第六届国际气象和大气物理学协会与第四届国际水文科学协会(I A M A P -I A H S)联合大会。
进入21世纪,气候变化成为各种国际会议的主要议题。
例如,2004年在巴西召开的I A H S 大会中就包括了气候变化对水文水资源的影响讨论专题。
2006年在北京召开了地球系统科学联盟(E S S P )和全球水系统计划(G W S P )联合会议,其中第4主题讨论的就是气候变化对海岸带、陆地河流的影响。
在墨西哥举办的第四届世界水论坛和2007年在意大利召开的I U G G 国际大会中都讨论了气候变化对水文水资源的影响研究的科学问题[2]。
同年8月,世界气候研究计划(Wo r l dC l i m a t e R e s e a r c h P r o g r a m m e )在西班牙巴塞罗那举行了季节预测研讨会,对季节气候预测方法、精度展开了激烈讨论。
我国在气候变化影响方面的研究始于20世纪80年代中后期。
1988年在中国科学院及中国自然科学基金支持下,开展了“中国气候与海面变化及其趋势和影响研究”。
该项目包括4个方面的研究内容:中国历史气候变化、中国海面变化、全球气候变暖和气候变化对西北、华北水资源的影响。
在“八五”、“九五”和“十五”科技攻关项目中均相继设立了气候变化影响专 人 民 长 江2009年 题。
其中,国家“八五”科技攻关项目“气候变化对国民经济和社会发展的影响及适应对策”中设立“气候变化对水文水资源的影响及适应对策研究”专题,以我国典型流域为研究对象,侧重研究气候变化与流域水文之间的响应关系。
国家“九五”重中之重科技攻关项目“我国短期气候预测系统”中设立“气候异常对我国水资源及水分循环的影响评估模型研究”,以我国海河、淮河、汉江和赣江为研究对象,侧重气候变化影响评估模型和方法的研究,建立了半分布式水量平衡模型。
国家“十五”期间,又设立了“气候异常对我国淡水资源的影响阈值及综合评价”重点攻关研究专题,应用与D E M相结合的V I C(V a r i a b l ei n-f i l t r a t i o nc a p a c i t y,可变下渗能力)分布式水文模型评价给定气候变化情景对我国水文水资源的影响,并将研究空间拓展到全国各地。
初步探讨了未来气候变化情景下我国水资源的脆弱性和气候变化对我国淡水资源的影响阈值[3]。
近几年,国家越来越重视气候变化及其影响的研究。
2008年“气候变化对我国水安全影响及适应性对策研究”被列为水利行业重大研究专项,开展了气候变化与相关水问题的广泛研究。
该项目包括9个专题:①我国的气候变化及未来气候情景;②我国暴雨洪水的变化规律及其影响;③我国海平面和风暴潮的变化规律及其影响;④全球变化背景下我国干旱及其影响;⑤气候变化影响评价模型及水资源系统的敏感性;⑥我国未来需水量预测及水资源系统的阈值研究;⑦气候变化对水生态环境的影响研究;⑧极端气候对水工建筑材料的影响;⑨我国水资源系统对气候变化的适应对策研究。
该项目是我国气候变化与水领域迄今研究内容最全面、资助经费最大、参加研究人员最多的科研项目。
目前,对气候变化的研究不仅向水文、气象、生物、物理等多学科交叉研究方向发展,而且更注重气候、陆面、人类活动等各方面的相互影响及反馈作用。
2 气候变化影响评价目前,气候变化影响方面的研究总体上集中在未来气候变化情景(如何变?)、影响评价(如何影响?影响的程度和范围?)及适应对策(如何应对?包括管理和技术等层面)等方面。
全球范围内的观测事实表明,最近100a(1906~2005年)全球平均地表温度上升了0.74℃(0.56~0.92℃),20世纪全球海平面上升约0.17m(0.12~0.22m)[4]。
近100a来,我国平均地表温度上升0.5~0.8℃,海平面上升0.1~0.2m[5]。
人类活动非常可能是全球变暖的主要原因。
尽管科学家只能用气候情景或趋势来对未来气候的可能变化进行描述,但不同气候模拟结果表明:气候进一步变暖的总体趋势基本一致。
根据不同排放情景,预计21世纪末,全球平均温度将上升1.1~6.4℃[4]。
21世纪我国气温将继续上升,其中北方增温幅度大于南方,与2000年水平相比,我国2020年平均气温约升高1.1~2.1℃,到2050年的平均升幅为2.3~3.3℃[5]。
对于未来降水的预测,各种模式给出的结果相差较大,例如,有这样的估计:全球范围内,高纬地区的降水量很可能增多,而多数副热带大陆地区的降水量可能减少,其中,在A1B情景下,到2100年会减少20%[4]。
模拟结果表明,我国未来降水总体呈现增加趋势,预计到2020年,年均降水量将增加2%~3%,到2050年可能增加5%~7%,但不同时段、不同区域变化趋势不一致。
在A2情景下,2040年之前,华北、华东和华中地区降水约减少1%~2%,其它地区则增加,全国干旱范围和程度将可能进一步增加;2040年之后,全国降水呈增加趋势,洪涝灾害将可能加剧[5]。
气候变化对水利的影响目前主要集中在气候变化对水量的影响方面,限于问题的复杂性,气候变化对河流生态、水质及极端水文事件等方面的定量影响研究相对较少。
根据不同的气候模式模拟结果,预计到21世纪中叶,在高纬度地区和湿热地区年径流量将增加10%~40%;在中纬度地区的干旱年份,径流量将减少10%~30%[4],这些地区将面临严重的用水安全问题。
未来干旱影响区的范围将进一步扩大。
但同时,暴雨发生频率增加,洪涝风险增大,全球冰川和雪盖储水量进一步减少。
采用英国H a d l e y中心R C M-P R E C I S-S R E SA2、B2气候情景模拟未来气候变化对我国水资源的影响结果表明:①未来50~100a,在北方地区,特别是宁夏、甘肃等省(区)多年平均径流量可能明显减少,在南方的湖北、湖南等部分省份可能有所增加;②中国北方地区水资源短缺形势不容乐观,特别是宁夏、甘肃等省(区)的人均水资源短缺矛盾可能加剧;③对气候变化承受能力最脆弱的流域为海河、滦河流域,其次为淮河、黄河流域,而整个内陆河地区由于干旱少雨承受能力也非常脆弱[2]。
近50a来,我国多数江河实测径流呈现减少趋势,特别是20世纪80年代以来,北方河流径流量减少明显,如海河流域各站减少40%以上,黄河流域中下游各站减少30%以上[6]。
流域径流变化是气候变化、人类活动和社会发展共同影响的结果,气候变化对河川径流的影响程度随流域的不同而存在差异,在黄河中游地区,气候变化对河川径流的减少贡献率约为38.5%[7]。