气候变暖背景下复合干旱热浪 (CDH) 发生频率和强度的增加,对农田粮食生产、森林和草原生物多样性以及城市人口健康构成严重威胁。然而,缺乏对暴露于 CDH 事件的不同土地利用类型的全面评估。在本研究中,我们基于耦合模式比对计划第六阶段 (CMIP6) 和土地利用协调版本 2 (LUH2) 数据的 12 个模型模拟,探讨了远未来 (2070–2099) 不同排放情景下中国农田、森林、草地、城镇和裸地暴露于 CDHMI 的频率和强度 (CDHMI) 的变化。
结果表明,随着全球变暖,预计未来中国将面临更频繁和更严重的 CDH 事件,特别是在高排放情景下。与之相对应,农田、森林、草地和裸地的CDHMI暴露在2015–2099年期间均呈现明显的上升趋势,且高排放情景下上升幅度更大。虽然预计2050年后城市CDHMI暴露将减缓甚至下降,但高排放情景下城市CDH频率和CDHMI暴露在远未来时期(2070–2099年)与1981–2010年相比仍将增加605.20%和207.32%。从区域上看,农田、森林、草地、城市和裸地的CDH频率和CDHMI暴露的大幅增加集中在中国西北地区和中国南方,原因是这些地区CDH事件的频率和强度显著上升。结论强调了采取有效措施限制排放和应对气候变化的重要性和紧迫性。
图 1.基于1981–2010年观测(OBS)和MME的中国、西北地区、华北、高原和华南地区中高纬度事件的频率和震级,(a)频率,(b)震级,(c)频率差异(MME – OBS),(d)震级差异(MME – OBS)。
图2 1981 –1995年和1996–2010年中国中太平洋海平面上升(a–c)频率和(d–f)强度的空间分布及其相对变化(%)。
图 3.基于MME 的远期(2070-2099 年)CDH 事件频率和强度与参考期(1981-2010 年)相比的变化(%)。参考期内的数据也来自模型模拟。
图4. 1981 –1995年和1996–2010年中国农田面积(a–b)、森林面积(c–d)、草地面积(e–f)、城镇面积(g–h)和裸地面积(i–j)。
图5. 1961 –2099年中国(a)农田、(b)森林、(c)草地、(d)城镇和(e)裸地面积(%)的时间序列。
图 6 . 2070–2099 年(远期)与 1981–2010 年相比,(a–c)农田、(d–f)森林、(g–i)草地、(j–l)城镇和(m–o)裸地面积的变化(%)。
图 7 . 1996-2010 年与 1981-1995 年相比,(a) 农田、(b) 森林、(c) 草地、(d) 城市和 (e) 裸地暴露于 CDH 频率的变化 (%)。暴露变化的空间中值基于变化率不为零的有效网格。
图 8. 1996-2010年与 1981-1995 年相比,(a) 农田、(b) 森林、(c) 草地、(d) 城市和 (e) 裸地暴露于 CDHMI 的变化 (%)。暴露变化的空间中值基于变化率不为零的有效网格。
图 9. 1961–2099 年(参考期:1981–2010 年)中国年度(a–b)农田、(c–d)森林、(e–f)草地、(g–h)城镇和(i–j)裸地暴露异常,基于 CDH 频率(左栏)和 CDHMI(右栏)。阴影区域表示 25 至 75 百分位范围。
图 10 . 2070–2099 年与 1981–2010 年相比,三个驱动因素对(a–b)农田、(c–d)森林、(e–f)草地、(g–h)城镇和(i–j)裸地暴露于 CDH 频率(左栏)和 CDHMI(右栏)变化的相对贡献。
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