河北省氣候變化研究現狀和需優先研究的科學問題

摘 要:通過對河北省氣候變化特征與相應氣候變化研究現狀的分析，總結相關研究成果，并分析該領域研究存在的問題，針對目前河北省氣候環境狀況及其變化對全省社會經濟的影響等問題，對河北省氣候變化科學在今后5年重點發展的前沿科學問題和相應課題提出建議。以期為能解決制約河北省經濟與社會可持續發展中的重大難題，為增強河北省應對氣候變化的能力提供科技支撐。

關鍵詞:河北省 氣候變化 科學問題

中圖分類號:P467文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2011)01(b)-0127-02

氣候變化已成為國際社會普遍關心的重大全球性問題。它直接涉及到社會經濟的發展，對公眾、資源、安全、環境等方方面面都有重大影響。近百年來，人類活動對環境造成了嚴重的破壞，其對氣候變化的影響尤為突出，氣候變化及其成因的研究[1-2]不斷展開，一些學者對河北省氣候變化的研究也做了不少工作[3-8]，但目前研究成果還需要不斷完善和進一步推進。

1 河北省氣候特征概況

河北省地處中緯度歐亞大陸東岸，屬于溫帶半濕潤半干旱大陸性季風氣候，大部分地區四季分明、雨量集中、日照充足、干濕期明顯。河北省多年平均氣溫由北向南逐漸升高，冀北高原年平均氣溫低于4℃;中南部地區年平均氣溫大約在12℃以上。全省年極端最高氣溫多出現在6月，長城以南都在40℃以上;冀北高原不見酷熱天氣。年極端最低氣溫主要在冀北高原。河北省年平均降水量為350～770mm。年降水量空間分布極不均勻，總的趨勢是東南部多于西北部。其中冀北高原是河北省最干旱地區，年降水量不足400mm;其次為新樂、藁城、寧晉一帶，年降水量不足500mm。而燕山南麓為全省的多雨中心，年降水量可達700～770mm;其次為紫荊關、淶水一帶，年降水量在600mm以上。

近百年來，全球氣候變暖加劇的環境背景下，河北省氣溫變化尤為活躍，對1871—2009年相關站點的統計分析可知，河北地區溫度總體為起伏式上升，具有以下演變特征:1871—1918年為偏冷時段，1919—1951年偏暖，1952—1980年為低溫期，1981年至今為偏暖時段;根據突變分析可知1920年左右是一個轉折點。而本區1906-2005年升溫在0.9℃，略高于全球平均值(據IPCC第四次評估報告指出:1906-2005年期間全球平均溫度增加了0.74℃[8])。在整個研究時段，本區與全球氣候變暖呈明顯的正響應。近百年來，河北省降水量的波動較大，總體呈下降趨勢，具體可分為以下波動時段:1871-1900年為多雨期;1901-1950年為少雨期;1951-1964年為多雨期;1965至今為少雨期。且從20世紀70年代末至今，本區干旱加劇。

而近50年中，河北省潛在蒸發量20世紀60年代達到最大，其后它并沒有隨著升溫而繼續增大，相反的是呈明顯下降趨勢，每10年減少12.41mm。其中夏季下降趨勢最明顯。相對濕度的變化趨勢總體為緩慢減小，而日照時數具有明顯的下降趨勢。

總體而言，河北省氣候暖干化日益嚴峻，由此給河北省水資源、農業、環境保護、濱海建設等帶來諸多的影響，進而影響河北省社會經濟穩步健康的發展，積極開展氣候變化相關領域的研究十分重要和緊迫。

2 河北省氣候變化研究現狀

河北省氣候變化一直受到省政府和有關部門的高度重視，先后支持了20多項省級重要研究項目。通過這些項目的支持，在廣大科研人員的努力下已取得了一批重要科研成果，提升了應對氣候變化的科研支撐能力。例如“近50年河北省氣候變化及其影響研究”、“近50年河北省氣候變化對水資源影響綜合情勢分析”和“河北省氣候變化對水資源和荒漠化的影響及對策研究”等項目，對河北省氣溫、降水等多要素的氣候變化事實進行了分析，建立了河北省干旱和洪澇評價指標，利用區域氣候模式的未來氣候變化預估結果，探討2030年和2050年河北省水資源變化趨勢，開展了氣候變化對農業和水資源的影響及對策研究?！昂颖笔∷Y源評價”分析了在氣候變化和人類高度開發利用背景下河北省水資源演變狀況及對生態環境和生活的影響?！昂颖笔【┙蛞阅掀皆瓍^地下水可持續利用前景預測研究”分析了區域地下水動態變化和演變規律，研究了地面沉降、咸水入侵的機理，建立了地面沉降、咸水入侵預測模型，提出未來30年河北平原地下水及其環境演變趨勢和戰略對策?！昂颖逼皆叵滤休d力與安全采控研究”開展了地下水承載能力的自然屬性變化特征及其與人類活動之間的相互作用機理研究，揭示了氣候變化和人類活動對地下水補給關系的影響程度，建立了地下水安全利用指標體系，預測未來10～30年地下水位影響趨勢?！昂颖备珊祷捌浞乐螌Σ哐芯俊焙汀昂颖备珊祷梢蚣把葑冓厔蓊A測研究”系統分析了歷史時期與現代干旱化演變規律，發現不同時間尺度的干旱化有不同的主要成因，初步定量評估了人類活動在現代干旱化中的影響;建立了河北省干旱化指標體系，突破了以往研究中僅從氣候角度考慮干旱化問題的局限性，在評估氣候變化和社會經濟未來發展趨勢基礎上做出未來干旱化趨勢預測。

河北省在氣候變化科學研究中取得很大成績的同時，也存在著如下的問題:(1)對氣候變化定性研究多，定量研究少，與實際需求也尚有一定距離;(2)氣候變化有關的資料信息系統雖然有一定的規模，但很分散，難以充分利用，相互交流也較差，需要建立和完善資料共享機制;(3)氣候變化科學基礎研究開展不深入，缺乏連續性研究，在人員和經費上存在缺口。

3 需要優先研究的科學問題

由于河北省處于東亞季風區北緣，受季風年際、年代際變化的影響，氣候變率大，生態環境脆弱，是氣候變化影響最敏感的地區之一。在全球氣候變暖的大背景下，河此省近50年來氣候發生了明顯變化，己經對河北省生態環境和社會經濟發展帶來了嚴重影響。如何更好地理解本區氣候變化對全球變化的響應及聯系，如何更好地預估未來氣候變化，如何應對氣候變化，減輕氣候變化對河北省經濟和社會發展的不利影響，己經成為一項緊迫任務。另外，河北省旱澇等災害頻繁發生，給河北省帶來嚴重損失，為減輕這些災害造成的損失，氣候預報的準確率急需提高。

在全球變化和社會經濟高速發展的影響下，河北省干旱化日益嚴重，已嚴重制約河北省社會經濟的可持續發展，水資源問題不但嚴重影響工農業生產，而且嚴重影響城鄉人民生活用水，因此急需開展氣候與水文相互作用研究，以及干旱化形成機理、預測和適應研究。

河北省能源結構以煤為主，2005年河北省一次能源消費構成中，煤炭高達89.9%，比國際平均水平(27.8%)高62.1%，比全國高21個百分點，造成CO2排放濃度高，這種狀況在較長時間內不會發生根本性改變。而且河北省目前正處于資本密集型工業化和城市化加速階段，大規模的CO2排放的壓力日益增大，這對現有發展模式提出挑戰，我們必須改變生產和消費模式，積極探索節約發展、低碳發展之路，開展人類對氣候變化有序適應的研究。

全球氣候變暖后，天氣和氣候極端事件的出現頻率也會隨之發生變化。近年來河北省頻繁出現極端天氣氣候事件，例如2009年6月23～24日河北省出現罕見高溫炎熱天氣，石家莊日最高氣溫達42.1℃，為30年一遇，豐寧、懷來、蔚縣等站日最高氣溫也在37℃以上，分別為歷史同期第二高和第三高。同年9月上旬河北省大部地區出現連陰雨天氣，望都、滿城、晉州、定州、安平、蠡縣等站出現連續降水日數7天以上，達到極端事件標準。2009年10月31日至11月2日，出現寒潮天氣過程，河北省黃驊、武強、保定、滄州等33個站降溫幅度達到極端事件標準，其中黃驊(17.6℃)、武強(20.9℃)站過程降溫幅度超歷史極值。2009年11月10～13日河北省遭受60年一遇強降雪，全省共有47個站突破歷史極值，其中石家莊市區降雪94cm，積雪深度達55cm。超歷史極值(1962年11月19日19cm)36cm。這些極端天氣氣候事件給人們生活和工農業生產帶來很大影響，急需開展相關極端天氣氣候事件的研究。

考慮氣候研究的發展趨勢，結合河北省實際情況和需求，按照以下原則遴選河北省優先研究的科學問題:對地球科學和大氣科學發展具有帶動作用，具有較好基礎，充分體現河北省的優勢和特色;能解決制約河北省經濟與社會可持續發展的重大難題中的關鍵科學問題，為增強河北省應對氣候變化的能力提供科技支撐。故建議河北省省氣候變化科學在今后5年重點發展的前沿科學問題和相應課題如下。

(1)重大氣候災害的發生及預測研究，包括:重大旱澇災害發生機理及預測研究;重大極端氣候事件的研究;干旱化形成機理、預測和適應研究，等。

(2)全球變化及其區域的影響，包括:全新世以來百年至千年尺度的重大氣候變化事件、特征及主要驅動因子研究;氣候變化對農業、生態系統、水資源影響研究;在氣候變化背景下的氣候區劃研究，等。

(3)水循環與水資源，包括:氣候與水循環、水資源相互影響研究;人類活動對區域水循環和水資源的影響，等。

(4)氣候變化與社會經濟可持續發展，包括:氣候變化與社會經濟發展相互影響研究;以節水型社會和低碳經濟為主要內容的人類有序活動的虛擬試驗與理論分析研究;人類社會行為習慣調整應對氣候變化的研究;提出河北省不同氣候區域的人類有序活動模型，等。

參考文獻

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