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全球气候模式(GCM)是目前预估未来全球气候变化最重要,也是最可行的工具。但目前GCM输出的空间分辨率较低难以直接满足区域/流域未来气候变化影响评估的需要,降尺度法被广泛用于弥补GCM在该方面的局限性。
本文利用中国区域728个台站逐月气温和降水数据,从气候场的空间结构、变化趋势以及年内、年际变化等方面评估了IPCC AR4中19个GCMs对长江源区(直门达水文站以上)、黄河源区(唐乃亥水文站以上)、雅鲁藏布江流域(奴下水文站以上)1961～1999年间气温和降水的模拟能力,从中优选了5个对3个流域气温和降水模拟较好的模式。基于优选模式,分别用Delta方法和简单统计降尺度方法(SD)获取3个流域21世纪3个时期2001～2030年(简称为2020)、2031～2060年(简称为2050)、2061～2090年(简称为2080)的气温和降水的变化情景。得到主要结论如下:
1)GCMs均能反映出气温和降水的年内变化,但对空间分布特征的模拟在3大流域差别较大。所有模式都较好地模拟出了黄河源区年、季节气温和降水的气候场的空间分布特征,但模拟气温值偏低,降水则偏高；在长江源区,大多数模式都对年及季节气温的气候场具有一定的模拟能力,但数值偏低,对降水则仅有CGCM3.1(T47)等6个模式表现较好,且模拟值偏高；在雅鲁藏布江流域,GCMs的表现相对很差,气温模拟值有的偏高有的偏低,且对其夏季气温的空间分布几乎没有模拟能力,对降水的模拟则均偏低,仅有CSIRO_MK3.0及模式集合(MMEA_18)的模拟效果较好。
2)GCMs对3个流域的年平均气温和年降水总量的年际变率的模拟能力很好。对季节气温的年际变率模拟能力相对较差,各模式对长江源区和黄河源区的增温趋势模拟较好,对雅鲁藏布江流域增温趋势的模拟则偏弱。多数模式对降水的趋势基本没有模拟能力,对季节降水的年际变率除了少数模式有一定的模拟能力外,其他模式基本没有模拟能力。
3)综合多项评估指标,对3个流域气温模拟较好的模式是CGCM3.1(T47)、ECHAM5/MPI-OM、MRI_CGCM2.3.2、MIROC3.2_med、UKMO-HadCM3及MMEA_18；对3个流域降水模拟相对较好的有CGCM3.1(T47)、CSIRO_MK3.0、MRI_CGCM2.3.2、NCAR_CCSM3、UKMO_HadCM3及MMEA_18。
4)Delta和SD方泫获得的流域未来气候变化情景与前人其他方法结果具有很好的一致性,对各流域未来3个时期的气温变化预估差异不大,对降水则差异比较大。3个流域都将呈现明显的增温现象,且随着时间的推移增温速率加快,长江源区未来3个时期气温将分别升高1.5(1.2～1.9)、2.6(2.3～3.2)、4.5(3.7～5.3)℃,黄河源区为1.4(0.6～2.5)、2.4(1.7～3,5)、4.2(3.2～6.0)℃,雅鲁藏布江流域为1.0(0.7～1.5)、2.3(1.8～3.1)、4.1(3.2～5.0)℃。长江源区未来3个时期年降水总量将分别增加9.1(3.1～12.7)、11.2(4.6～18.2)、15.7(3.0～,26.3)％,黄河源区为-2.0(.16.8～7.7)、3.9(-6.8～9.7)、12.8(-5.0～17.2)％,雅鲁藏布江流域为2.2(-3.2～9.5)、6.6(-0.6～13.7)、12.8(0.1～23.5)％。长江源区、黄河源区表现出冬、春季降水量增幅较大,夏、秋季增幅小,甚至减少,而雅鲁藏布江流域则表现出冬季降水减少,夏秋季增多。