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科研进展
Research Progress2℃全球变暖情景下多年冻土消融和相关地面沉降量估计
[2016-12-24]【内容介绍】
为了避免气候系统遭受影响，全球2 °C升温（相对工业革命前期）已被确定为变暖阈值。但是全球变暖存在显著的区域差异，意味着全球2 °C升温对不同区域有不同含义。多年冻土对气候变化十分敏感，但同时又分布在气候变暖显著的高海拔和高纬度地区。因此，即使在全球2 °C升温阈值下，多年冻土也可能遭受严重消融，进而对水资源，生态系统和工程设施等产生重要影响。这些问题目前还没有得到充分的评估和量化。
针对这一问题，我们利用CMIP5计划的10个GCM模拟的气温，土壤温度和冻土观测数据，调查了2 °C变暖情景下多年冻土消融及其对地面沉降的影响。结果显示，模拟的集合平均多年冻土面积为14.0 × 106 km2，与观测结果（13.9 × 106 km2）十分接近。同时，与其他土壤温度和活动层厚度观测资料相比，模拟结果也表现合理。到2 °C变暖情景下，相对1990–2000年，地下6米深处土壤温度将平均升高2.34–2.67 °C，温度升高随着纬度增加而加剧。活动层厚度将平均增加0.42–0.45米。但与土壤温度不同的是，活动层增厚随纬度增加而减弱，这是由于纬度越高多年冻土越冷的原因。到2 °C变暖情景下，多年冻土范围明显向北撤退，将减少24%–26%。多年冻土消融导致的地面沉降量平均为3.8–15厘米。
该研究的意义在于所得结果可以帮助我们从多年冻土变化及其对地面沉降影响角度看待2 °C全球变暖目标。
【引用格式】
Guo Donglin, Wang Huijun, 2016: Permafrost degradation and associated ground settlement estimation under 2 °C global warming, Climate Dynamics, DOI:10.1007/s00382-016-3469-9.
【全文链接】
http://link.springer.com/article/10.1007/s00382-016-3469-9
【关键图表】
图：模拟的集合平均土壤温度（°C）和活动层厚度（米）与站点观测资料的对比。（a）和（b）分别为1米和6米土壤温度；（c）和（d）分别为1990–2000和1980–1990年平均的活动层厚度。
图：模拟的集合平均多年冻土面积与观测资料的对比。填色为模拟结果；蓝线包围面积为观测结果。
图：2 °C变暖情景下多年冻土面积和活动层厚度（米）的变化（相对1990–2000年）。灰色为多年冻土面积变化；彩色填色为活动层厚度变化。
图：2 °C变暖情景下最小和最大地面沉降量（厘米）变化（相对1990–2000年）。灰色表示地面沉降量小于1.0厘米的区域。
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