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土地利用/土地覆盖变化(Land use and land cover change,LUCC)是人类活动影响气候系统的主要方式之一,且这种变化被认为是近百年来引起全球和区域气候环境变化的主要原因之一。本文首先通过理想化的敏感性试验,分析大尺度LUCC对区域地表能量、水文循环,以及大气环流的影响。其次讨论了气候背景场对LUCC气候效应的重要性。相对于LUCC对历史气候的影响,本文也探讨了未来LUCC在气候变化中的作用。最后,分析了东亚地区LUCC的气候效应。主要结论如下:(1)利用NCARCAM4.0模式,针对潜在植被和当代植被两种典型特征的土地覆盖类型,通过平衡态试验探讨了 LUCC对气候的影响。结果表明,相对于气温的响应,LUCC对气温日较差(DTR)的影响更加显著,且由于LUCC变化区域的植被蒸腾和冠层蒸发的变化,使得DTR与LUCC区域存在较好的对应关系。此外,LUCC对地表能量、水文过程的影响不仅跟局地下垫面的物理属性有关,还与大气环流存在联系。(2)采用NCARCAM4.0模式,考虑温室气体和LUCC的年际强迫情况,探讨了背景场对LUCC气候效应的重要性。研究表明,在固定1850年时期和当代温室气体含量背景下,LUCC引起的全球平均地表温度变化符号相反;通过估算LUCC引起反照率变化的辐射强迫,发现两种气候背景场下的气候敏感性也存在不同,所以气候背景对LUCC的区域影响具有重要作用。中纬度地区,全球变暖主要通过改变积雪一反照率来影响LUCC的净影响;热带和副热带区域,全球变暖下降水的区域差异是造成LUCC气候响应差异的主要原因。(3)基于CanESM2地球系统模式模拟结果,考虑LUCC的年际变化对未来全球和区域气候的影响。研究表明,较低纬度地区,LUCC的影响主要是由蒸散发决定的(诸如地表粗糙度的影响);较高纬度地区,其影响主要取决于地表反照率。2006-2100年,由于LUCC的作用,向大气排放35.7 PgC(RCP2.6情景)和32.1 Pg C(RCP8.5情景)的碳。进一步比较LUCC和GHGs的相对贡献发现,LUCC和GHGs引起的碳通量变化量级相当。因此,LUCC的气候效应对全球碳循环至关重要。(4)基于区域气候模式RegCM4.1.1,发现当代LUCC的变化使得东亚区域夏季的温度响应最显著,导致印度西南季风和南海夏季风偏强,副高主体偏南,使得华南的降水偏多,华北降水偏少。对于未来LUCC而言,夏季热带辐合带活跃且位置偏北,副高位置主体偏北,进而夏季降水位置主要在华南和华北,而不利于江淮地区降水发生;冬季,风场的改变局地性比较大,冬季风减弱不明显。