Socioeconomic Risk of Hydro-climatic Events over South Asia for Different Global Warming Levels

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气候变暖导致了水文气候事件(如干旱、极端降水等)在强度、持续时间、频次、空间范围和时间上的变化。而气候变化引发的极端影响和灾难性事件评估需要考虑了多个方面。同时制定有效的适应措施和风险管理政策在很大程度上取决于对致灾因子、暴露度和脆弱性的全面理解。亚洲大陆因其地理气候条件、社会经济人口劣势和对农业的过度依赖而被认为是气候变化的热点之一。复杂的大气环流形势和气候过程使这些国家更容易遭受频繁的洪水、干旱、气旋、高温热浪等极端天气气候事件,进而产生严重的社会经济损失。本论文基于CMIP6气候模式输出、SSPs情景下的社会经济和土地利用数据,采用干旱指数(SPEI和sc PDSI)、极端降水指数(连续降水日数CWD、强降水日数R10mm、最大连续5天降水RX5day、极湿日数R99p TOT)以及强度-面积-持续时间(IAD)方法,辨识历史和未来干旱和极端降水特征(即强度、频率、面积等),探索相关的社会经济暴露度,并量化不同温升情景下(1.5°C、2.0°C、2.5°C、3.0°C、3.5°C和4.0°C)水文气候事件造成的直接经济损失。本研究的主要发现有:(1)未来整个南亚次大陆的干旱将变得更加严重,持续时间更长,覆盖面积更大;对于南亚地区,其西部将遭遇严重干旱。随着全球变暖程度的增加,预计南亚地区极端降水事件(CWD、R10mm、RX5day和R95p TOT)的强度变化也将显著增强;空间上,南亚的东北部区域将面临最严重的极端降水事件。(2)就整个南亚的社会经济暴露度而言,预计本世纪中叶(2041-2060年)受干旱影响的人口数目和耕地面积将达到最大。与基准期(1995-2014年)相比,人口暴露度将增加2.3倍,耕地暴露度将增加49.2%;在空间上,印度(中期:2041-2060年)和阿富汗(长期:2081-2100年)的干旱受灾人数将显著增加;南亚的中部、西南部和部分东北地区的干旱耕地暴露度最为严重。对于极端降水的城市暴露度,预计其在温升4.0oC情景下将比基准期(1995-2014年)高出7.4倍。(3)从影响因子(气候变化、社会经济要素变化、气候变化与社会经济的交互作用)对暴露度变化的贡献来看,人口变化是未来干旱人口暴露度变化的主要影响因子,而气候变化是未来干旱耕地暴露度变化的主要因素;气候-社会经济的交互是南亚城市地区受极端降水影响的主要因素。(4)随着全球气温持续升高,干旱对亚洲大陆造成的直接经济损失会随着干旱强度和面积的增加而大幅增加。平均每增加0.5℃,在较高适应条件下,经济损失预计将增加约748亿美元;而在较低适应条件下(当前适应水平),经济损失则预计将增加2724亿美元。论文的结果可为南亚地区应对气候变化适应和减缓措施的提出提供科学依据。这些结果为水资源管理提供了重要的见解,并预测了南亚未来的气候极端情况。
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