长江流域丰富的自然资源造就了世界上可开发规模最大、影响范围最广的经济带、资源带和产业带,在中国国土开发、生产力布局和社会经济方面,均具有极为重要的战略地位。特别是西部大开发、三峡工程及南水北调工程的建设,使长江在中国社会经济发展中的地位与重要性日益凸现。长江流域降水时空分布不均,旱涝灾害发生频繁,气候变暖对水资源分配,特别是对长江流域洪水和干旱的影响日益受到广泛关注。1961~2000年长江流域旱涝格局为:长江流域中部尤其四川盆地呈干旱趋势,上游和下游为湿润趋势带,尤其在下游鄱阳湖流域北部,湿润趋势比较显著。
1961~2005年,长江全流域明显升温,1991年来升温最显著,1990年代增加0.33℃,2001~2005年急剧升温0.71℃,长江流域源头、嘉陵江流域北部和长江流域中下游升温趋势最明显。冬季升温幅度最大,夏季增加幅度最小,四个季节的变化都以2001~2005年增温幅度为最大。
1961~2005年,长江全流域年降水量微弱增加。自1991年以来,相对于1961~1990年年降水量均值,源头、中下游地区降水增加,其他地区减少,尤其是上游嘉陵江流域和四川盆地减少趋势比较明显。春季降水量变化幅度不大;夏季降水量在20世纪90年代增加最大;秋季降水量呈减少趋势;冬季呈微弱增加。
长江流域流量变化趋势与降水变化比较一致。1961年以来长江流域上、中、下游年平均流量变化趋势都不显著。上游宜昌站呈减少趋势,平均每100年减少1440立方米/秒。中游汉口站和下游大通站的年平均流量则呈增加趋势,平均每100年分别增加1650立方米/秒、4690立方米/秒,可能与洞庭湖和鄱阳湖流域降水增多有关。长江流域春季和秋季三站径流量均呈现下降,夏季和冬季出现增加。
进入21世纪以来,长江流域整个汛期的流量较低,再加上水利工程的影响,长江中下游流量呈现显著减少趋势。长江中下游的大通站分别在2001、2004和2006年出现不足47000立方米/秒的洪峰流量,甚至长江流域整个汛期出现了百年罕见的同期最低径流。2006年和2007年长江流域水资源公报和泥沙公报显示,长江流域近两年总体上为枯水少沙年份,年径流量和年输沙量均偏少。
在气候变暖的背景下,2006~2008年长江流域经历了一些极端天气气候事件,包括:2006年夏季重庆市地区大旱;2007年夏季四川盆地频繁暴雨;2008年初南方雪灾;2008年夏季长江流域暴雨频繁。
长江流域气温逐步升高趋势,对长江源区产生了很大的影响,主要表现在:长江源区冰川退缩显著,青藏高原冬季积雪储量近年来虽存在年际间波动,但并无明显增多或减少趋势;长江源区冻土消融明显,未来青藏高原有可能继续变暖,青藏铁路沿线多年冻土会进一步退化,影响某些地段铁路路基的稳定性。季节冻土的冻胀和多年冻土融化下沉是南水北调西线调水工程中两大突出问题。
长江流域内修建的一系列重大水利工程,如三峡工程、南水北调等,改变了长江流域水资源的时空分布。未来的气候变化对这些重大工程可能会产生一定的影响,水资源管理要预见到可能会出现的问题,制定长远的发展规划。
长江流域未来气候变化将引起水资源时空分布的改变,可能带来三峡水库入库水量的增加,尤其当入库水量超过原库容设计标准及相应正常需水位时,将引起水库运行风险;同时,气候变异加大,极端水文气候事件频次增加、强度加大,将引发超标洪水的产生;而暴雨强度和频次的增加,则可能引发地质灾害,危害三峡大坝的安全;另一方面,流域内干旱灾害发生的频次有可能增加,也会对三峡工程的水资源调配任务带来压力。
长江流域气候变化对南水北调东线、中线可调水量的影响不大;但如果长江流域处于近30年的干气候状态下,对东线水质可能有不利影响。未来鄱阳湖流域极端降水事件发生频次和强度的改变,将会使流域内洪涝灾害及地质灾害发生的可能性增加,影响到鄱阳湖综合治理工程的实施。气候持续变暖,可能导致未来长江三角洲地区海平面上升幅度加大,降低港口码头与仓库的标高,影响洋山港口功能的发挥。
根据气候模式ECHAM5的预估结果,长江流域年平均气温在未来50年仍持续升高,高排放情景(SRES A2)和中排放情景(SRES A1B)下,7月气温升高最显著;低排放情景(SRES B1)下,8月气温升高最显著。长江流域上游地区气温升高趋势比中下游地区更明显。年降水量在21世纪的前30年呈现相对减少的趋势,但7、8月的降水却出现增加趋势。尽管21世纪前30年年降水量相对减少,呈现相对偏干的气候状态,但极端降水却持续增加,不仅会增加洪涝灾害发生机率,也极有可能导致旱灾的发生。
不同气候模式对长江流域给出的未来气候情景预估表明,21世纪长江流域灾害性天气事件无论在强度和频率上都可能上升,长江流域发生千年、百年和20年一遇的极端天气灾害事件的机率增大。长江流域上游地区干旱化趋势有所减缓,汛期长江洪涝发生的频率增加,枯水期发生干旱的频率可能加大。
人类活动导致的气候变暖对长江流域带来的影响是全方位、多尺度、多层次的和持续的,将对灾害发生的频率和强度、农业气候条件、沿岸和沿海地区基础设施、生态环境等造成重大影响。气候变暖导致的长江流域旱涝灾害等极端气候事件,无疑将严重影响社会经济发展和人民的生活。
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