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赤道至北极：热带雨林气候——热带季风气候——亚热带季风气候——温带季风气候——温带大陆气候——苔原（冰原）气候。重点分析了气候变化背景下海洋的变化及其对中国气候的作用，评估了中国近海及相邻大洋对气候变化的响应、未来变化及其对中国气候的影响。结果表明：①1958—2018年，特别是1970年代末以来，全球和中国海洋明显变暖，且中国海洋升温高于同时段全球平均，主要归因于黑潮暖水入侵中国近海陆架的年代际增强;在不同气候情景下（温室气体从低到高排放的情景，RCP2.6， 4.5， 8.5）中国近海尤其是东中国海（渤海、黄海和东海）可能成为全球海洋升温最高的海区之一。1970年代中期以来，中国东海和南海海表盐度呈现下降趋势。1970年代末以来，中国近海环流变化显著，黑潮入侵东中国海陆架以及通过吕宋海峡入侵南海出现年代际增强，冬季黄海暖流以及南海上层环流年代际减弱。②20世纪以来，全球海平面上升速率约1.5±0.4 mm/a，主要贡献来自海水热膨胀和陆地冰川冰盖融化;2006年以来，全球海平面上升明显加速，上升速率达3.6 mm/a。1980年迄今，中国沿海海平面上升速率为3.4 mm/a，高于同时段全球平均;在不同气候情景下海平面将持续上升，当前沿海地区百年一遇极端水位的重现期将显著缩短。③1970年代之后，热带海洋的海温分布如厄尔尼诺信号出现年代际变化，厄尔尼诺显著增强，持续时间更持久。并且，1990年之后，中部型厄尔尼诺趋于频发，发展年夏季长江流域降水偏少、气温偏高，华南降水偏多，次年春季华南降水偏少，而东部型厄尔尼诺的影响则大致相反;未来厄尔尼诺对中国气候的影响预估有较大不确定性。印度洋海盆增暖明显加强，与此相关的是中国东部高温天气频发。1977年以来，全球超强台（飓）风和海洋热浪等极端事件趋频、趋强。④中国近海总体可能是大气CO2的汇，每年从大气中吸收约10.8 TgC的CO2。长江口和珠江口及附近海域有长期酸化和溶解氧降低的现象，但近海碳源汇格局及酸化的长期变化仍不够清楚。此外，未来中国近海盐度、环流、强台风和海洋热浪的变化，以及海洋的碳源汇、酸化和溶解氧的观测和研究亟须加强。来源：中国人口.资源与环境
基于以上前人研究成果提出了本书的研究内容及方法：
(1)近50年来石家庄平原区地下水流场演变特征与尺度效应研究：①收集近50年来该地区地下水流场源汇项资料，分析各源汇项演变特征；②应用小波变换方法，研究地下水流场演变特征与尺度效应，通过1～5年和12年尺度特征及地下水流场异变值各尺度趋势响应信号的单支重构，建立合适尺度的重构信号与超采区地下水补给-开采均衡状况演变趋势对比系列，识别突变点，构建地下水流场演变阶段的节点和阶段域；③结合以上分析结果，深入各阶段研究地下水流场演变的标识(或阈值)特征。
(2)地下水流场异变主导因素识别：根据地下水系统物质(包括水位、水量)周期均衡理论，建立地下水系统补给、排泄源汇异常驱动地下水流场异变的影响强度计算方法，研究各要素的影响强度，从而揭示各阶段地下水流场异变的主导因素。
(3)地下水流场演变机制研究：从气候变化周期尺度把握气候变化与人类活动对地下水流场异变影响的耦合规律，进一步定量认识气候变化、人类开采、农业活动及重大水利工程等因素对地下水流场的影响强度。
(4)石家庄地区未来50年地下水位变化趋势研究。采用现状气候条件和大气环流模式MPI-ESM-MR下RCP4.5气候情景模式的预测数据，甄别和确定石家庄地区未来50年地下水位变化趋势的气候情景，预测未来50年(2011～2060年)地下水资源量及地下水位演变趋势。
研究的总体思路和技术路线如图1-1所示。
(1)收集研究区近50年来降水入渗补给、河道渗漏补给、地下水开采等地下水流场源汇项资料和地下水降落漏斗中心地下水埋深及漏斗面积，平均地下水位等基础数据资料，分析研究各补、排要素演变特征，划分演变阶段。
(2)基于以上基础数据资料，建立地下水流场补、排要素对流场异变影响强度的计算方法体系，并分析计算各补、排要素对地下水流场异变影响强度，揭示地下水流场各演变阶段异变主导因素。
(3)收集近50年来降水量、气温及蒸发量等气象资料，由小波变换法分析其演变周期特征，从气候变化周期尺度分析气候演变、人类开采与地下水流场异变之间的耦合规律；力求进一步定量分析大型水利工程修建、地下水开采、农业活动等人类活动对地下水流场异变的影响程度；基于以上分析阐明研究区近50年来地下水流场演变的机制机理。
(4)利用统计降尺度方法对德国马克斯普朗克气象研究所研制的大气环流模式MPI-ESM-MR输出的气象数据进行统计降尺度处理，采用彭曼公式计算农作物2011～2060年现状气候条件(RCP)和RCP4.5两种气候情景的需水量，用地下水系统水量平衡原理估算两种情景的地下水补给量，进而估算农业区未来地下水位下降趋势。
图1-1 总体思路与技术路线框图
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