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在全球变化的归因问题上，人类活动很可能是气候变暖的主要原因。除温室气体和气溶胶之外，土地利用与覆盖变化（简称LUCC）是人类活动影响气候的另外一个重要途径。中国东部人类活动剧烈，使得东部季风区内地表植被类型变化后对气候的影响变得尤为复杂，充分理解人类活动对气候的影响具有重要的科学意义。通过厘定大尺度LUCC活动导致陆气界面过程变化对气候变暖的贡献率，可完善和深化对全球气候变化成因的科学认识，同时也为人类社会通过调控自身土地利用行为，达到减缓气候变暖的目的提供重要的科学基础。本文以区域气候模式为手段，探讨了中国东部季风区重大人类活动如:东北开垦、内蒙过牧、华南毁林、城市化等是如何影响区域气候的。得到的主要结论如下:
(1)首先检验WRF模式的模拟性能，以华北地区2012年7月21至22日的强降水为例，对比分析KF、GD、BMJ三种积云对流参数化方案对此次强降水过程模拟的影响。模拟结果显示:三种参数化方案都可以回报出此次降水的天气背景场及降水自西南向东北的走向分布。水汽和风场的模拟误差可能是造成不同参数化方案模拟结果差异的原因。对于24小时降水的回报结果，GD方案在强降水的空间分布上与实况最为接近，但强度稍弱;KF方案回报的降水强度要优于其他方案，但落区偏差较大;BMJ方案模拟的强降水范围和强度都偏弱。对降水的逐时分析结果显示，三种方案回报的强降水的起始与结束时间都比实况要延迟，BMJ方案回报的强降水起止时间要优于其他两种方案，降水系统的移动方向和强降水落区与实况最一致的是GD方案。
(2)应用WRF模式和国内最新的现实土地利用数据集，对中国东部典型区的重大LUCC活动:东北垦荒、黄土高原草地退化、华南毁林和华北平原城市化的区域气候响应分区进行模拟。研究结果显示:东北农田开垦引起的温度变化以减温为主，地表反照率的增加起主要作用;黄土高原-内蒙中部草地退化对温度影响不明显;华南毁林引起的温度变化整体上以减温为主，夏季在地表反照率升高和蒸发散减小共同作用下，华南地区温度变化不明显，但却使得东北的部分地区温度降低;中国东部土地利用变化后（不包括华北平原的城市化效应）整体呈现降温的趋势，这主要是由森林转变为农田使得反照率升高引起的。夏季温度变化的区域和量级都小于冬季，这主要是由于夏季蒸发散的减小造成的升温抵消了部分由反照率增加引起的降温。LUCC使得地表粗糙度变化，局地性的环流变化导致了中国东部夏季降水自南向北呈现增加-减小-增加的态势。
(3)对华北地区的城市化气候效应进行更为详细的统计与模拟分析。首先，应用统计分析的方法研究了城市化对于观测站点温度的影响，对比了UMR与OMR方法结果的差异。UMR的结果为，1960-2009年，京津冀城市群的年平均温度升高约0.30° C/10年，但其中0.12° C/10年是由于城市化增暖造成的，城市化对京津冀地区总的升温贡献约为40％。OMR方法的结果中，NNR和NDR的年平均OMR变化趋势分别为0.10和0.26° C/10年，对总的增温贡献分别为18.77％和51.19％。通过UMR和OMR两种方法的对比发现，UMR高估了夏季的UHI，低估了冬季的UHI。
(4)对京津冀城市化气候效应进行更高分辨率(4km)的模拟。结果表明:农田变城市后，城市区域显著增温，最大可达2℃。在冬季升温幅度大，但夏季城市化影响温度变化的范围更大。城市化仅对边界层内的温度有影响，对年平均气温的影响高度约为500m。城市化使得年平均500m以下水汽混合比减小。冬季只对近地面处稍有影响。夏季较大，可延伸至1km。城市化使得城市及下风向区域400m以下的年平均风速减小，上风向城乡交界处近地面风速增加。夏季城市区域600m以下风速增加，层结不稳定，在水汽条件满足的条件下，可能会诱发对流降水增加。
(5)利用WRF/UCM和最新的现实城市土地利用数据集定量研究京津冀城市化对于本世纪区域极端高温事件贡献的结果显示:新的城市扩张导致高温热浪的强度增强、范围扩大。城市平均温度增加约0.60℃，并且由于城市白天储热夜晚释放，导致夜间的升温比白天更显著。人为热对城市区域平均升温效应的贡献约34％，早08时贡献最大，约占总升温效应的75％。在夏季极端高温过程中，白色屋顶反射部分太阳辐射，使得冠层内净辐射减小，可以降低城市表面温度约0.51℃，能抵消80％的过去20年城市扩张引起的增温。白色屋顶是抵御城市高温热浪的有效方法，是未来减缓全球升温速率的一个手段。