Atmosphere: Будущий речной сток и гидрологическая засуха согласно климатическим прогнозам проекта CMIP6
Засухи, вызванные стоком, являются важной экологической проблемой в контексте глобального изменения климата, оказывая глубокое воздействие на экосистемы, сельское хозяйство и управление водными ресурсами. Для оценки влияния будущего изменения климата на гидрологическую реакцию водоразделов это исследование объединяет модели SWAT (инструмент оценки состояния почвы и воды) и MODFLOW (модель MODular groundwater FLOW) для прогнозирования будущих изменений стока и гидрологической засухи в водоразделах с использованием данных из двух сценариев в рамках 15 климатических моделей проекта CMIP6. Результаты показывают, что: (1) значения коэффициента детерминации R2 и NSE (Nash efficiency coefficient) ежемесячного стока на станции Кайдзузи в бассейне реки Наоли превышают 0,60 в разные периоды; (2) ансамбль климатических моделей после скрининга может эффективно повысить точность моделирования стока и снизить неопределённость прогноза одной климатической модели; (3) при различных сценариях температура в целом повышается, осадки увеличиваются, а эвапотранспирация увеличивается при сценарии SSP2-4.5 и уменьшается при сценарии SSP5-8.5; (4) сток показал тенденцию к росту при сценарии SSP2-4.5 и противоположную тенденцию при сценарии SSP5-8.5; (5) частота засух зимнего стока в будущем периоде снизилась, в то время как частота весенних и летних засух увеличилась, причём тенденция изменения была более выражена при сценарии SSP5-8.5; (6) по сравнению с базовым периодом (1965–2014 гг.) при сценариях SSP2-4.5 и SSP5-8.5 среднегодовая температура на водосборе увеличилась на 1,89°C и 3,22°C соответственно, а годовое количество осадков увеличилось на 32% и 36,19% соответственно, но летний и осенний сток уменьшился; и (7) анализ модели SRI-3 показывает, что гидрологические засухи значительно усилятся при обоих будущих сценариях выбросов. В сценарии SSP5-8.5 засухи усилятся раньше, и резкое изменение произойдет раньше, в то время как в сценарии SSP2-4.5, хотя резкое изменение произойдет позже, интенсивность засухи будет выше. Критические переходные периоды засухи приходятся на 2030–2047 гг. (SSP5-8.5) и 2045–2055 гг. (SSP2-4.5). Это исследование даёт важную научную основу для адаптивного управления водными ресурсами и стратегий смягчения последствий засухи в водоразделах холодных регионов в будущих климатических сценариях.
