Published March 22, 2021
| Version v1
Publication
Open
Impacts of Historical Land Use/Cover Change (1980–2015) on Summer Climate in the Aral Sea Region
Creators
- 1. Xinjiang Institute of Ecology and Geography
- 2. Chinese Academy of Sciences
- 3. Ghent University
- 4. Royal Meteorological Institute of Belgium
- 5. Nanjing University of Information Science and Technology
- 6. Shaanxi Normal University
- 7. Joint Research Center
Description
Abstract In the Aral Sea region, significant land use/cover change (LUCC) occurred in the past 50 years, especially the shrinking of Aral Sea due to unreasonable usage of water resources under intensified agricultural activities. However, to date, regional climatic feedbacks on fine‐scale exerted by such LUCC in Central Asia have not been studied clearly. In this study, ALARO‐SURFEX regional climate model was used to perform climate simulations under different underlying surface scenarios with 4 km spatial resolution to explore the impacts of historical LUCC on summer climate during 1980–2015. Our results show that compared to default land surface conditions, the modified ones improved the model's ability in simulating temperature, precipitation, and surface energy fluxes. During the period 1980–2015, LUCC accelerated the warming trend, reduced the summer precipitation and altered allocation of surface energy fluxes. Exposed dry bottom of Aral Sea has undergone the most conspicuous warming, which caused increase of the 2 m maximum temperature, average temperature, and diurnal temperature range by 2.56 ± 0.88°C, 1.04 ± 0.53°C, and 3.42 ± 1.10°C, respectively, while minimum temperature decrease by 1.14 ± 0.56°C. The summer precipitation (mainly convective precipitation) decreased by about 2.33 mm overlay the exposed dry bottom of Aral Sea and approximately 400 km "buffer" region in its eastern side. Additionally, the energy balance changed as follows: −47.9, 50.19, −78.67, and −23.72 W m −2 for net radiation, sensible heat, latent heat, and soil heat, respectively. Quantified contribution of LUCC on regional climate provides useful information for developing mitigation and adaption strategies under the global warming threat.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
الخلاصة في منطقة بحر آرال، حدث تغير كبير في استخدام الأراضي/الغطاء في السنوات الخمسين الماضية، لا سيما تقلص بحر آرال بسبب الاستخدام غير المعقول للموارد المائية في إطار الأنشطة الزراعية المكثفة. ومع ذلك، حتى الآن، لم يتم دراسة التغذية المرتدة المناخية الإقليمية على نطاق دقيق التي تمارسها هذه الشركات في آسيا الوسطى بشكل واضح. في هذه الدراسة، تم استخدام نموذج المناخ الإقليمي Alaro - SURFEX لإجراء عمليات محاكاة مناخية في ظل سيناريوهات سطحية أساسية مختلفة بدقة مكانية تبلغ 4 كم لاستكشاف تأثيرات LUCC التاريخية على مناخ الصيف خلال الفترة 1980–2015. تظهر نتائجنا أنه مقارنة بظروف سطح الأرض الافتراضية، فإن الظروف المعدلة حسنت قدرة النموذج على محاكاة درجات الحرارة وهطول الأمطار وتدفق الطاقة السطحية. خلال الفترة من 1980 إلى 2015، سرعت LUCC اتجاه الاحترار، وقللت من هطول الأمطار في الصيف وغيرت تخصيص تدفقات الطاقة السطحية. خضع القاع الجاف المكشوف لبحر آرال للاحترار الأكثر وضوحًا، مما تسبب في زيادة أقصى درجة حرارة 2 متر ومتوسط درجة الحرارة ونطاق درجة الحرارة النهارية بمقدار 2.56 ± 0.88 درجة مئوية و 1.04 ± 0.53 درجة مئوية و 3.42 ± 1.10 درجة مئوية على التوالي، بينما انخفض الحد الأدنى لدرجة الحرارة بمقدار 1.14 ± 0.56 درجة مئوية. انخفض هطول الأمطار الصيفي (بشكل رئيسي هطول الأمطار بالحمل الحراري) بنحو 2.33 مم فوق القاع الجاف المكشوف لبحر آرال وحوالي 400 كم من المنطقة "العازلة" في جانبها الشرقي. بالإضافة إلى ذلك، تغير توازن الطاقة على النحو التالي: -47.9 و 50.19 و -78.67 و -23.72 واط م -2 للإشعاع الصافي والحرارة المعقولة والحرارة الكامنة وحرارة التربة، على التوالي. توفر المساهمة الكمية لـ LUCC في المناخ الإقليمي معلومات مفيدة لتطوير استراتيجيات التخفيف والتكيف في ظل تهديد الاحترار العالمي.Translated Description (French)
Résumé Dans la région de la mer d'Aral, un changement significatif de l'utilisation des terres/de la couverture (LUCC) s'est produit au cours des 50 dernières années, en particulier le rétrécissement de la mer d'Aral en raison d'une utilisation déraisonnable des ressources en eau dans le cadre d'activités agricoles intensifiées. Cependant, à ce jour, les rétroactions climatiques régionales à petiteéchelle exercées par ce LUCC en Asie centrale n'ont pas été étudiées clairement. Dans cette étude, le modèle climatique régional ALARO‐SURFEX a été utilisé pour effectuer des simulations climatiques dans différents scénarios de surface sous-jacents avec une résolution spatiale de 4 km pour explorer les impacts du LUCC historique sur le climat estival au cours de la période 1980–2015. Nos résultats montrent que par rapport aux conditions de surface terrestre par défaut, les conditions modifiées ont amélioré la capacité du modèle à simuler la température, les précipitations et les flux d'énergie de surface. Au cours de la période 1980–2015, le LUCC a accéléré la tendance au réchauffement, réduit les précipitations estivales et modifié l'allocation des flux d'énergie de surface. Le fond sec exposé de la mer d'Aral a subi le réchauffement le plus remarquable, qui a provoqué une augmentation de la température maximale de 2 m, de la température moyenne et de la plage de température diurne de 2,56 ± 0,88 °C, 1,04 ± 0,53 °C et 3,42 ± 1,10 °C, respectivement, tandis que la température minimale diminue de 1,14 ± 0,56 °C. Les précipitations estivales (principalement les précipitations convectives) ont diminué d'environ 2,33 mm au-dessus du fond sec exposé de la mer d'Aral et d'environ 400 km de région « tampon » dans sa partie est. De plus, le bilan énergétique a changé comme suit : −47,9, 50,19, −78,67 et −23,72 W m −2 pour le rayonnement net, la chaleur sensible, la chaleur latente et la chaleur du sol, respectivement. La contribution quantifiée de LUCC sur le climat régional fournit des informations utiles pour l'élaboration de stratégies d'atténuation et d'adaptation sous la menace du réchauffement climatique.Translated Description (Spanish)
Resumen En la región del Mar de Aral, se produjo un cambio significativo en el uso/cobertura de la tierra (LUCC) en los últimos 50 años, especialmente la reducción del Mar de Aral debido al uso irrazonable de los recursos hídricos bajo la intensificación de las actividades agrícolas. Sin embargo, hasta la fecha, las retroalimentaciones climáticas regionales a escala fina ejercidas por dicho LUCC en Asia Central no se han estudiado claramente. En este estudio, se utilizó el modelo climático regional ALARO‐SURFEX para realizar simulaciones climáticas bajo diferentes escenarios superficiales subyacentes con una resolución espacial de 4 km para explorar los impactos del LUCC histórico en el clima de verano durante 1980–2015. Nuestros resultados muestran que, en comparación con las condiciones predeterminadas de la superficie terrestre, las modificadas mejoraron la capacidad del modelo para simular la temperatura, la precipitación y los flujos de energía superficial. Durante el período 1980–2015, LUCC aceleró la tendencia al calentamiento, redujo la precipitación de verano y alteró la asignación de flujos de energía superficial. El fondo seco expuesto del Mar de Aral ha sufrido el calentamiento más visible, lo que provocó un aumento de la temperatura máxima de 2 m, la temperatura media y el rango de temperatura diurna de 2,56 ± 0,88 °C, 1,04 ± 0,53 °C y 3,42 ± 1,10 °C, respectivamente, mientras que la temperatura mínima disminuyó en 1,14 ± 0,56 °C. La precipitación de verano (principalmente la precipitación convectiva) disminuyó en aproximadamente 2,33 mm sobre el fondo seco expuesto del Mar de Aral y aproximadamente 400 km de región "amortiguadora" en su lado oriental. Además, el balance de energía cambió de la siguiente manera: −47.9, 50.19, −78.67 y −23.72 W m −2 para la radiación neta, el calor sensible, el calor latente y el calor del suelo, respectivamente. La contribución cuantificada de LUCC en el clima regional proporciona información útil para desarrollar estrategias de mitigación y adaptación ante la amenaza del calentamiento global.Files
8714613.pdf
Files
(5.9 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:30c3a7a596e279cd4504c93d6729b211
|
5.9 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- آثار الاستخدام التاريخي للأراضي/تغير الغطاء (1980–2015) على المناخ الصيفي في منطقة بحر آرال
- Translated title (French)
- Impacts de l'utilisation historique des terres/changement de couverture (1980–2015) sur le climat estival dans la région de la mer d'Aral
- Translated title (Spanish)
- Impactos del uso histórico de la tierra/cambio de cobertura (1980–2015) en el clima de verano en la región del Mar de Aral
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W3134651396
- DOI
- 10.1029/2020jd032638
References
- https://openalex.org/W1602027440
- https://openalex.org/W1634853671
- https://openalex.org/W1965731662
- https://openalex.org/W1966635638
- https://openalex.org/W1968800875
- https://openalex.org/W1975547523
- https://openalex.org/W1979174481
- https://openalex.org/W1988188669
- https://openalex.org/W2003999641
- https://openalex.org/W2012881663
- https://openalex.org/W2014953946
- https://openalex.org/W2016411152
- https://openalex.org/W2025412377
- https://openalex.org/W2028651545
- https://openalex.org/W2028979033
- https://openalex.org/W2029604816
- https://openalex.org/W2034291915
- https://openalex.org/W2045189895
- https://openalex.org/W2052734199
- https://openalex.org/W2055499579
- https://openalex.org/W2056171662
- https://openalex.org/W2056491161
- https://openalex.org/W2060852319
- https://openalex.org/W2067012967
- https://openalex.org/W2069313066
- https://openalex.org/W2074596039
- https://openalex.org/W2075094375
- https://openalex.org/W2076520289
- https://openalex.org/W2083808131
- https://openalex.org/W2087347904
- https://openalex.org/W2090592000
- https://openalex.org/W2103763883
- https://openalex.org/W2107893233
- https://openalex.org/W2111894001
- https://openalex.org/W2118355567
- https://openalex.org/W2121745948
- https://openalex.org/W2135132094
- https://openalex.org/W2135385694
- https://openalex.org/W2141156530
- https://openalex.org/W2141666446
- https://openalex.org/W2143513491
- https://openalex.org/W2144225330
- https://openalex.org/W2158566967
- https://openalex.org/W2158627601
- https://openalex.org/W2168095743
- https://openalex.org/W2172689423
- https://openalex.org/W2172938986
- https://openalex.org/W2173515365
- https://openalex.org/W2179261202
- https://openalex.org/W2197133988
- https://openalex.org/W2239490394
- https://openalex.org/W2269059903
- https://openalex.org/W2283727311
- https://openalex.org/W2345175558
- https://openalex.org/W2351133563
- https://openalex.org/W2508374492
- https://openalex.org/W2537863259
- https://openalex.org/W2550189656
- https://openalex.org/W2602702249
- https://openalex.org/W2606298991
- https://openalex.org/W2725136658
- https://openalex.org/W2759357948
- https://openalex.org/W2771955387
- https://openalex.org/W2782639609
- https://openalex.org/W2792022338
- https://openalex.org/W2803842377
- https://openalex.org/W2893956267
- https://openalex.org/W2904930707
- https://openalex.org/W2937189346
- https://openalex.org/W2946181087
- https://openalex.org/W2962558342
- https://openalex.org/W2981373526
- https://openalex.org/W2981919997
- https://openalex.org/W2986224681
- https://openalex.org/W2991141867
- https://openalex.org/W2991554499
- https://openalex.org/W2999354429
- https://openalex.org/W3123307132
- https://openalex.org/W57238454