近年来青藏高原经历了快速暖湿化的气候变化过程，且呈现出显著的时空分异特性，成为地球系统科学研究的热点区域之一。科学建模气候时空变化过程与科学认识气候多尺度时空变化规律是青藏高原气候变化应对及生态保护的前沿问题。现有青藏高原气候区划反映的是长期大尺度气候平均状态，对局地尺度气候演变过程刻画不足，而常用气候分区方法在局地尺度应用中面临气候特征刻画、区域形态表达、时空尺度选择等问题，亟需开展多时空尺度气候分区建模，从多维动态视角深入挖掘气候区域分异规律与变化机理，为青藏高原区域性发展规划与综合治理提供科学支撑。
为此，本研究聚焦于青藏高原多尺度气候时空变化，开展了如下三个方面研究：首先，融合专家知识指导与数据驱动模型，针对气候分区中气候特征刻画、区域形态表达、时空尺度选择等难题，构建地貌形态约束下基于区域生长的多时空尺度气候综合分区方法，解决多尺度气候特征及其时空变化过程的科学建模与精准表达问题。其次，将新方法应用于青藏高原地区，研制多时空尺度青藏高原气候综合分区新产品，实现对现有青藏高原气候区划地理空间层次的丰富与时间序列的拓展，为青藏高原多尺度气候区域研究提供技术与数据支撑。最后，将GIS时空序列分析方法和气候变化科学问题相结合，提出基于分区演化的研究新视角，通过分区演化过程反映青藏高原气候时空变化规律：以气候区的空间形态及分布反映青藏高原气候空间分异现象，以气候区的分裂、合并、生长和移动等空间变化追踪青藏高原气候演变过程。促进青藏高原气候区域分异规律与变化机理的研究，提高青藏高原气候多尺度时空变化规律的科学认识水平。
研究结果表明，青藏高原根据气候时空异质性分布可大致分为三个区域，且在近40年间经历了差异化的气候变化过程：（1）“亚洲水塔”的核心区域羌塘地区以高寒气候为特征，在过去40年间其气候分异主导因子由降水转变为温度，目前羌塘地区气候呈现为热量分布相一致的纬向分布；（2）柴达木地区的气候以温暖干旱为特征，但近年来具有暖湿化的整体趋势，伴随着湿润区自西向东扩张，干旱区逐渐向盆地腹地收缩；（3）横断山区作为青藏高原高寒气候与云贵高原亚热带季风气候的过渡地带，可被进一步细分为南北两个气候区，北部的冰缘气候区更接近于高寒气候，而南部的河谷气候区更加温暖潮湿，近年来南部亚热季风类型逐步扩张，成为横断山区的主导气候类型，而在更为精细的空间尺度下，复杂多变的山区气候敏感脆弱、具有高度波动性。

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