近50年华北区域性气象干旱事件的特征分析

本文利用区域性极端事件客观识别法(OITREE),进行了1961—2010年华北地区区域性气象干旱事件的识别,确定了该方法中相应的参数组并识别得到100次事件,并对排名前15位的事件与文献记载情况逐一进行对比检验。结果表明OITREE方法对华北地区区域性气象干旱具有良好的识别能力。100次华北地区区域性气象干旱事件分为10次极端事件、20次重度事件、40次中等事件和30次轻度事件,其中1998年9月至1999年5月秋冬春连旱是华北地区强度最强的干旱事件。事件的持续时间一般在17~120 d、最大影响面积集中在(70~105)×10~4km~2之间,干旱事件具有较明显的季节特征,3—7和10—11月是事件的两个高发时段;华北南部为干旱多发区,其中河北、河南和山东三省交界为强度中心区域。重度(含)及以上的干旱事件可分为全境型、东部型、南部型、西部型、中部型和零散型6种分布类型,其中全境型出现机率最高。近50年华北地区区域性干旱事件频次、累积综合强度总体呈上升趋势,其主要原因可能是降水量减少所致,同时气温显著升高也起到了明显的推动作用。     

近50年华北区域性气象干旱事件的特征分析

客观识别区域性气候事件、定量评估其强度是开展精准监测及影响评估业务的基础。利用安徽省80个国家气象观测站1961—2020年逐日气象要素,基于区域性事件客观识别方法,识别出区域性暴雨和干旱过程。根据过程平均强度、持续时间和平均影响范围构建区域性过程综合强度评估模型,采用百分位数方法划分综合强度等级。近60 a安徽省共发生区域性暴雨过程775次,其中34次为特强区域性过程,约为2 a一遇;过程以持续1~2 d为主,平均暴雨站次为21.7个;近60 a区域性暴雨过程年次数显著增加、综合强度增强。全省共发生区域性干旱过程152次,其中9次为特强区域性过程,为6~7 a一遇;过程持续日数以15~60 d为主,平均日干旱站次为37个;区域干旱过程年次数线性变化趋势不明显,但年际波动大。基于气候监测业务技术总结和灾情检验表明,区域性过程识别方法及评估结果与旱涝灾情较为吻合,能较好地识别出区域性暴雨和干旱过程,并可从持续天数、平均强度、平均影响范围以及过程综合强度等多角度对旱涝过程进行精准监测评估。

     

1960—2010年中国西南地区区域性气象干旱事件的特征分析

利用区域性极端事件客观识别法（Objective Identification Technique for Regional Extreme Events,OITREE）和1960—2010年中国西南地区（四川、云南、贵州省和重庆市）101个站综合气象干旱指数（CI）进行区域性气象干旱事件识别研究,确定了相应的OITREE方法参数组,并识别得出87次中国西南地区区域性气象干旱事件,其中9次达到极端强度,而2009年9月—2010年4月发生的特大干旱是中国西南地区近50年最严重的区域性气象干旱事件。进一步分析表明,中国西南地区区域性气象干旱事件的持续时间一般为10—80 d,最长可达231 d;11—4月是西南地区的旱季。云南和四川南部是西南干旱的频发和强度中心地区;强的（极端及重度）干旱事件可分为5种分布类型,其中南部型出现机会最多。过去50年西南地区区域性气象干旱事件频次显著增多,强度有所增强,其主要原因可能是该地区降水量显著减少所致,而气温升高也起到了推波助澜的作用。     

2022年安徽省区域性高温和干旱过程综合评估

基于1961—2022年安徽省80个国家气象观测站逐日降水和平均气温资料,利用区域性极端事件客观识别方法识别区域性高温和干旱过程,进一步提取过程历时、影响范围、过程强度指标,并应用于已构建的综合强度评估模型,对2022年高温干旱开展异常气候特征分析和区域性过程综合评价。结果表明：2022年夏季安徽省平均气温较常年同期偏高2.2℃,为1961年以来同期最高;6—9月降水量偏少达4成,为1961年以来同期第四少。持续高温少雨导致安徽省淮河以南出现严重干旱。2022年夏季出现6次区域性高温过程,其中8月1—23日综合强度达“特强”等级,虽不及1966、1967和2013年高温过程,为历史第四强,但年度累计综合强度为1961年以来最强。夏秋季出现2次区域性干旱过程,与1961年以来最强的其他9次区域性伏秋连旱过程相比,截至9月30日,7月28日以来的区域性干旱过程已持续65 d,综合强度等级为“特强”,但不及1966、1967、1978和2019年过程。     

2022年夏季四川省区域性高温和干旱过程监测评估

基于1961~2022年四川省156个国家气象观测站逐日降水及平均气温资料,对2022年四川省高温和干旱开展异常气候特征监测分析和区域性过程定量化综合评价。结果表明：（1）2022年夏季四川省平均气温较常年同期偏高2.2 ℃,为1961年以来历史同期最高,全省平均降水量偏少35%,为1961年以来历史同期最少。（2）2022年夏季共出现4段区域性高温过程,其中7月28日~8月28日的区域高温事件综合强度为1961年有完整气象观测记录以来最强;年度高温过程累积强度位列1961年以来历史第4位,弱于2006年。（3）2022年夏季四川省共出现3段区域性干旱过程,干旱范围广,中旱以上天数多,综合站次百分比位列历史同期最大。其中8月7~26日的区域性干旱过程综合强度等级为“强”,排历史第24位,未能进入历史前10,但超过2006年6月10日~7月9日区域性干旱过程的综合强度;从影响范围看,此次过程的干旱站点数量排历史同期第2位,范围均比2006年夏季的两次区域性干旱过程广。     

区域性极端低温事件的识别及其变化特征

区域性极端低温事件的客观识别方法主要包括4个部分:极端低温阈值的确定、极端低温事件空间区域的识别、空间区域的连续性过程提取和指标体系,结合个例分析验证了该方法在实际低温事件检测中的有效性。从空间分布和时间变化趋势等角度分析了近50年区域性极端低温事件的变化特征:区域性极端低温事件的发生频次较高的纬度带主要位于32°N和42°N附近,区域性极端低温事件的发生频次、强度和最大覆盖面积等存在总体减弱的趋势,在20世纪80年代后期存在显著的转折,90年代后期以来变化逐渐趋于平缓。此外,对各种单一指标与我国冷冻害造成的经济损失和受灾人口之间的相关分析,构建了体现区域性极端低温事件多方面影响的综合指标。     

近50年中国区域性极端低温事件频发期的气候特征对比分析研究

基于1960—2011年中国冬季区域性极端低温事件库,分别选取20世纪60年代中、70年代中、90年代初、21世纪初以及2008—2011年5个典型的区域性极端低温事件频发时段,从大气内部环流和海温外部强迫两个方面对各频发期的气候异常特征进行了对比分析。总体而言,20世纪60年代冬季区域性极端低温事件的强度大、频次高,在一定程度上表现为年代际尺度的持续性特征,而20世纪70年代中、90年代初、21世纪初则以年际尺度的振荡为主。此外,2008年以来的频发期在大气内部环流和北太平洋海温外部强迫两个方面均呈与20世纪60年代中期较为相似的特征：即欧洲至南亚大范围区域的地表温度异常偏低,欧亚中纬度500 hPa高度场距平呈显著的北正南负模态,急流区南北梯度异常显著,北极涛动具有明显的指数负位相特征,北太平洋海温异常偏暖,太平洋年代际振荡为典型的冷位相等;同时,当前频发期与其他时段的差异较大,特别是与20世纪90年代初的气候特征差异尤为明显。因此,2008年以来区域性极端低温事件频发期所对应的海-气系统异常除了具有全球变暖背景下的一些新特征之外,也初步出现了一些年代际变化的异常信号。     

云南气候舒适度分布和变化特征及未来变化趋势预估

文章使用云南1961—2015年观测气象资料和RegCM4区域气候模式模拟的RCP4.5和RCP8.5情景下2016—2099年气候变化预估资料,计算了云南逐日气候舒适度指数,采用线性趋势和通径分析等方法分析了云南近55年气候舒适度的时空演变特征和变化成因,最后对未来变化趋势作了预估。结果显示：(1)云南观测资料多年平均值舒适日数最多,占全年的55%,南多北少,夏季最多;寒冷日数次多,占全年的23%,北多南少,冬季最多;冷日数比寒冷日数稍少,占全年的20%;热日数仅占全年的1%,闷热日数多年平均值为零。(2) 1961—2015年寒冷(舒适)日数年际和空间变化都呈明显的减少(增加)趋势,冷和热日数没有明显的变化趋势,闷热日数没有变化。(3)气温是云南气候舒适度各等级日数变化的主要因素,其次是风速,相对湿度只在温度高的情况下影响明显。(4) RCP4.5和RCP8.5两种情景下,2016—2099年云南寒冷(舒适)日数年际和空间变化都是减少(增加)的趋势;冷日数年变化是减少的趋势,空间变化为西北部增加;热日数只在RCP8.5情景下增加明显,主要是南部地区增加。     

近50年河南干旱过程频率时空分布特征

利用河南１９５１～１９９８年的干旱灾害实况资料,统计分析了干旱灾害过程频率的季节、地理及年际变化特征。结果表明：河南干旱灾害过程的季节性特点明显,豫北地区以春旱为主,豫中、豫南地区以伏旱为主,豫东地区以秋旱为主,豫西地区以春、秋旱为主;二季连旱的频率豫北达５０％～６０％,豫东豫西地区为４２％,豫南地区不足３０％;干旱成灾面积大于６７万公顷的年份具有连续性,平均持续长度４年,最长的达７年。８０年代以来,河南干旱灾害影响呈严重发展趋势。     

长江上游近120年来气象干旱和水文干旱时空变化关系及其传递特征

气象干旱是水文干旱的前兆,探明气象干旱向水文干旱的传递特征及规律,对水文干旱早期预警和防灾减灾具有重要意义。基于长江上游1901—2020年长系列气象水文数据,采用标准化降雨蒸散发指数（SPEI）和标准化径流指数（SRI）分别表征气象干旱和水文干旱情势,采用Spearman相关分析法和滑动窗口法计算不同月份气象干旱向水文干旱的传递时间并分析其时空变化特征,引入湿润指数（HI）和水库指数（RI),探究气候变化和人类活动对干旱传递的影响。结果表明：120年来气象干旱和水文干旱均有加重趋势,且随时间尺度增大,干旱历时增长;气象干旱向水文干旱传递时间整体呈现明显时空异质性,即冬季长、其他季节短,西北部长、东南部短;干旱传递在春、夏季整体呈加快趋势,在秋、冬季整体呈减慢趋势,干旱传递时间变化与长江上游整体干湿状况和密集水电开发有关。     

Characteristics of the Regional Meteorological Drought Events in Southwest China During 1960–2010

An objective identification technique for regional extreme events(OITREE) and the daily compositedrought index(CI) at 101 stations in Southwest China(including Sichuan, Yunnan, Guizhou, and Chongqing)are used to detect regional meteorological drought events between 1960 and 2010. Values of the parameters of the OITREE method are determined. A total of 87 drought events are identified, including 9 extreme events. The 2009–2010 drought is the most serious in Southwest China during the past 50 years. The regional meteorological drought events during 1960–2010 generally last for 10–80 days, with the longest being 231days. Droughts are more common from November to next April, and less common in the remaining months.Droughts occur more often and with greater intensity in Yunnan and southern Sichuan than in other parts of Southwest China. Strong(extreme and severe) regional meteorological drought events can be divided into five types. The southern type has occurred most frequently, and Yunnan is the area most frequently stricken by extreme and severe drought events. The regional meteorological drought events in Southwest China have increased in both frequency and intensity over the study period, and the main reason appears to be a significant decrease in precipitation over this region, but a simultaneous increase in temperature also contributes.     

2001-2010年内蒙古空中水汽含量时空分布特征及变化趋势分析

利用2001年1月至2010年12月内蒙古地区12个探空站的资料,求算全区空中水汽含量,对其时空分布特征及变化趋势进行分析.分析结果表明,近10a来,1月份内蒙古地区月平均空中水汽含量最低只有0.303cm;7月份月平均空中水汽含量最大达到3.106cm;空中水汽含量高值区在河套地区有西凸的倾向;空中水汽含量和降水量分布有正相关关系;逐年平均空中水汽含量处于缓慢的减少过程中.     

聊城市近30年来降水变化特征及趋势分析

利用1971-2000年聊城市8个气象站降水资料，分析了自然降水的宏观特征与变化趋势，并分别统计了各类天气系统对降水的影响；在此基础上进一步研究了各类降水云系的时空分布特征及与降水的关系。结果表明：聊城市30年来降水总体呈下降趋势，降水局地差异明显。近10年降水有所增加的主要原因是气旋活动增加、积云类对流性降水加强。     

锡林郭勒盟近50a降水变化及早涝年分析

利用1961—2010年锡林郭勒盟15个气象站的年及夏季（6—8月）逐月降水量资料,分析了锡林郭勒盟降水的时空变化特征和夏季旱涝年。结果表明：锡林郭勒盟降水量总体上呈南多北少,东多西少的分布特征;近50a降水量没有明显的增减变化趋势,但年际波动特征明显,近10a降水量显著减少。用区域夏季降水指数确定出1998年为涝年,而1980、2001、2005和2010年为夏季旱年。     

陕西关中及周边地区近500a来初夏旱涝事件初步分析

基于华山树轮宽度差值年表重建的陕西关中及周边地区近500a来的初夏干燥指数序列,对该地区初夏极端旱涝事件及其连续旱涝变化特征进行了初步分析.区域干燥指数与Palmer指数在变化上极为相似,可用于反映该地区的旱涝变化.结果表明:该地区近500a来初夏共发生18次极端干旱事件和11次极端洪涝事件,除公元1521年与历史文献记录的旱涝事件相反,公元1513年、1574年、1675年和1945年未发现历史记录外,其余年份均能找到相应记录;近500a来初夏存在9个显著的连续偏旱期和10个显著的连续偏涝期,并以16和19世纪发生的连续旱涝事件最为频繁,而17和18世纪发生的旱涝事件相对较少,20世纪发生的干旱事件明显多于洪涝事件.     

近44年来我国西北地区干湿特征分析

利用我国西北地区1960—2003年131个测站降水和小型蒸发皿蒸发量资料, 综合考虑降水和蒸发这两个水分平衡最关键的分量构造了降水蒸发均一化干湿指数, 进而研究了西北地区干湿的时空演变特征。结果表明:一致性异常是西北地区近44年干湿特征的最主要空间分布模态; 西北地区干湿异常特征主要分为西风带气候区型, 高原气候区型和季风气候区型; 整个西北地区及其西风带气候区、高原气候区年干湿特征呈较为显著的变湿趋势, 大约在20世纪70年代中期均发生了由干向湿的突变, 而季风气候区表现为变干趋势, 并且在90年代前期发生了由湿向干的突变; 整个西北地区及各分区近44年来主要以年代际周期振荡为主。     

青海器测时期以来气温变化特征

利用青海省26个代表站1961～2002年气温月资料,给出了加权平均的气温标准序列,分析了青海近42年来气温变化特征.结果表明：青海气温呈上升趋势,升温率为每10年0.25℃.年平均气温20世纪60年代最低,70年代起气温逐渐升高,进入90年代后升幅最为明显,并达到年代平均气温最高值.气温变化存在明显的季节性和地区性差异,最高和最低气温变化趋势普遍存在不对称性.青海气温变化趋势与同期全国气温变化趋势基本一致.全年和秋、冬两季青海气温的升温率明显大于全国气温升温率,年平均气温变化的位相超前于全国气温变化5～6年,这一结论有助于证实＂青藏高原主体可能是我国气候变化的先兆地区＂的论断.     

Changes in Typhoon Regional Heavy Precipitation Events over China from 1960 to 2018

In earlier studies,objective techniques have been used to determine the contribution of tropical cyclones to precipitation(TCP)in a region,where the Tropical cyclone Precipitation Event(TPE)and the Regional Heavy Precipitation Events(RHPEs)are defined and investigated.In this study,TPE and RHPEs are combined to determine the Typhoon Regional Heavy Precipitation Events(TRHPEs),which is employed to evaluate the contribution of tropical cyclones to regional extreme precipitation events.Based on the Objective Identification Technique for Regional Extreme Events(OITREE)and the Objective Synoptic Analysis Technique(OSAT)to define TPE,temporal and spatial overlap indices are developed to identify the combined events as TRHPE.With daily precipitation data and TC best-track data over the western North Pacific from 1960 to 2018,86 TRHPEs have been identified.TRHPEs contribute as much as 20%of the RHPEs,but100%of events with extreme individual precipitation intensities.The major TRHPEs continued for approximately a week after tropical cyclone landfall,indicating a role of post landfall precipitation.The frequency and extreme intensity of TRHPEs display increasing trends,consistent with an observed positive trend in the mean intensity of TPEs as measured by the number of daily station precipitation observations exceeding 100 mm and 250 mm.More frequent landfalling Southeast and South China TCs induced more serious impacts in coastal areas in the Southeast and the South during 1990-2018 than1960-89.The roles of cyclone translation speed and"shifts"in cyclone tracks are examined as possible explanations for the temporal trends.