极端气温和极端降水复合事件的气候特征

基于1961-2014年的中国台站资料,侧重探讨极端气温和极端降水复合事件的气候特征。结果表明,基于客观方法检测出四类极端复合事件：暖湿、暖干、冷湿和冷干。四类事件的频发区分别位于东北地区、华南地区、西藏及华南地区和长江以南及云贵高原一带。全国暖湿、暖干事件频数呈增加趋势,春夏季频发;冷湿事件频数在西藏东北一带呈增加趋势,而在长江流域呈减少趋势,夏秋冬季频发;冷干事件频数呈减少趋势,秋冬季频发。四类极端复合事件经验正交分解的时间序列主模态均表现为年代际信号。进一步分析四类复合事件与能源消费量的联系表明,极端湿事件与能源消费量呈正相关,而极端干事件则相反。     

近51年海南岛极端气温事件分析

利用1970—2020年海南岛18个气象站点逐日气温资料和数字高程数据,选取12个适用于研究区的极端气温指数,结合气候倾向率、相关分析等方法,分析了海南岛近51 a极端气温事件时空分布特征,并探讨极端气温事件与海拔、区域的关系。结果表明：近51 a海南岛极端气温冷事件(霜日日数、冷夜日数、冷昼日数、冷持续日数)呈减少趋势,极端气温暖事件(夏日日数、暖夜日数、暖昼日数、热持续日数)呈增加趋势,且增加幅度明显大于冷事件减少的幅度,极端低温阈值和高温阈值、日最高温极小值和极大值以及日最低温极小值和极大值均存在升温倾向,升温幅度在0.25～0.47℃/(10 a)之间;极端气温冷事件的变化趋势与海拔存在显著负相关关系,极端气温暖事件的变化趋势与海拔相关性较小;各极端气温指数在海南岛不同地区变化趋势的方向一致,但变化幅度的空间差异性较大,大部分极端气温指数在中部山区变化最明显,极端低温、高温阈值、霜日日数和夏日日数在南部地区变化幅度小于其他地区。     

河南省1961—2011年极端气温和极端气温事件的时空变化特征

根据1961-2011年河南省32个气象站逐日最高、最低气温资料,以百分位阈值方法定义极端气温事件的阈值,采用线性倾向估计及Mann-Kendall检验两种方法,对河南省极端气温和极端气温事件的时空变化特征进行了研究.结果表明:1)河南省极端最高气温以0.20℃/10a的速率呈显著降低趋势;极端最低气温以0.42℃/10a的速率呈显著升高趋势,其升高趋势比前者降低趋势更为显著.2)河南省极端高温事件频数与极端低温事件频数分别以2.04天/10a和3.13天/10a的速率显著减少,且后者比前者减少趋势更为显著.3)极端最高气温降低的突变年与极端高温事件频数减少的突变年一致,均为1969年;极端最低气温升高的突变年与极端低温事件频数减少的突变年一致,均为1985年.4)河南省极端最高(低)气温与极端高(低)温事件频数变化趋势呈现明显的季节差异和地区差异.     

1975—2016年秦巴山区极端气温事件的空间差异性分析

利用秦巴山区88个气象站1975—2016年的逐日气温数据,结合16个极端气温指数分析了秦巴山区极端气温阈值的空间分布及极端气温事件变化趋势的海拔依赖性。结果表明：极端气温阈值存在明显的空间分布差异,表现为极端低温阈值与极端高温阈值由西北向东南均有增温趋势;总体来看,极端气温暖事件（SU25、TR20、TX90P、TN90P、WSDI）增加幅度大于冷事件（FD0、ID0、TX10P、TN10P、CSDI）减少幅度,且变化趋势较冷事件更显著;全区霜冻日数、夏日日数、冷夜日数、暖昼日数及高温极值（TXx、TXn）变化均比较显著;区域作物生长期西部增长趋势较东部显著,多数站点变化幅度在3~6 d/10a之间;海拔越高发生极端低温事件的气温越低,极端低温阈值变化趋势为-0.36℃/100m;海拔越低发生极端高温事件的气温越高,极端高温变化趋势达0.5℃/100m,且均通过99%的信度检验;区域极端气温极值指数的变化趋势与海拔呈显著正相关,具有明显的海拔依赖性,表现为海拔越高,极值指数增加趋势越明显。     

1951-2006年包头气温极端事件变化分析

利用包头气象站1951-2006年逐日平均气温资料,建立了高温和低温极端气候事件的阈值,检测了56年来包头逐日气温的极端事件出现频率,分析了极端事件的年、季、月变率。统计了逐日平均气温的各级别出现频数。结果显示：该地区56年里气温显著升高,平均每10年升高0．42℃;在56年时间尺度上平均气温有明显的由冷变暖的突变特征,突变点为1987年;气候变暖后,高温事件明显增多,低温事件明显减少。     

1961—2013年内蒙古极端气温变化分析

文章选用全区均一性较好的71个地面气象站1961—2013年逐日最高和最低气温资料,给出了极端气温指标定义,计算分析了内蒙古极端气温事件时空变化特征。结果表明:1961—2013年内蒙古地区极端气温以极端高温事件增多、极端低温事件减少为主,但近几年这种变化有所减缓,主要表现在极端高温事件发生频率下降、极端低温事件发生频率明显上升。极端最低气温的变化趋势或幅度较极端最高气温明显。     

漠河极端气温气候特征及其变化

采用相关系数法和对比分析法,分析了1963-2000年38年间中国最北部的漠河极端最低气温和极端最高气温的气候特征及其气候变化.结果表明:漠河是中国最冷的地方,不仅在中国气象史上创下了-52.3℃的极端最低气温最低极值,且每年极端最低气温都在-38℃以下;年极端最高气温为38.0℃;极端气温年较差很大,最小为73.1℃,最大为87.0℃,1980年代后明显变小;极端最低气温总体变化不明显,但1990年代上升显著,10年间平均升高1.6℃;极端最高气温总体变化显著,为升降交替变化,1970年代显著升高,10年问平均升高了1.6℃;1980年代明显下降,10年间平均下降了1.1℃;1990年代上升,10年间平均上升0.7℃;年极端最低气温出现在11月、12月、1月和2月,1月最多,占52%;年极端最高气温出现在5-9月,7月最多,占47%;日极端最低气温多出现在4-7时;日极端最高气温多出现在14-16时;特别值得一提的是:漠河1963-2000年间1-12月的月极端最低气温都曾经出现过零下的记录.     

极端气温事件对安徽省农业生产的动态影响分析

用安徽省17个城市逐日的最高气温、最低气温数据,采用百分位法计算了1988—2010年安徽省年际极端气温事件,并以计量经济学的结构向量自回归模型为基础,将极端气温事件作为一个因子与农业总产值、国内生产总值、农业机械总动力构建了新的经济-极端气温事件模型。进一步通过脉冲响应函数和方差分解方法,定量分析了极端气温事件对安徽省农业生产的动态影响,结果表明:极端高温事件对农业生产的影响总体为负向,并表现出一定的滞后性;而极端低温事件对农业生产的影响初期为正向,后期逐渐转为负向。极端高温事件对农业生产的影响程度较高,可达0.033%,极端低温事件次之。模型内引起农业生产变化的各因子中,极端高温事件的贡献比例可达25.3%,是重要的影响因子;极端低温事件的贡献比例最高为10.9%,也是比较主要的影响因子。     

莒县极端天气气候事件分析

利用1951-2005年莒县气象资料，统计了干旱、冰雹、暴雨、大风、高温、冻害、雷暴、大雾、雾凇、雨凇等极端天气气候事件的出现频率分析其演变趋势。结果显示：干旱频率明显增加，暴雨、大风、雷暴频率明显减少，大暴雨频率有增加趋势但不明显，高温、冰雹、低温冻害、大雾、雨凇、雾凇有减少趋势但不明显。     

1961—2010年锡林郭勒盟极端气温事件变化分析

根据1961—2010年锡林郭勒盟的平均气温及逐日最高、最低气温资料,详细分析了年平均气温、年季平均最高、最低气温以及极端气温的变化规律和特点。结果表明:锡林郭勒盟的年平均气温与全国同步,呈显著上升趋势;年平均最高、最低气温都呈增温趋势,季平均最高、最低气温的变化存在较大的季节性差异,冬季和秋季的增暖趋势异常明显,日较差整体呈现减小趋势;高温日数呈上升趋势,低温日数均呈下降趋势。     

增暖背景下新疆冷冬与极端低温事件的联系

为了客观准确地描述新疆冬季偏冷的特征,基于新疆99个国家气象观测站1981－2020年逐日最低气温、日平均气温和欧洲数值预报中心再分析资料（ERA5）逐日最低气温再分析资料,对于冬季气温异常偏低年、冷冬年、强冷冬年以及单站极端低温事件、区域性持续极端低温事件进行了识别。结果表明：1981—2020年,新疆区域冬季平均气温异常偏低年与冷冬年有差异。新疆冬季单站极端低温事件总体呈减少趋势;12月和2月的出现频次高于1月,但12月减少速率大于2月,1月总体呈增加趋势。新疆共出现53次冬季区域性持续极端低温事件,其中,全疆型出现频次最高,北疆型次之,南疆型第三,山区型最少;出现频次最多的是持续10～15 d的事件;新疆冬季区域性持续极端低温事件发生频次减少,但单站事件持续时间并没有明显减少,而且影响范围在扩大。当冬季极端低温事件出现频次高、持续时间长时,50%以上的测站出现冷冬（强冷冬）时,区域内冬季平均气温一致偏低的概率较大;当冬季极端低温事件出现频次低、持续时间在10d以内时,出现冷冬的测站很少或没有,冬季平均气温一致偏低的概率较小。     

夏季极端高温对武汉市人口超额死亡率的定量评估

利用1998-2008年夏季（6-8月）武汉市居民逐日死亡人数（率）及同期逐日气象要素,分析极端高温对超额死亡率的影响程度及其阈值,采用逐步回归法建立定量评估模型,并进行预报效果检验和典型年回代检验,以利于开展高温对健康影响的评估及医疗气象预报。结果表明：武汉夏季人群超额死亡率可以定量表述;极端高温对超额死亡率影响最大,湿度、气压、风速几乎没有影响;超额死亡率随日最高气温升高呈指数规律增加,高温致超额死亡的阈值为35.0 ℃,“热日”比“非热日”平均死亡率高出50.7 %;采用日最高气温≥35 ℃的有效累积温度及当日平均气温建立的超额死亡率评估模型对2003年夏季一次高温热浪过程的回代试验、2007年和2008年夏季的评估试验效果较好,表明该模型可用于实际评估业务中。     

南京极值温度长期变化及其与平均温度的关系

利用1951—2009年南京日平均气温、日最高气温以及日最低气温等资料,分析了南京日最高气温和最低气温的长期演变趋势及其与平均温度的关系。结果表明：近60 a来,南京年平均气温、年平均最高气温、年平均最低气温均呈变暖趋势,20世纪90年代增温尤为明显;日最高气温,除夏季表现为降温趋势外,其他季节均为升温趋势;而四季平均气温和平均最低气温均为增温趋势;夏季气温日较差下降趋势明显,导致夏季昼夜温差减小;极端高温、低温的发生日数均呈下降趋势。极端气温与平均气温之间存在明显的相关性,且极端低温对平均气温影响更为明显。     

南京极值温度长期变化及其与平均温度的关系

利用1951-2009年南京日平均气温、日最高气温以及日最低气温等资料,分析了南京日最高气温和最低气温的长期演变趋势及其与平均温度的关系。结果表明：近60a来,南京年平均气温、年平均最高气温、年平均最低气温均呈变暖趋势,20世纪90年代增温尤为明显;日最高气温,除夏季表现为降温趋势外,其他季节均为升温趋势;而四季平均气...     

中国极端温度的群发性研究

从极端事件再现时间的角度研究了中国极端高、低温事件再现时间序列的长程相关性、群发性以及二者的关系。发现极端温度事件再现时间序列具有长程相关性,表征长程相关性的标度指数分布存在着明显的区域性特征,并与大气环流有关,当中国大陆在盛夏或隆冬稳定的西风环流控制下,极端温度的长程相关性较好,标度指数较大。通过定义极端事件的群发指数,对极端高、低温进行研究,发现具有长程相关性再现时间序列的极端温度呈现群发现象,且极端温度再现时间序列的标度指数和群发指数二者在空间分布上有较好的对应,极端温度再现时间序列的长程相关性可能是导致极端温度群发性的原因。从年际变化的角度看,极端高温Ⅰ级群发区域的群发指数增长趋于平缓,而极端低温Ⅰ级群发区域的群发指数有下降趋势,这与近几十年来全球变暖一致。在年代际尺度上,群发指数分布的演变特征明显,极端高温Ⅰ级群发区域总体面积变化不大,而极端低温Ⅰ级群发区域面积明显减少。因此,极端低温事件群发性减弱很可能是年代际气候变暖的主要原因。     

中巴经济走廊极端低温事件风险评估

危险性、暴露度、脆弱性是极端低温事件风险评估的关键因素。基于1961—2015年中巴经济走廊地区逐日最低气温、人口和耕地等数据,选取极端低温事件强度、频次、持续时间,人口密度,耕地面积占比,植被覆盖度,数字高程模型（DEM),脆弱人口比重和性别比重9个指标,采用层次分析法和熵权法确定各指标组合权重,对中巴经济走廊地区极端低温事件进行风险评估,实现了中巴经济走廊极端低温事件不同风险等级（低、较低、中、较高、高风险）的区划。研究表明,中巴经济走廊内极端低温事件风险分布具有显著的空间差异,极端低温事件风险受极端低温事件强度、人口密度和地形影响较大。区域内绝大部分地区属于低风险地区,高风险地区有巴基斯坦的阿扎德克什米尔地区、吉尔吉特-巴尔蒂斯坦地区、开普省地区、联邦直辖部落地区和中国的喀什地区。其中,阿扎德克什米尔高风险面积占比最高（约35%),联邦直辖部落地区较高风险面积占比最高（约7.7%),吉尔吉特-巴尔蒂斯坦地区中风险地区面积占比最高（约24.6%);中风险地区占比超过10%的还有开普省（12.5%)、阿扎德克什米尔（20%)、联邦直辖部落地区（10.2%)、中国喀什地区（14.3%)。评估结果与历史灾情吻合,可为区域气象灾害风险评估和防灾减灾提供参考。     

Atmospheric driving mechanisms of extreme precipitation events in July of 2017 and 2018 in western Japan

The occurrence of extreme precipitation events is now a serious concern in recent years in Japan. This study explores the atmospheric driving mechanisms of two extreme precipitation events occurred during 5–6 July 2017 and 5–8 July 2018 over western Japan. We identified that the atmospheric transport of large amounts of moisture and wind streams with wind speed of minimum 15 m s⁻¹ from south of Japan towards north on the days before these torrential precipitation events are mainly responsible for the July 2017 and July 2018 floods over western Japan. However, the contributions from the moisture advections (both vertical and horizontal) to the atmospheric water budget plays key roles to intensify the precipitations during the said torrential events. We also find that the prominent moisture flux convergence and well-developed moist conditions mainly maintain these heavy precipitation events over the downpour affected area. Our overall analysis suggests that the atmospheric factors driving to all these two heavy precipitation events are qualitatively robust and vital to explain the mechanism of extreme precipitations.     

海洋和冰冻圈变化有关的极端事件、突变及其影响与风险

《气候变化中的海洋和冰冻圈特别报告》（SROCC）于2019年9月在IPCC第一工作组和第二工作组第二次联合大会上得到审议通过,并得到了IPCC第51届全会接受和批准。文中主要对该报告中海洋和冰冻圈变化有关的极端事件、突变及其影响与风险的有关评估内容进行了综合分析。SROCC评估得到的最新结果显示：气候变化背景下冰冻圈变化引起的山体滑坡、雪崩和冰川洪水事件频发。海洋有关的海洋热浪频发,极端El Niño事件加强,大西洋经向翻转环流减弱。同时,沿海地区极端海平面上升,极端海浪增高,极端热带气旋影响增加。这些变化,比如海洋热浪等,是可以归因于人为增暖的。预估结果表明,海洋和冰冻圈变化引起的极端事件未来会进一步加剧。而这些变化已经影响了高山、极地以及沿海地区人群的生产和生活,以及海洋和冰冻圈的生态系统服务功能。应对这一系列变化,需要更加精准的预测和预警,包括对极端事件和突变的季节预测和年际、年代际预测,以便做好充足的准备来降低极端事件风险。同时,加强应对极端事件的科普教育和提供因地制宜的灾害重建措施等也是风险管理的重要环节。