乌江流域极端降水时空分布特征及重现期分析

基于1960—2016年乌江流域41个气象站的逐日降水观测资料,利用线性倾向估计、滑动平均、累积距平等方法计算趋势系数和气候趋势,分析了研究时段内乌江流域年暴雨等级面雨量、年平均最大日降水量、年平均极端持续强降水次数和对应降水量的时空分布特征,分析表明:(1)乌江流域年暴雨等级面雨量和日数呈显著增加趋势(均通过α=0.05显著性水平检验),而暴雨强度呈不显著性增加趋势;5—10月各旬暴雨等级面雨量及日数变化基本一致,5月中旬至8月上旬呈单峰型分布,暴雨强度呈波动增减分布。(2)近57 a乌江流域年平均最大日降水量年代际变化比较明显。(3)乌江流域发生极端持续强降水年平均次数呈不显著的减少趋势,但极端持续强降水量呈不显著的增加趋势。采用耿贝尔极值Ⅰ型分布法计算了乌江流域5个代表站不同重现期日最大降水量值,发现不同站点日极端最大降水量重现期水平差异明显,重现期时间尺度存在临界点,约为50 a。     

贵州省极端气温重现期研究

根据省内24个代表站1961～1990年极端气温资料，用周期图分析法和耿贝尔极值法对我省极端气温进行长期预测、结果表明，用周期图分析法对我省极端气温进行预测不可取，而用耿贝尔极值法进行重现期的预测则效果较好，有一定的推广价值。     

广义极值分布理论在重现期计算的应用

在气候统计学上,常用Weibull、Gumbel、Frechet统计分布函数对极端气候要素的分布进行拟合,广义极值分布理论综合了以上三种极值分布模型,在气候分析中得到了广泛应用。以南昌市年汛期日最大降水量为例,利用广义极值分布理论对其分布进行拟合,并对重现值及其置信区间进行计算,为气候要素极值的统计分析提供了一种新的手段。     

基于GIS的陕西省极端气温及其重现期值的空间分布特征研究

通过统计方法,分析陕西省极端最高、最低气温重现期,并以GIS为工具,结合数字高程模型,对其进行空间插值处理,从而得到其在陕西省的空间分布。结果表明：威布尔分布计算陕西省的极端气温重现期较为合理;在考虑海拔高度影响时,普通克里金插值方法效果最佳;陕西省极端气温空间分布和重现期值的空间分布具有明显地域特征。     

基于ＧＩＳ的陕西省极端气温及其重现期值

摘要：通过统计方法,分析陕西省极端最高、最低气温重现期,并以ＧＩＳ为工具,结合数字高
程模型,对其进行空间插值处理,从而得到其在陕西省的空间分布。结果表明：威布尔分布计算
陕西省的极端气温重现期较为合理;在考虑海拔高度影响时,普通克里金插值方法效果最佳;陕
西省极端气温空间分布和重现期值的空间分布具有明显地域特征。

     

南昌昌北机场不同重现期的极端气温估算

为推算昌北机场不同重现期的极端气温,选取永修国家气象站作为参证气象站,通过建立机场站与永修站年极端气温回归模型,构建机场站长年代年极端气温序列,再利用极值Ⅰ型分布和皮尔逊Ⅲ型分布对参证站（永修站）实测序列和机场站构建序列进行拟合和拟合效果检验,结果表明：两种模型对相同重现期的温度拟合结果不一致,差异在0.1～1.1 ℃;对年极端最高气温的拟合,两个序列均以皮尔逊Ⅲ型分布的效果更好,对年极端最低气温的拟合,均以极值Ⅰ型分布的效果更好。以皮尔逊Ⅲ型分布拟合参证站实测年极端最高气温序列的结果作为昌北机场不同重现期年极端最高气温的推算值,极值Ⅰ型分布拟合机场站构建年极端最低气温序列的结果作为昌北机场不同重现期年极端最低气温的推算值。昌北机场10、30、50和100a重现期的年极端最高气温分别是39.6、40.5、40.9和41.4 ℃,年极端最低气温分别是-9.5、-12.0、-13.1和-14.6 ℃。     

贵州省极端气温重视期研究

根据省内２４个代表站１９６１～１９９０年极端气温资料，用周期图分析法和耿由贝尔极值法对我省极端气温进行长期预测，结果表明，用周期图分析法对我省极端气温进行预测不可取，而用耿贝尔极值法进行重视期的预测则效果较好，有一定的推广价值。     

中巴经济走廊极端降水时空变化

基于1961-2015年中巴经济走廊地区逐日降水观测数据,采用专业气候数据空间插值软件ANUSPLIN对观测数据进行格点化处理,利用改进的百分位法计算了极端降水阈值,分析了中巴经济走廊地区极端降水量、强度与频率的时空分布特征,采用广义极值分布估算了该研究区极端降水的重现期。研究表明:(1)近55年来,极端降水量与极端降水日数均呈增加趋势但均不显著,极端降水强度变化趋势平稳;(2)研究区极端降水量与极端降水阈值的空间分布特征相似,极端降水频率的空间分布则较为均匀且呈"西南低—东北高"阶梯状分布;极端降水强度最高的地区主要集中在信德省南部和35°N地区,达到50 mm·d^-1以上;(3)不同重现期的极端降水表现出较强的区域性,随着重现期的逐渐增加,35°N地区高重现水平的区域范围逐渐减少,30°N地区在25年一遇中出现高重现水平区域且在50年一遇重现期中区域范围逐渐增大。     

梧州市极端低温事件及重现期分析

利用梧州市近60a的气象观测资料,应用数学统计及广义帕累托分布对梧州市极端低温特征进行分析.结果表明,梧州市极端低温事件出现最多的月份为1月,平均出现天数为7.8d;1月、2月和12月出现的极端低温强度最强,均为3.6℃,其次是3月和11月;极端低温事件的年平均发生天数为17.7d,年极端低温事件呈现明显的下降趋势,但...     

长江流域极端降水过程事件的年内分布特征

基于1960-2016年乌江流域41个气象站的逐日降水观测资料,利用线性倾向估计、滑动平均、累积距平等方法计算趋势系数和气候趋势,分析了研究时段内乌江流域年暴雨等级面雨量、年平均最大日降水量、年平均极端持续强降水次数和对应降水量的时空分布特征,分析表明：（1）乌江流域年暴雨等级面雨量和日数呈显著增加趋势（均通过α=0.05显著性水平检验）,而暴雨强度呈不显著性增加趋势;5-10月各旬暴雨等级面雨量及日数变化基本一致,5月中旬至8月上旬呈单峰型分布,暴雨强度呈波动增减分布。（2）近57 a乌江流域年平均最大日降水量年代际变化比较明显。（3）乌江流域发生极端持续强降水年平均次数呈不显著的减少趋势,但极端持续强降水量呈不显著的增加趋势。采用耿贝尔极值Ⅰ型分布法计算了乌江流域5个代表站不同重现期日最大降水量值,发现不同站点日极端最大降水量重现期水平差异明显,重现期时间尺度存在临界点,约为50 a。

     

环渤海地区城市化对夏季极端暖夜的影响

城市化对人类生活息息相关的一些指标(如夏季极端暖夜等)的影响研究尚少.取环渤海地区气象观测站的夏季(6-8月)逐日最低气温资料(1958-2009年),使用广义极值(GEV)分布拟合夏季极端暖夜气温分布,并对拟合函数的3个分布特征参数的年际变化进行分析,根据特征参数变化特征进行城市化对极端暖夜的影响程度的分离.研究结果表明,环渤海地区,在极端暖夜气温分布的3个参数的年际变化中,以位置参数的代表性最好.在城市快速发展时期,城市偏高气温出现的可能性大,但极端气温变化幅度也较大.城市化对环渤海不同类型城市夏季极端暖夜气温的贡献均为上升作用,增温速度最大约为0.3℃/(10a).     

江苏省近45a极端气候的变化特征

利用江苏省35个测站1960—2004年45 a的逐日最高温度、最低温度、日降水量资料集,分析了近45 a江苏省极端高温、极端低温以及极端降水的基本变化特征。结果表明:(1)多年平均年极端高温的空间分布表现为西高东低,而极端低温则表现为自北向南的显著增加,极端降水的发生频次自南向北逐渐减少;(2)极端高温在江苏中部以及南部大部分地区有上升趋势,而西北地区则有弱的下降趋势;全省极端低温表现为显著的升高趋势;极端降水频次在南部地区有增加的趋势,北部减少趋势,中部则无变化趋势。(3)江苏极端高温、低温和极端降水的年际和年代际变化具有区域性差异,其中极端降水频次变化的区域性差异最为明显。     

基于T213集合预报的中国极端温度预报方法研究

基于中国T213集合预报系统资料,根据Anderson-Darling检验原理,研究基于集合预报与模式历史预报累积概率密度(简称模式气候)分布函数连续差异特征的极端温度天气预报方法,建立极端温度天气预报指数(Extreme Temperature Forecast Index, 简称EFI)的数学模型。利用S指数评分方法确定发布极端温度预警信号的阈值,得出:1月的发布极端高温的预警信号的阈值为0.7或0.8,发布极端低温的预警信号的阈值为-0.7或-0.8。基于EFI指数以及该阈值,对2013年1月中国极端温度天气进行预报试验,得出:极端天气预报指数对极端温度天气具有较好的识别能力,可提前3~7 d发出极端温度预警信号,随着预报时效的延长,预报技巧逐渐降低。     

辽宁地区夏季高温极值预测模型

利用1957-2006年辽宁地区夏季23站极端最高气温资料和国家气候中心气候监测室的74项环流特征量资料,应用EOF方法对高温极值样本进行分解,研究辽宁极端高温的时空分布规律。结果表明：第一特征向量表现为区域整体一致的特征,中心区位于辽西北、辽北,第二、三特征向量空间分布表现为东西部反位相和南北反位相的特征。普查了前3个时间系数与前期环流指数的相关关系,认为前3个时间系数的显著影响因子是不同的。采用CSC准则确定最优预测因子,分别建立各时间系数的回归统计模型,并对高温极值历史拟合序列进行回报检验和预测检验。回报结果表明,各站的历史拟合率都保持在一定水平,但拟合率在辽西地区较差。各年的历史拟合率极不均衡,多数年份较为稳定,但个别年份拟合率较低。未来3 a试验性预测效果逐年下降,模型对未来1 a预测能力较好,可以作为业务预测的参考。     

中国东部地区夏季极端高温的特征分析

利用中国东部地区449个气象站的日最高气温资料,应用趋势分析法等,分析了1960-2012年夏季极端高温日数、持续高温日数的时空变化特征。分析发现:北方地区、华南地区和杭州湾周围地区两个高温指数都呈现增加趋势,长江与黄河之间的中部地区都减小。而在长江下游南部地区极端高温日数显著增加,但持续高温日数却明显减少。从季节特征上看,淮河以北的地区两个高温指数主要集中在6、7月;而以南的区域主要集中在7、8月。各个地区的这两个高温指数与降水日数均呈现显著的负相关,但南北有明显的差异,北方地区负相关的在年际变率以及5 a尺度都很显著,而中部地区则只在年际尺度上显著。杭州湾与华南地区持续高温日数与降水日数的相关体现在5 a尺度上。北方极端高温的显著增加与该地区降水日数与降水量明显减少密切相关。西北太平洋副热带高压显著的西伸,与东南地区的两个高温指数的变化有关。     

基于公众天气预报预测塑料大棚逐日极端气温

利用浙江省慈溪市的公众天气预报和草莓大棚内极端气温的观测数据,构建一个以室外日最高气温、最低气温、相对湿度、最大风级、白天和夜间天空状况作为输入变量,棚内日最高气温和日最低气温作为输出变量的BP神经网络预测模型。用以预测草莓大棚室内日最高气温和日最低气温。结果表明,该模型对大棚内日最高气温、日最低气温的训练值和实测值之间的均方根误差分别为4.0℃和1.3℃,绝对误差则分别为3.2℃和1.0℃;日最高气温和日最低气温的预测值和实测值之间的均方根误差分别为3.6℃和1.2℃,绝对误差为3.0℃和1.0℃。该模型数据获取方便,实用性强,模拟精度较高,可以较准确的预测未来温室内的极端气温,为温室管理和调控提供依据。     

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。     

江淮地区极端降水特征及其变化趋势的研究

利用1961~2011年江淮地区5~9月无缺测的71站逐日降水资料,做基于POT(Peaks-Over-Threshold)的广义Pareto分布(GPD),研究江淮地区极端降水的分布特征及其变化趋势。结果表明:(1)皖赣交界处阈值最大,西北和东南部较小,且江淮大部分地区阈值的线性趋势系数为正,其中湖北东部和江西北部的站点,趋势达0.8 mm(10 a)-1以上,并通过了显著性水平0.01的MK(Mann-Kendall)检验。(2)江淮地区中东部多存在连续性极端降水,因此文中采用基于极值指数的自动分串技术获得近似独立的极值样本。(3)尺度参数大值区位于江淮南部,西北、东南以及淮河以北较小,且线性趋势系数在大部分地区均表现为正值,表明出现降水极大值的概率增加。(4)皖赣鄂交界处是极端降水发生概率大值区,而西北、东南及安徽中部地区较小,且极端降水在大部分地区有增加的趋势,特别是在大别山附近及河南东部,2年和20年重现水平的趋势分别达6 mm(10 a)-1和20 mm(10 a)-1以上。     

气候变化对水文季节性迁移的影响：以水库汛期分期和极值降水为例

气候变化影响下水利工程的可靠设计和安全运行是广大决策者、研究者和公众共同关注的热点问题。以清江流域为研究对象,首先采用模糊集合分析法对不同温室气体排放情景(A2、A1B和B1)下的逐日降水资料进行汛期分期,再通过广义极值分布(GEV)函数对各分期的极值降水序列进行频率分析。结果表明,降水季节性迁移直接影响汛期分期;3种排放情景下未来各时段(2011—2030年、2046—2065年和2080—2099年)的主汛期较基准期均推迟且有缩短趋势。对于极值降水量级,未来情景下明显小于基准期,且这种差距随着重现期的增大而增大;主汛期明显大于前汛期和后汛期,且在时段之间的差异明显大于排放情景之间的差异。     

导线覆冰极值的概率分布模拟及其应用试验

利用南方地区多个气象站和电力部门观冰站的导线覆冰逐日冰厚资料,将广义极值分布和广义帕雷托分布引入导线覆冰的概率模型研究中,通过超门限覆冰次数的泊松分布拟合检验,结合H ill图解,提出了基于超门限峰值法门限值的确定方法;对两种分布在导线覆冰极值模型拟合的适用性研究表明,广义帕雷托分布对各站覆冰冰厚极值的拟合精度最高;重现期冰厚极值估计随样本长度的变化分析表明,广义帕雷托分布模型极值估计的稳定性比广义极值分布强,一般样本容量达到25 a左右时,广义帕雷托分布重现期冰厚极值的估计趋于稳定,可以作为短序列下估计导线覆冰极值的较好方法。