Change Characteristics of Extreme Climate Events in Jiamusi City during 1951-2010

Based on the extreme climate index method issued by World Meteorological Organization,12 indices of Jiamusi during 1951-2010 were evaluated,and the extreme climate events and their variations were obtained. The results showed that in recent 60 years,summer days( SU),extremely minimum temperature( TNN),extremely maximum temperature( TXX),warm nights( TN90) and warm days( TX90) displayed a significantly increasing tendency,while frost days( FD),cold nights( TN10) and cold days( TX10) showed a decreasing tendency. Changing trends of the all precipitation indices were not significant. The extremely low temperature events and extreme strong precipitation were related with El Nino.

太行山复杂地形下华北暖季极端降水的时空分布特征

基于2012—2021年5—9月华北五省的逐日降水资料和台站地形高度数据,统计分析了华北全区及各子区域极端降水事件的降水量及其强度和频次的时空分布特征;并运用地理加权回归(GWR)模型分析得到极端降水事件的降水量、强度及频次与海拔高度之间的关系。结果表明:1)华北区域极端降水量的时间变化均呈多波动特征且区域差异性显著,太行山以西高原和以东平原降水频次多、波动明显且强度较弱,太行山南段以南平原降水频次少、变化平缓而强度明显偏强。2)极端降水量的空间分布呈现南北少、中间多的型态分布,降水量大值区分别位于燕山东南侧和太行山南段晋冀豫三省交界处;极端降水高频站点主要聚集在晋东南地区;日最大降水量超过300 mm的站点主要集中在太行山脉和燕山山脉与华北平原的过渡地带。3)华北区域38°N以北,极端降水量、降水频次、强度和日最大降水量均随海拔高度的升高而减小;38°N以南,山西南部临运地区降水量随海拔高度的升高而显著增加。由于降水频次和强度与地形均存在正相关而导致,太行山附近降水量随海拔高度的升高而减小的贡献主要在于降水强度而非降水频次。

新疆克孜勒苏柯尔克孜自治州暖季小时极端降水时空分布特征

利用2014—2021年克孜勒苏柯尔克孜自治州(简称“克州”)暖季(4—10月)103个自动站逐小时降水资料,对其小时极端降水时空分布特征进行分析。结果表明:(1)克州暖季降水量呈北部多,南部少,山区多,平原少,其中西南部山区较小;小时极端降水频次高值区集中在东北部山区、西部及南部高海拔山区(均在50次/a以上);小时降水平均强度≥10 mm/h的站点主要位于北部,平原小时降水强度高于西部和西南部山区。(2)克州暖季(4—10月)小时极端降水频次、强度有明显的局地差异,其贡献率高值区主要分布在平原和浅山区(其中平原高于20.0%)。(3)小时极端降水频次的高值时段为18:00—21:00,低值时段为13:00—16:00;降水强度在凌晨以及20:00—22:00较大,12:00—13:00较小。(4)山区、浅山区和平原3类不同海拔梯度区域的小时极端降水指标存在差异,其中平原(低于2000 m的区域)降水强度最大,频次最低;高海拔山区(高于3000 m的区域)降水强度最低,频次最高。

1951—2020年大理市极端气候事件变化特征

【目的】在全球变暖的背景下,频发的极端气候事件愈发影响着人类生活、社会经济发展等。大理市是极端天气和气象灾害的多发区,亟需系统研究其极端气候事件变化特征。【方法】以大理市1951—2020年逐日气象观测数据为基础,对16个极端气温指数和11个极端降水指数运用线性倾向估计、Mann-Kendall突变检验、Pettitt、滑动t检验(MTT)、集合经验模态分解(EEMD)等方法对其变化趋势、突变特征及多时间尺度变化周期展开研究。【结果】结果显示:1951—2020年间大理市极端暖事件指数(SU25、WSDI、TN90p、TX90p)和TNx变化趋势为显著上升,而极端冷事件指数(FD0、CSDI、TN10p、TX10p)变化趋势呈下降。极端降水指数中,R10、R1、Rx5day、PRCPTOT与CWD下降显著;Pettitt、M-K及MTT法均得出FD0、SU25、WSDI、TNx、TN10p、TN90p、TX90p、R1与R10有明显突变点;EEMD所得到的各分量和趋势项表示不同尺度下极端气温指数和极端降水指数的变化特征。其中,极端气温指数的强周期主要为准3 a/7 a年际尺度周期及准14 a/23 a/35 a/70 a年代际尺度周期,极端降水尺度的强周期主要为准3 a/4 a年际尺度周期和准35 a/70 a年代际尺度周期,均通过95%显著性检验。【结论】结果表明:大理市气温呈变暖趋势,降水呈减少趋势,整体呈现暖干化现象;大理市各极端气候指数的突变时间不一,无统一规律,极端气温事件突变多集中于21世纪初期,极端降水事件多集中于20世纪70年代及21世纪初期;EEMD方法可有效地提取大理市极端气候事件多尺度变化特征;气候暖干化现象可能会使大理农业生产、经济发展等面临严峻问题,因此当地有关部门需加强防范。本研究成果可为大理市防灾减灾、生态建设等提供科学参考。

中国西北汛期极端降水事件分析

利用中国西北五省(区)1960—2004年125个台站汛期(5—9月)逐日降水资料,首先定义了不同台站的极端降水阈值,然后统计出了不同台站近45a逐年汛期发生极端降水事件的发生频次,并进行了时空分布特征分析,结果表明:中国西北汛期极端降水事件发生频次同降水量的空间分布有很大的差异;一致性异常分布特征是中国西北汛期极端降水事件发生频次的最主要空间模态;中国西北汛期极端降水事件发生频次的空间分布可分为以下6个分区:高原东部区、南疆区、北疆区、西北东部区、青海高原区及河套区;从长期变化趋势来看,高原东部区近45a来汛期极端降水事件发生频次没有明显的变化趋势,北疆区、南疆区、青海高原区及河套区表现为较明显的的增长趋势,而西北东部区表现为较明显的减少趋势;中国西北汛期极端降水事件发生频次的各主要空间分区中,近45a来13a左右的周期振荡表现得比较显著。

近45年长江中下游地区汛期极端强降水事件分析

利用长江中下游地区1960—2004年78个台站汛期(4—9月)逐日降水资料,首先定义了不同台站的极端强降水阈值,然后统计出了不同台站近45年逐年汛期极端强降水事件的发生频次,并进行了时空分布特征分析。结果表明:长江中下游汛期极端强降水事件发生频次的多寡很大程度上影响着汛期总降水量的多少。一致性异常分布特征是长江中下游地区汛期极端强降水事件发生频次的最主要空间模态;长江中下游地区汛期极端强降水事件发生频次的空间分布可分为5个主要区域。通过最大熵谱估计分析表明,Ⅰ区显著周期为2～4年;Ⅱ区和Ⅳ区的主要显著周期是基本一致的,显著周期为2～3年和6.3年;Ⅲ区显著周期为14.7年的年代际变化;Ⅴ区显著周期为22年的年代际变化和4～5年的年际变化。各分区代表站中岳阳(Ⅰ区)表现为很显著的增长趋势,10年增长率为1.0次;南岳(Ⅱ区)和南京(Ⅳ区)增长趋势相对较弱;衢州(Ⅴ区)增长趋势相对最弱;而洪家(Ⅲ区)近45年来汛期极端强降水事件发生频次则表现为很弱的减少趋势。

中国近50a极端降水事件变化特征的季节性差异

利用中国419个测站1958—2007年逐日降水资料集,分析了近50 a中国不同区域年和季节极端降水事件的基本变化特征。结果表明,多年平均极端降水事件的空间分布具有明显的纬向分布特征,并表现出显著的季节性差异。长江以南地区是春、冬季极端降水事件发生频次较高的区域;而年、夏季以及秋季极端降水事件发生频次在西南地区较高,在西北东部较低。年极端降水事件频次的长期变化趋势与夏季相似,华北和东北有增加趋势,其他地区为弱的减少趋势;其他季节的长期变化趋势存在明显的区域和季节性差异。年和季节极端降水事件的发生频次具有显著的年际和年代际变化特征。年极端降水事件时间序列的多项式拟合曲线的变化情况与夏季基本一致;而其他季节的变化则存在较大差异,表现出显著的季节性差异。

清代中后期江苏四季降水变化与极端降水异常事件

根据清代雨雪档案记载,重建了1736～1908年江苏6个府的逐季降水等级序列.分析发现:(1) 1750s、1790s、1830s、1840s及1880s等5个年代江苏全省春、夏多雨,1770s、1780s、1810s及1870s等年代则春、夏少雨;秋季降水1750s、1840s、1850s及1860s等4个年代通省偏多,1770s、1810s及1890s等则偏少;冬季降水1830s、1840s及1890s等3个年代通省偏多;1820s、1850s及1870s等3个年代降水偏少.(2)1755年、1823年、1840年、1849年、1883年、1885年和1906年等7年江苏出现极端大涝;1768年、1778年、1785年、1814年、1856年、1873年、1876年和1891年等8年则极端亢旱.(3)江苏气候在1830年前后可能发生过一次转折.其中1830年以前降水变化相对和缓,多雨期和少雨期持续时间较长;而1830年以后,旱、涝时段频繁交替,且多发极端旱、涝事件.这一特点与El Nino事件在1830年以后相对多发相对应.

1961～2010年内蒙古地区极端气候事件变化特征

基于内蒙古地区71 个地面气象站1961 ～ 2010 年逐日最高气温、最低气温以及逐日降水资料,结合温度和降水极端值和极端事件指标,采用气温资料均一性检验和订正、多项式法、线性倾向、Mann - Kendall 法等统计学方法诊断分析其变化特征.结果表明：（1）近50 a 内蒙古地区年和四季平均气温均发生了突变,1987 年为年平均气温突变转折点,四季气温突变时间春季最早,夏季最晚;（2）内蒙古地区表征极端气温增暖的极端最高气温、极端最低气温、高温日数、暖夜日数和暖日日数等指数均呈明显增加趋势;极端低温事件指标如低温日数、冷夜日数和冷日日数等均呈现出减少趋势,尤其在气温突变之后,增暖趋势和低温减少趋势更为明显.同时,气温突变后,大多数极端气温事件指数变差系数增大,说明极端气温事件的波动性增大;（3）内蒙古地区除极端降雪量呈略微增加趋势外,其余极端降水事件指标均呈明显减少趋势,尤其在气温突变后,其极端降水事件减少,降水强度减弱.

青海省汛期极端强降水特征及影响

为了研究青海省极端强降水在全球变暖背景下的变化及影响,利用青海省1961—2014年汛期(5—9月)40个台站的逐日降水资料,分析了汛期极端强降水事件的变化趋势及非均匀性分布特征,并对极端强降水事件的可能影响进行探讨,以期为抗汛减灾提供决策参考。结果表明:近54年青海省汛期极端强降水对汛期降水量的贡献呈增长趋势,极端强降水发生的频次增加、强度加重;7月中旬至8月中旬是全省极端强降水的多发期,在东部农业区中东部及青南地区东部等极端强降水多发地,应重点关注洪水、滑坡及泥石流等地质灾害。

气候变化对尾矿库工程防洪安全的影响

以全球变暖为主要特征的气候变化,将导致极端降水事件频数增多、强度增大,从而影响尾矿库防洪工程的设计标准等。本文阐述了高度重视气候变化对尾矿库防洪安全影响的必要性,并以库址安全性极其重要的尾矿库为例,论述了将"最大可能洪水"(PMP)引进尾矿库工程防洪设计标准领域的必要性。

内蒙古东部夏季降水特征分析

利用内蒙古东部48个国家气象观测站1961—2017年逐日降水量资料,对内蒙古东部夏季降水变化特征进行分析。结果表明,57a来内蒙古东部平均夏季降水量增减趋势并不显著,1998年之后降水量处于偏少时期;88%的站点降水减少,其中仅兴安盟高力板和赤峰市翁牛特旗减少趋势显著;夏季降水量空间分布不均匀,特别是呼伦贝尔市降水量等值线受大兴安岭山脉影响呈径向分布;雨季结束日期提前的变化趋势显著,雨季雨量在1998年之后明显减小;降水量历史极值和极端降水阈值呼伦贝尔市西部最小,大值区在通辽市南部、赤峰市东南部;大部分单站超阈值极端降水事件日数较少,仅通辽市东部及赤峰市中部较多;超阈值极端降水事件总日数增减趋势不显著,1998年之前呈显著的增加趋势,1998年之后明显减小。

内蒙古冬季主要极端气候事件的环流影响因素分析

过去的几十年中,内蒙古冬季(11月至次年2月)出现极端气候事件的年份并不多。对于极端低温事件的发生,在中西部地区极少出现,多数发生在锡林郭勒盟中部及以东地区。特别是自1986年气候转暖以来,在暖的大背景下,更是较少出现极端低温事件;极端降水事件在冬季各月中也有发生,每个月有其各自的特点。文章着重研究分析11月的极端降水事件。通过对海温、大气环流的异常进行分析和研究,找出影响内蒙古冬季极端降水、极端低温的关键性因子,对今后的极端气候事件预测工作有所帮助和借鉴。

近50年中国极端降水事件的观测研究

利用全国631（743）站1951～2004年逐日降水资料，由百分比阈值法定义出极端降水指数，并在极端降水年指数的基础上对我国极端降水事件频次的季节分布特征及极端降水雨量的年内分布趋势进行了探讨。结果显示：近50年我国强降水年指数总体呈上升趋势；1951—1971年和1972—2004年2个子时段间强降水年指数在新疆西部、东北北部、青藏高原东南侧、长江中下游地区以及华南大部呈显著增加；综合强降水年指数分布、强降水比率以及强降水季指数分布特征分析得出若干极端降水事件显著影响的区域。

云南省汛期极端强降水事件的气候特征

利用云南省1961～2008年94个站点逐日降水资料,根据百分位法定义了不同站点的极端强降水阈值,应用EOF、线性倾向率和周期分析方法,对云南极端强降水事件频数进行了时空分布特征诊断。结果表明:云南省汛期极端强降水阈值的空间分布呈西北至东南逐渐增大的分布趋势;以百分位法定义的极端强降水事件频数和大雨及以上强降水频数的空间分布趋势,在细节上有一定差异,但均表现为从北向南逐渐递增;一致性异常分布是云南汛期极端强降水事件频数的最主要空间模态;近50 a来云南汛期极端强降水事件频数呈现弱的线性增加趋势,其中增加较明显的区域位于澜沧江、红河的下游区域、哀牢山以西一带,而昆明大部到曲靖西部则呈现较明显的线性减少趋势;近50 a来云南汛期极端强降水事件存在2～3 a的振荡周期。

2010—2019年浙江暖季短时强降水特征分析

利用2010—2019年浙江省暖季(5—9月)1426个国家站和区域站小时雨量数据和NCEP 1°×1°逐日4次再分析资料,分析了浙江省暖季短时强降水、极端短时强降水时空分布特征及区域性短时强降水事件,结果表明:(1)近10年暖季短时强降水频次呈增多趋势,降水强度变化平稳;8月(上旬)降水频次最多,9月(中旬)强度最强;16:00—19:00降水频次最多,16:00、20:00强度最强;降水频次、降水强度的空间分布与地形密切相关,易产生在沿海地区的山脉分布处。(2)近10年暖季极端短时强降水频次年际变化大,但变化趋势平稳;8月(下旬)降水频次最多,9月(中旬、下旬)降水强度最强;16:00降水频次最多,12:00降水强度最强;极端短时强降水频次空间分布也与地形相关,沿海多于内陆。(3)区域性短时强降水事件可分为冷切型、暖切型、热带气旋型、高空槽型、副高控制型5类。

海表温度的增暖趋势和自然变率对长江中下游夏季极端降水强度的影响

极端降水引起的洪、涝等灾害每年给我国带来极大的人员伤亡和经济损失。全球增暖使极端降水事件发生的频率增加,强度增强。但是针对不同区域极端降水事件,其贡献究竟如何还有待于进一步认识。本文以我国长江中下游地区的极端降水事件为研究对象,通过典型年份夏季区域极端降水过程的水汽收支特征,探讨海表温度(SST)的增暖趋势和自然变率强迫对该区域典型极端降水强度的影响效应。结果表明:(1)极端降水过程及其夏季都伴随着区域整层大气的水汽辐合,且水汽辐合发生在经向方向。西北太平洋异常反气旋式环流,在区域南边界形成了稳定的西南风异常的水汽输送。(2)典型极端降水过程发生的夏季,SST在赤道印度洋和热带大西洋为强正异常,主要为增暖趋势的贡献,赤道中东太平洋SST异常表现为La Ni?a型。(3)SST增暖趋势和自然变率的数值敏感性试验表明,1998、2017和2020年的SST增暖趋势强迫的区域水汽辐合分别是其自然变率强迫的83%、210%和107%,SST增暖趋势比自然变率的影响更为重要。(4)SST增暖趋势和自然变率都是通过强迫西北太平洋异常反气旋式环流,引起长江中下游区域南边界异常的西南水汽输送,是导致极端降水发生的主要过程。

贵州主汛期极端降水事件及其环流特征分析

利用贵州地区52个测站1961-2006年历年主汛期(6-8月)逐日降水资料,定义了不同台站的极端降水阈值,统计了贵州近46年主汛期极端降水事件发生的频次,并分析了极端降水的时空分布特征、周期振荡特征以及极端降水事件典型多年、少年的环流特征。结果表明:贵州主汛期极端降水自北向南逐渐增大,极端降水事件存在着明显的年际、年代际变化特征,并存在2.9 a、20 a的周期振荡特征,在贵州主汛期极端降水事件偏多和偏少时期,其环流特征存在着显著的差异。

三类ENSO相位下中国暖季降水时空变化特征

基于全国2048个站点1961—2019年逐日降水观测数据,采用10个降水指标刻画暖季降水时空特征,分析了东部厄尔尼诺(EP)、中部厄尔尼诺(CP)和拉尼娜(LN)事件对中国暖季降水时空特征的影响。研究结果表明:(1)过去59年,我国暖季降水总量、降水强度和极端降水等特征总体上均呈增加趋势,主要表现在东南和西北地区,而华北地区呈减少趋势。(2)东南和西北地区暖季可降水量的增加和增强的水汽通量为降水的形成提供了有利的水汽条件;而华北地区暖季可降水量趋于减少和水汽通量减弱均不利于降水的形成。(3)ENSO事件对我国暖季降水时空特征有显著调节作用。位于中国东北的气旋带来干冷空气和水汽通量减少使得在EP起始年份华北地区暖季降水总量、降水强度和极端降水等均趋于减少。东南地区对LN事件较为敏感,在LN起始年份,位于东南地区的反气旋源源不断的将暖湿气流输送到该区域,为降水增加提供了充沛的水汽条件。