全球变暖背景下,中国区域尺度的夏季极端降水事件明显增加,同时也存在显著的年代际变化。此外,同时或连续发生的极端气候事件,比个别极端气候事件对环境和人类社会造成更严重的影响。本文将全球变暖(Global Mean Temperature,GMT)、年代...
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全球变暖背景下,中国区域尺度的夏季极端降水事件明显增加,同时也存在显著的年代际变化。此外,同时或连续发生的极端气候事件,比个别极端气候事件对环境和人类社会造成更严重的影响。本文将全球变暖(Global Mean Temperature,GMT)、年代际(Pacific Decadal Oscillation,PDO)和多年代际变化(Atlantic Multidecadal Oscillation,AMO)指数作为协变量带入广义极值模型(Generalized Extreme Value,gev)参数中,考察夏季极端降水对外部强迫(GMT)和内部变率(PDO、AMO)的响应特征。同时,利用Copula模型刻画夏季降水和温度的联合分布特征,分析复合极端事件的未来风险。主要研究结果如下:(1)基于非平稳gev模型考察了夏季极端降水对外部强迫响应的区域特征。结果表明,GMT对中国区域约17.5%台站的夏季极端降水有显著影响。GMT指数每增加1℃,华北北部及东北南部台站的20年一遇降水(20-year return level of maximum daily precipitation,RL20)减少10～30%,重现期延长到25～45年;黄河中游和长江中游、长江中下游及其以南地区台站的RL20增加10～30%,重现期缩短为5～15年。同时,GMT变化可能对夏季极端降水的趋势有贡献。(2)基于非平稳gev模型分析了夏季极端降水对内部变率响应的区域差异。结果表明,夏季极端降水受年代际变化显著影响的台站占总台站数的26.8%。其中,约9.98%台站的受PDO的显著影响,约14.3%的台站受AMO显著影响。PDO从负位相转变为正位相时,华北地区台站的RL20减少10～30%,重现期延长;长江中上游及其以南地区台站的RL20增加10～30%,重现期缩短。华北地区夏季极端降水序列与PDO指数显著负相关,而长江中上游及其以南地区夏季极端降水序列与PDO指数显著正相关。当AMO从负位相转变为正位相时,东北南部地区、黄河中下游及其以南地区、长江中下游及其以南地区台站的RL20增加20～50%,重现期缩短;华北地区部分台站的RL20减少20～40%,重现期延长。华北北部地区夏季极端降水与AMO指数显著负相关,长江下游及其以南夏季极端降水与AMO指数显著正相关。(3)考察了夏季降水和温度的关系,并利用Copula模型刻画了两者的联合分布特征,预估了复合(暖干、暖湿)事件的未来风险。结果表明,中国东部、西北西部大部分地区的夏季平均温度与平均降水呈负相关关系。全球变暖1.5℃(2℃)时,暖事件、湿事件、干事件风险的区域平均分别增加2.30(2.83)、1.16(1.29)、0.86(0.82)倍,大部分地区暖事件、湿事件的风险增加1.5～4、1～2倍。随着全球变暖,中国区域尤其是西部地区暖事件、湿事件的风险显著增加,而干事件的风险减少。全球变暖1.5℃时,暖干、暖湿事件的区域平均风险增加1.82、5.48倍。大部分地区暖干、暖湿事件的风险增加1～3、3～9倍。全球变暖2℃时,暖干、暖湿事件的区域平均风险增加2.04、10.01倍。东北西部、华北、西北地区和华南地区暖湿事件的风险增加9倍以上。
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