极端气候事件国内研究

一、极端气候的定义与指标（对观测的历史资料进行分析）

极端事件的定义：

（1）IPCC的第4次评估报告基于气象要素的概率分布，定义小于等于第10个（大于等于第90个）百分位的事件做为极端事件。

参考文献：Solomon S, Qin Dahe, ManningM,et al. Climate Change 20xx: The

Scientific Basis. Contribution of Working Group I to the Fourth Assessment Report of

the Intergovernmental Panel on Climate Change [R]. Cambridge: Cambridge

University Press,20xx. （2）根据标准差做为判定极端事件的依据。

参考文献：龚道溢,王绍武,朱锦红.北极涛动对我国冬季日气温方差的显著影响[J].

科学通报, 20xx, 49(5): 487-492.

1、翟盘茂采用百分位阈值法分析了我国极端气温和降水事件

极端气候阈值的确定方法：（非参数法）

如果某个气象要素有n个值，将这n个值按升序排列x1,x2,?,xm,?xn，某

个值小于或等于xm的概率为P?(m?0.31)/(n?0.38)，式中m为xm的序号

参考文献：翟盘茂,潘晓华.中国北方近xx年温度和降水极端事件变化[J].地理学

报,20xx,58(S1):1-10.

2、封国林等总结了定义极端气候事件常用的两种方法

（1）定义与极端事件相关的代用气候指数,通过分析这些气候指数的特征来反

映极端事件的变化情况;

（2）根据天气现象(如热带气旋)本身的定义标准,直接通过对原始资料的分析来

判断该类极端事件的频率或强度有何变化

检测极端事件的常用方法：（1）绝对阈值法；（2）百分位阈值法

绝对阈值法就是设定一个阈值,当大于这一阈值则为极端值;百分位阈值法是采用某个百分位值作为极端值的阈值,超过这个阈值的值被认为是极值,并称为极端事

件。

参考文献：封国林，龚志强，支蓉.气候变化检测与诊断技术的若干新进展[J].气

象学报，20xx，66(006):892一905.

3、气候变化检测和指标专家组(ETCCDM I,Expert Team on Climate Change

Detection and Indices)定义了27个代用气候指数,主要集中在对极端事件的描述上,

其中包括16个气温指数和11个降水指数,这些指数是从逐日最高、最低及平均

气温或逐日降水量计算得到的。？？？？

4、章大全等采用中值和均值两种极端事件检测方法,分别对中国194个站点1957

—20xx年的日温度资料和月平均温度资料进行分析,并对两种不同检测方法得出

的结果进行比较

（1）基于均值的极端事件检测方法 （2）基于中值的极端事件检测方法

参考文献：章大全，钱忠华.利用中值检测方法研究近xx年中国极端气温变化趋

势[J].物理学报，20xx,57（7）：4634-4640

综合极端气候指数各分量指标的定义

名称 缩写 定义 单位 高温日数 Htd日最高气温>第90个百分位值的日数 d 低温日数 Ltd日最低气温<第10个百分位值的日数 d 强降水日数 Ipd日降水量>第95个百分位值的总降水日数 d 干旱面积百分率 Dap 发生气象干旱的区域面积与有效观测区域面积的百分比值 % 登陆台风频数 Tcf 统计时段内登陆我国沿海的台风数量 个 沙尘天气日数 Dsd 统计时段内有观测记录网格点平均的沙尘天气日数 d 大风日数 Swd 瞬时平均风速>17 m·s-1的日数 d

5、王翼等对长江中下游5种基于日降水量的极端降水指数进行了分析,指出长江

中下游近xx年来极端降水指数呈上升趋势，并且降水强度上升趋势最为明显。

5种基于逐日降水量的极端降水指数定义

名称 缩写 定义 单位 连续5天最大降水量 R5d 连续5天最大降水量 mm

降水强度 S 总降水量/降水日数 mm/d 大雨天数 dR20日降水量超过20mm的天数 d 非常湿天降水量 R95日降水量超过95%百分位数的降水量 mm

6、(1)任国玉等对中国极端气候变化观测研究进行了回顾与展望，指出对于区域

极端气候变化的研究仍比较薄弱，需要在极端气候变化的机理方面近一步研究，

并总结了国内外常用的极端气温与极端降水指数

参考文献：任国玉,封国林,严中伟.中国极端气候变化观测研究回顾与展望[J].

气候与环境研究,20xx,15 (4): 337-353.

(2) 任玉国等总结了7种极端气候指标，并对这7个指标定义了两个综合极端

气候指数，等权重合成及差异权重合成

参考文献：任国玉，陈峪,邹旭恺,等. 综合极端气候指数的定义和趋势分析[J].气

候与环境研究, 20xx,15 (4):354-364

国内外通用极端气温与降水指数

极端气温指数

名称 缩写 定义 单位 霜冻日数 FD0日最低气温(TN) <0°C的全部日数 d 结冰日数 ID0日最高气温(TX) <0°C的全部日数 d

月最低气温极大值

月最高气温极小值

月极端最低气温

冷夜日数

冷昼日数

暖夜日数

暖昼日数

热日持续指数

冷日持续指数

TNx TXn TNn TN10p TX10p TN90p TX90p WSDI CSDI 每月内日最低气温的最大值 每月内日最高气温的最小值 每月内日最低气温的最小值日最低气温(TN) < 10%分位值的日数日最高气温(TX) < 10%分位值的日数日最低气温(TN) > 90%分位值的日数日最高气温(TX) > 90%分位值的日数 每年至少连续6天日最高气温(TX) > 90%分位值的日数 每年至少连续6天日最低气温(TN) < 10%分位值的日数

极端降水指数 °C °C °C d d d d d d

名称 缩写 定义

1日最大降水量 Rx1day 每月最大1日降水量

5日最大降水量 Rx5day 每月连续5日最大降水量

降水强度 SDII年降水量与降水日数(日降水量≥1·0 mm)比值 中雨日数 R10日降水量(PRCP)≥10 mm的日数 大雨日数 R20日降水量(PRCP)≥20 mm的日数 暴雨日数 R50日降水量(PRCP)≥50 mm的日数 持续干期 CDD日降水量连续<1mm的最长时期 持续湿期 CWD日降水量连续≥1mm的最长时期 强降水量 R95p日降水量>95%分位值的总降水量 极强降水量 R99p日降水量>99%分位值的总降水量

（注：持续湿期即连续最大降水日数） 7、陈效逑等通过计算气象综合干旱指数CI对黄河流域的极端气候变化进行了分析。

参考文献：陈效逑，刘立，尉杨平.1961—20xx年黄河流域极端气候事件变化趋势[J].人民黄河，20xx,33（5）：3-6

9、汶林科等对长江中游地区的7中极端降水指数进行了分析，并且分析了极端降水与ENSO的关系。

参考文献：汶林科,崔鹏,杨红娟,邹强,向灵芝.ENSO与长江流域中游地区雨季极端降水的关系[J].山地学报，20xx,29（3）：299-305.

10、李庆祥提出了基于实际样本频率分布的阈值计算的新方法,并且对极端高温事件阈值确定的方法进行比较研究。结果表明，这种方法比传统方法，有较好的稳定性。

按实际概率分布确定阈值，方法如下：

首先对某站某年份的气温序列，确定样本频率分布的组数G,G?1?3.22lgn,n为实际样本容量，求得变量的概率分布后，再利用累积频率值相比较。

参考文献：李庆祥，黄嘉佑.对我国极端高温事件阈值的探讨[J].应用气象学报，20xx,22（2）：138-144.

11、(1)杨萍等分析了我国近xx年来极端温度的变化趋势和季节特征，指出冬季单位 mm mm mm/d d d d d d mm mm

极端冷指数变化趋势最明显。

参考文献：杨萍，刘伟东，王启光等.近xx年我国极端温度变化趋势和季节特征

[J].应用气象学报，20xx,21（1）：29-36.

(2)利用基于k阶最近距离从集点提取算法，对中国极端气候事件的群发性规律进行了研究

参考文献：杨萍,侯威,封国林. 20xx.中国极端气候事件的群发性规律研究[J].气候与环境研究, 15 (4): 365-370.

12、钱维宏等总结了我国平均气候与极端气候的研究成果，分析了中国的区域气候变化、全球气候变暖对中国气候的影响。

参考文献：钱维宏,符娇兰,张玮玮,林祥.近xx年中国平均气候与极值气候变化的概述[J].地球科学进展，20xx，22（7）：673-684.

13、翟盘茂等较系统地对我国极端气候事件进行了研究。

(1)对我国过去50多年的气温、降水及干旱变化特征，结果表明，我国气候增暖相当明显，北方地区较突出。

参考文献：翟盘茂，邹旭恺.1951一20xx年中国气温和降水变化及其对千早的影响[J].气候变化研究进展，20xx,1（1）：16-18. (2)利用百分位阈值法分析了极端气温的气候学分布特征。

参考文献：潘晓华，翟盘茂.气温极端值的选取与分析[J].气象，20xx，28（10）：28-31.

(3)采用经验模态分解法（EMD)分析了中国北方夏半年极端干期的时空变化特征 参考文献：刘莉红，翟盘茂，郑祖光.中国北方夏半年极端干期的时空变化特征

[J].高原气象, 20xx, 29(2): 403-411

(4)分析了大城市极端强降水事件的变化特征与周边的区别，指出大城市极端降水强度和频数增加的趋势比周围大。

参考文献：王萃萃,翟盘茂. 20xx.中国大城市极端降水事件变化的初步分析[J].气候与环境研究, 14 (5): 553-560.

(5)对1951-19xx年对中国降水极值的变化进行了趋势检验，指出中国平均降水强度极端偏高的区域范围表现为扩大的趋势。

参考文献：翟盘茂，任福民，张 强.中国降水极值变化趋势检测[J].气象学报，1999,57（2）：208-216.

(6)分析了1951-19xx年最高最低气温，并对最高最低气温的变化规律原因进行了探讨。

参考文献：翟盘茂，任福民.中国近四十年最高最低温度变化[J].气象学报，1997,55（4）：418-429.

(7)分析了中国北方近xx年温度和降水极端事件变化

参考文献：翟盘茂，潘晓华.中国北方近xx年温度和降水极端事件变化[J].地理学报，20xx,58（增刊）：1-10.

14、王志福等采用百分位阈值法分析了我国不同持续时间的极端降水事件的时空分布及变化趋势特征。

参考文献：王志福，钱永甫.中国极端降水事件的频数和强度特征[J].水科学进展，20xx,20（1）：1-9.

15、闵屾采用百分位阈值法对中国极端降水事件的区域性和持续性进行了研究。定义：（1）极端降水的区域性：当某站发生极端降水事件时,其周边地区出现极端降水,或虽然没达到极端降水阈值但雨量较大的降水事件(简称为较强降水事件)的可能性较大的台站数的多少。（2）极端降水的持续性：单站极端降水的持续时间长短以及持续时间较长的极端降水发生的可能性大小。 参考文献：闵屾，钱永甫.中国极端降水事件的区域性和持续性研究[J].水科学进展，20xx,19（6）：763-771.

16、陈海山等采用百分位阈值法分析了中国近xx年来极端降水变化的季节性差异。 参考文献：陈海山,范苏丹,张新华.中国近50 a极端降水事件变化特征的季节性差异[J].大气科学学报，20xx,32（6）：744-751.

17、龚志强等利用NECP温度资料，采用百分位阈值法定义极端高温事件，分析了我国温度极端事件的区域特征及与气候突变的联系。温度变化的空间分区采用了动力学自相关因子指数Q,采用滑动t检验法检验了温度的突变。

参考文献：龚志强，王晓娟，支蓉，封国林.中国近xx年温度极端事件的区域特征及其与气候突变的联系[J].物理学报，20xx,58（6）：4342-4353.

18、(1)杨金虎等采用百分位阈值法定义了极端降水事件，运用EOF、REOF、趋势分析、Morlet小波分析分析事件序列的空间分布特征。

参考文献：杨金虎,江志红,杨启国等.中国西北汛期极端降水事件分析[J].中国沙漠，20xx,27（2）：320-325. (2)采用百分位阈值法对中国年极端降水事件的时空分布特征进行了分析，指出年极端降水事件与年降水量之间存在较好的相关性。

参考文献：杨金虎，江志红，王鹏祥，陈彦山.中国年极端降水事件的时空分布特征[J].气候与环境研究，20xx,13（1）：75-83.

19、李斌等采用经验模态分解方法（Empirical Mode Decomposition,EMD）分析了澜沧江流域极端降水变化特征。

参考文献：李斌，李丽娟，李海滨等.1960-20xx年澜沧江流域极端降水变化特征

[J].地球科学进展，20xx,30（3）：290-298.

20、邹用昌等分析了CO2倍增对我国东部极端降水的影响。

参考文献：邹用昌，杨修群，潘志祥等.CO2倍增对我国东部极端降水的影响[J].

气候变化研究进展，20xx,4（2）：84-89.

21、赵勇等使用一元线性回归和二项式滑动平均等统计方法，分析了北疆极端降水量、极端降水频数和极端降水强度的时空变化特征。

参考文献：赵勇，黄丹青，朱坚.北疆极端降水事件的初步分析[J].沙漠与绿洲

气象，20xx,4（5）：1-5.

二、极值统计理论的研究进展（从概率统计的角度对极端气候时间进行分析）

1、黄琰等采用百分位阈值法描述极值，同时利用系统聚类法对百分位阈值进行了概率分布特征的聚类分析，并且证明了百分位阈值与概率密度之间有很好的对应关系

参考文献：黄琰，封国林，董文杰.近xx年中国气温、降水极值分区的时空变化特征[J].气象学报，20xx,69（1）：125-136.

2、

三、极端气候事件的模拟研究

1、杨红龙等对SRES A2情景下中国区域21世纪末平均和极端气候变化进行了模拟，分析了中国区域的气候变化，包括气温和降水的年际、季节和日时间尺度的变化以及极端气候事件的变化趋势。

参考文献：杨红龙，许吟隆，张镭等.SRES A2情景下中国区域平均和极端气候变化的模拟[J].气候变化研究进展，20xx,6（3）：157-163.