气候工程对中国极端降雨强度的影响(2010-2099)

针对气候工程方法中争论最多的太阳辐射管理(Solar Radiation Management),基于BNU-ESM模式的气候工程(G4实验)和非气候工程(RCP4.5)两种情景,以2010-2099年日值降雨量数据的95%和99%分位数值作为强降雨和极端降雨事件的阈值。对超阈值取样(POT)的数据采用韦伯分布(Weibull)进行拟合,诊断10、20、50和100年一遇的强降雨和极端强降雨。结果表明:在两种情景下,强降雨和极端强降雨的强度随年遇型的增加而增强,并表现出东南高-西北低空间分异特征。气候工程整体上有助于中国地区强降雨和极端强降雨的增多,同时具有空间异质性,即表现出抑制部分地区的强降雨和极端强降雨的发生。     

近56年来中国雷暴日数的时空分异特征

采用1961-2016年2 481站的雷暴日数数据,利用多种数理统计方法,分析了中国及其七大地理分区的雷暴日数时空分布特征、周期变化规律和突变特征。结果表明:1961-2016年中国整体及其不同区域的雷暴日数整体均呈减少趋势,年均单站雷暴日数均在2000年代普遍偏少,而2010年代开始迅速增加。全国、东北、西北东部、西北西部和西藏地区的年均单站雷暴日数在30年尺度上的振荡周期相对显著。全国、东北、北方、西北东部、西北西部、西藏、西南和东南的年均单站雷暴日数在1992、1994、1996、2000、1994、1963及2005、1989和1994年发生突变。中国年均雷暴日数超过45 d的区域主要分布在新疆西北部、西藏中部、青海南部、四川西部及沿长江的以南地区。西北地区的大部分地区年均雷暴日数则均在10 d以下。不同年代的雷暴日数距平空间差异较大。西藏大部分地区、重庆、甘肃北部、山西、河北、黑龙江西北部、浙江沿海等地区的雷暴日数呈现出明显的增加趋势。新疆西北部、四川西部和长江以南的广大地区等均呈现出明显的减少趋势。西藏、青海、西北地区以及长江中下游南北附近地区的雷暴日数年际波动较大,而内蒙古中北部和长江以南的多数地区年际波动较小。     

灾害防御能力的基本定义与特征探讨

从风险管理、危机管理和应急管理三个概念定义及其演变特征入手,分析了灾害防御能力与应急管理能力的关系。在此基础上对灾害防御能力进行定义,并对其结构体系和功能体系的内涵和外延进行剖析。在功能体系上认为灾害防御能力是多种能力要素相互作用过程,也是多阶段控制能力的过程。最后对灾害防御能力的特征进行研究,认为灾害防御能力是不同主体能力的合力和动态变化的过程。本文对灾害防御能力基本定义和特征的探讨有助于科学理解灾害风险防御能力的评估和综合防灾减灾能力建设。     

中国夏季极端降水空间格局及其对城市化的响应（1961~2010）

利用1961~2010年6~8月中国544个气象站点的日降水数据，采用滑动空间百分位和滑动空间距平的方法来确定的极端降水阈值，在此基础上，以夏季极端降水的雨量占夏季总降水量的比例来表征极端降水强度，并检测极端降水阈值和强度的区域非均一性。进一步通过引入可以反映城市化水平的DMSP/OLS夜间灯光数据，并将不同气象站点所在区域的城市化水平划分为6个等级，从而分析城市化水平与极端降水强度的关系来定量评估城市化对极端降水强度的影响。结果表明，采用滑动空间百分位法和滑动空间距平能够有效诊断出城市化对极端降水的影响。相比于固定百分位阈值法，基于滑动空间百分位法确定的极端降水阈值和强度的空间分异格局更加对比鲜明，整体来看城市化已在很大程度上影响了中国夏季极端降水的阈值和强度，进而对其空间分异特征产生了显著作用。一方面城市化效应使得中国夏季极端降水阈值提高了1.68%，另一方面夏季极端降水的平均强度与城市化水平有着显著的线性关系，即城市化水平每提高一级，极端降水的平均强度增大0.62%。因此，城市化增大了极端降水的风险。 关键词： 极端降水；滑动空间百分位法；滑动空间距平；DMSP/OLS；城市化；中国     

中国灾害性对流天气日数的时空变化特征

采用1961~2016年中国2 481站的冰雹、大风、雷暴和闪电日数数据，利用多种数理统计方法，分析了中国4种灾害性对流天气日数时空分布特征、周期变化规律和气候突变特征。结果表明：（1）在时间上，中国4种灾害性对流天气日数呈减少趋势，且冰雹和雷暴日数具有“先增 后减”的分段变化特征。中国冰雹、大风、雷暴和闪电日数分别具有3~5 a、2~3 a、1~2 a和1~4 a左右的振荡周期，且冰雹和雷暴日数分别于2002和1992年发生突变。（2）在空间上，青藏高原 四川西部地区是冰雹、大风和雷暴日数的高值分布区。同时长江以南地区也是雷暴日数的高值分布区。华南及其同纬度的西南地区是闪电日数的高值分布区。（3）在趋势上，中国冰雹日数主要在青藏高原地区呈减少趋势。大风日数变化趋势呈东部减少 中部不变 西部增减镶嵌的空间格局。雷暴日数在西藏、华北、重庆、浙江和黑龙江西北部呈增加趋势。中国闪电日数变化趋势在长江以南地区减少明显。（4）在波动上，中国冰雹日数在东南地区波动较大，大风日数在胡焕庸线以东波动较大。中国雷暴日数波动特征呈西北高 东南低的空间格局，闪电日数除在新疆北部和华南地区波动动较小外，其它地区波动相对较大。     

灾害系统:灾害群、灾害链、灾害遭遇

根据灾害系统的结构与功能特征的复杂性,将灾害系统中的多灾种情形分成三大类:灾害群、灾害链以及灾害遭遇。灾害群是指灾害在空间上的群聚和时间上的群发,各致灾因子之间不存在成因上的联系性,可依据多灾种风险评估模型对其进行评价;灾害链则表现为类似多米诺骨牌的现象,各致灾因子之间具有成因上的联系性,其风险可通过转移概率风险评估模型进行评估;灾害遭遇表现为各致灾因子之间的相互碰头现象,其风险可通过组合概率风险模型进行评估。狭义上的多灾种仅指致灾因子在空间上群聚或群发。灾害群的致灾程度是各单一致灾因子的总和,对某一地区来讲,灾害群聚或群发,都会使区域总体致灾加重;灾害链与灾害遭遇的致灾强度大大超过其关联的各单一致灾因子的总和,其中灾害链的致灾强度具有累加效应,而灾害遭遇的致灾强度具有叠加效应。灾害累加与叠加都可明显放大致灾的程度,形成巨灾风险。     

基于超阈值取样的中国不同重现期降雨强度空间分异特征及强降雨变化模态(1961～2016年)

不同重现期下的降雨强度对于城市防洪减灾具有重要科学和现实意义。利用中国1961~2016年的535个日值降水站点数据，采用日降雨量的90%、95%和99%分位数阈值，对比分析不同超阈值取样下的中国不同重现期降雨强度空间分异特征和强降雨变化模态。结果表明：（1）3种分位数降雨阈值均呈东高-西低的空间分异特征。相比绝对阈值，日降雨量的95%和99%分位数阈值用于研究大雨和暴雨是相对合理的。（2）3种超阈值样本下的中国不同年遇型降雨强度受区域气候环境和地形条件影响，其空间演变特征具有相似性，均呈现出从东部沿海向西和向北扩张的趋势，但相同年遇型下的降雨强度空间格局在3种超阈值取样方法下差异较大。（3）EOF分析即经验正交函数分解表明在绝对阈值和相对阈值取样下的中国强降雨变化模态具有一致性，前三模态方差解释率可以达到54%以上，且第一、二和三模态的方差解释率均超过10%，分别达到约30%、14%和11%，均表征了中国年际强降雨量的不同变化规律特征，具有明显的气候物理意义。     

近56 a来中国东部地区雨涝事件时空演变特征

采用1961~2016年1 638站的雨涝次数和雨涝日数年值数据，利用多种数理统计方法，诊断中国东部地区雨涝事件时空演变规律。结果表明：（1）在时间上，1961~2016年中国东部地区的年总雨涝次数和雨涝日数均在波动中呈现出增加趋势。在年代际变化上，1990s的雨涝次数和雨涝日数最多，而1960s~1980s，中国东部地区的雨涝次数和雨涝日数均呈减少趋势。中国东部地区年雨涝次数和雨涝日数存在6 a和30 a的周期振荡特征，并在1991年发生突变。（2）在空间上，1961~2016年中国东部地区气候态和各年代的雨涝次数和雨涝日数主要集中分布在华南、云南西部和南部、江西北部、浙江南部、福建北部、湖南和重庆交界地区、四川北部和辽宁东部地区。（3）在变化趋势和波动特征空间分布上，1961~2016年中国东部地区雨涝次数和雨涝日数在东南沿海地区呈明显增加趋势，而1961~2016年中国东部雨涝次数和雨涝日数波动特征则呈东南低-西北高的空间分异格局。     

1961~2010年中国大尺度区域暴雨时空分布特征研究

长时间大范围的区域暴雨作为一种极端天气气候事件，是人民生产生活的一大威胁，已成为社会和学界的关注焦点之一，亟需研究中国长时间序列区域暴雨的时空演变特征。通过定义的区域暴雨事件，选取持续天数、影响站点数、最大日降雨量和最大累积降雨量4项指标，统计分析了1961~2010年中国区域暴雨的时空变化格局。结果表明：在空间格局上，1961~2010年中国区域暴雨主要分布在黑龙江漠河至云南腾冲一线以东的东部沿海季风区，而西北内陆则无区域暴雨发生；在省际分布上，多集中发生在以广东为首的东部沿海省市；在时间序列上，中国区域暴雨存在准10a（6.5a和13a）的周期振荡，以1997年前后年份发生次数较多，年内多集中在5~9月，且4项指标均在6月份达到最高。     

近百年来全球、大洲和区域尺度降雨时空变化诊断(1900-2010)

采用1900-2010年0.5°×0.5°的降雨数据诊断全球、七大洲和IPCC26个陆地分区的降雨气候态分布特征、变化趋势和波动特征。结果表明:(1)在气候态降雨量上,全球年均降雨量主要分布在30°S~30°N,特别是20°S~20°N,仅非洲和南美洲年均雨量高于全球。年均降雨量SEA(东南亚分区)最高,SAH(撒哈拉分区)最少,不同季节伴有不同变化。(2)在变化趋势上,1900-2010年全球降雨量变化趋势呈现出不同的时空分布特征,且以减少趋势为主。在大洲上,亚洲、非洲和南极洲呈减少趋势,且6-8月减少最多,9-11月减少最少。在IPCC 26个陆地分区上,12个分区呈增加趋势,14个分区呈减少趋势。(3)在波动特征上,1900-2010年全球陆地降雨量波动特征较高的地区主要分布在撒哈拉、以青藏高原为核心的周边地区、南美洲西部山脉地区和南极洲内陆地区,不同季度的降雨量均大于年均降雨量波动特征,且大洋洲和南极洲四个季度波动特征大于其它五个大洲。在IPCC 26个陆地分区上,仅8个分区年均降雨量波动特征波动特征超过了0.10。