1961~2017年中国不同等级寒冷天气日数时空演变特征

基于气象行业的“寒冷程度等级”，采用1961~2017年中国545个日值最低气温站点数据，从气候态特征、变化趋势和波动特征3个方面分析近57年来中国不同寒冷天气日数时空演变特征。结果表明：（1）1961~2017年中国寒冷天气日数随着寒冷等级降低而逐渐增多。其中极寒和严寒天气日数仅分布在高纬度、高海拔地区。随着寒冷等级降低，寒冷天气日数逐渐向南方发展。（2）1961~2017年中国不同等级寒冷天气日数变化趋势具有各自不同的空间分异特征。高等级寒冷天气日数以减少趋势为主，且主要集中在高纬度、高海拔地区；随着寒冷等级降低，寒冷天气日数呈增加和减少趋势的范围不断增加。1991~2017年的高等级寒冷天气日数变化趋势相比1961~1990年偏小；随着寒冷等级增高，趋势偏大的地区不断增多。（3）1961~2017年中国高等级寒冷天气日数在高纬度、高海拔地区波动较大；随着寒冷等级降低，寒冷天气日数波动较大的地区逐渐向南方发展，且呈现出南方波动大、北方波动小的特征。中低等级寒冷天气日数波动差异特征分别集中在长江流域地区和南方沿海沿边地区。高等级寒冷天气日数波动差异特征则主要集中于高纬度、高海拔地区。     

重大自然灾害灾后重建区旅游项目评价及韧性建设研究

积极开展重大自然灾害灾后重建区旅游项目评价对提升灾后重建管理水平具有重要意义。该研究通过对汶川地震重灾区绵阳市灾后恢复重建旅游项目开展评价,结合“重建得更好”理念提出灾害多发地区旅游业韧性发展路径。研究发现：(1)结合灾区实际和数据局限性,灾区恢复重建项目后评价可依据恢复重建项目完工情况与投资完成情况来综合确定。评价得出绵阳市城乡建设项目实施情况评价等级为良好,其中历史文化遗产与风景名胜区项目恢复重建实施情况相对较差;(2)汶川地震灾后恢复重建中通过制定政策保障,提升配套服务功能,创新营销模式等途径振兴旅游产业,但由于特色旅游资源多处于复杂地质环境区域、灾后救援资源局限以及次生灾害影响促使恢复重建的效果降低。(3)结合“重建得更好”理念提出从旅游规划、结构韧性、防灾减灾、经济与生计、社会与心理、体制机制、法律规章、监测评估八个方面构建旅游业韧性发展路径。为实现灾害多发地区旅游产业的可持续发展,需要分析不同产业间的内在联系,以便通过旅游产业的发展振兴带动灾区社会经济的改善,提升灾后重建的整体质量。     

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。     

透视中国小时极端降水强度和频次的时空变化特征(1961～2013年)

极端降水事件具有小概率和高风险的特征,采用高分辨率数据有助于了解极端降水真实情况。采用1961～2013年中国小时降水数据,从极端降水的强度和频次特征出发,采用多种数理统计方法诊断中国小时极端降水的时空变化特征。结果表明:(1)不同重现期下的中国小时极端降水强度具有明显的东南高-西北低的空间分异特征。不同百分位数下的中国小时极端降水阈值也具有东南高-西北低的空间分异特征。(2)不同百分位数下的1961～2013年中国小时极端降水频次变化趋势主要以增加趋势为主,且随着百分位数的增加,增加趋势趋于减小并向长江流域地区集中。中国小时极端降水频次波动特征则呈东南波动小-西北波动大的空间分异格局,且随着百分位数的增加波动大的地区从西北向东部和南部地区扩张,同时西部地区逐渐呈现出波动大小镶嵌的格局。(3)90%和95%分位数下的中国小时极端降水频次EOF分析表明,中国小时极端降水频次具有明显不同的时空变化模态,且前两个模态可以反映中国小时极端降水频次的主要时空变化模态。两种超阈值取样方法均反映了长江流域呈增加趋势的时空模态特征。     

1.5℃温控目标背景下地球工程对中国不同区域气温影响的预估研究

基于BNU-ESM模式的地球工程(G4实验)和非地球工程(RCP4.5)情景下的2010～2099年中国日值平均气温数据,采用多种数理统计方法,诊断地球工程实施对中国不同区域气温变化的影响。结果表明:(1)2010～2099年两种情景下中国不同区域的年平均气温均呈增加趋势。地球工程实施的2020～2069年,地球工程有效降低了中国不同区域年平均气温的增加趋势。(2)地球工程实施的2020～2069年,中国多数地区的年平均气温降温幅度超过了1.0℃,对《巴黎协定》制定的1.5℃温控目标的实现具有积极推动作用。且地球工程实施结束后的2070～2099年中国不同区域的气温并未出现报复性反弹。(3)2010～2099年两种情景下的中国不同区域年平均气温均发生了突变。地球工程的实施使得中国绝大多数地区的气温突变推迟了11～19 a。(4)基于交叉小波变换的中国不同区域年平均气温序列的高能量波谱区振荡表明,两种情景下的高频年均气温在1～4 a尺度上存在反位相关系,表明地球工程短期内改变了气温变化方向。基于小波相干的中国不同区域年平均气温序列的低能量波谱区振荡表明,地球工程并未从根本改变气温长期变化趋势。     

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。     

中国不同强度降雨量的多属性时序变化特征及其对ENSO的响应

ENSO是影响全球和区域降雨最显著的海气环流因子之一,且具有明显的周期性发展变化特征。基于1961～2016年中国545个气象观测站的日值降水数据,依据中国气象局中央气象台划定的日降雨强度标准,将降雨分为8种强度类型,诊断其8种不同强度降雨量的多属性时序变化特征,及其在不同时频域上对ENSO的响应。结果表明:(1)1961～2016年中国低强度降雨量以减少趋势为主,高强度降雨量则以增加趋势为主。不同强度降(暴)雨量对总降(暴)雨量的贡献率也有类似变化特征。由低强度降雨向高强度降雨转变过程中,中间强度降雨量及其贡献率呈现出先增后减的现象。说明中国降雨在朝着极端化方向发展。(2)除大雨与总降雨外,其它强度降雨量均存在4年及以内的振荡周期,其与ENSO发生发展周期具有较好的一致性。(3)除小雨外,其它强度降雨量的突变均通过了0.05显著性水平的检验,其中中雨、大雨、暴雨、大暴雨、特大暴雨、总暴雨和总降雨量分别在1967、1972、1995、1995、1996、1994和1973年发生了突变。上述突变中,低强度降雨量突变多在拉尼娜年发生,而高强度降雨量则多在厄尔尼诺年发生。(4)除小雨外,其它强度降雨量在1961～2016年与ENSO具有良好的相关性,均通过了0.05显著性水平的检验。在不同时频域上,中国不同强度降雨量与ENSO多在4年及其更短尺度上具有较好的一致性变化特征。尤其在低能量波谱区的高强度降雨和总降雨量与ENSO在长期变化上一致性较高。     

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     

1.5℃温控目标下气候工程对中国极端高温强度影响的空间差异研究

全球变暖背景下极端高温热浪频发,已成为严重影响人类健康和社会可持续发展的气象灾害之一。基于BNU-ESM模式的气候工程(G4试验)和非气候工程(RCP4.5)情景下的2020～2099年日值最高气温数据和平均气温数据,采用韦伯分布理论,对比分析了气候工程实施中(2020～2069年)和实施结束后(2070～2099年)的中国极端高温强度区域差异特征。结果表明:(1)两种情景下的对比表明,气候工程并未从根本上改变中国不同重现期的极端高温强度空间高低分异特征。两种情景下的极端高温强度在两个时段均呈青藏高原低,东部和西北高的空间分异特征。(2)两种情景下的对比表明,气候工程在两个研究时段均有助于中国不同重现期极端高温强度的缓解,且实施期间的缓解作用明显高于结束后。(3)气候工程情景下2020～2069年与2070～2099年的对比结果表明,气候工程实施结束后并未引起极端高温的强烈反弹,且气候工程实施期间对极端高温强度的缓解作用明显高于结束后。(4)对比气候工程实施前后中国平均气温变化,结果表明气候工程使得中国平均气温至少降低了1.25℃,有效缓解了全球气候变暖,有利于《巴黎协定》1.5℃温控目标的实现。在当前1.5℃温控目标下,平均气温的降低有助于减少和缓解更多极端高温事件的频次与强度,深化气候工程对极端高温事件影响的认识。