中国区域极端降水变化的人为信号检测及其未来预估
发布时间：2020-05-28 03:29
【摘要】：本文使用中国区域台站的逐日降水资料,首先使用稳健的统计方法对中国区域极端降水变化中的人类活动显著影响信号进行检测。在确定了人类活动对极端降水影响的基础上,首先系统评估了参与第五次耦合模式比较计划(CMIP5)的全球气候耦合模式对中国区域极端降水变化的模拟能力。基于模式性能的秩加权方法给出中国区域极端降水的概率预估,同时进行了全球增温1.5℃和2℃背景下中国区域极端降水强度和概率的未来预估,重点给出半度增温对中国区域极端降水的影响。得到以下主要结论。(1)基于“场显著性检验”的结果表明,由于观测资料样本的限制,无法从现有的极端降水变化中检测到人类活动的显著影响。由CMIP5未来排放情景的结果分析发现,极端降水变化中人类活动的信号大约到2035年左右能够被显著检测出来。当信号被检测出来的时候,极端降水风险已经发生了比较大的变化。当前气候下的区域平均20,50和100年一遇的极端降水事件分别变为15,34和63年一遇的降水事件。(2)CMIP5模式在整个中国地区表现为湿偏差,尤其是在西部地区。CMIP5模式能够模拟出东部地区极端降水的变化特征,包括空间结构和年际变率,但是在西部地区,大部分模式很难模拟出极端降水指数变化的基本特征。模式对极端降水变化的空间结构和年际变率模拟一致性在东部地区要比西部地区好。东部地区综合模拟能力较好的模式有MRI-CGCM3,CMCC-CM,MIROC4H,HadGEM2-ES和HadGEM2-CC。而在西部地区,模拟能力较好的模式则是MRI-CGCM3,EC-EARTH,HadCM3 和 IPSL-CM5A-LR。相比于多模式集合,优选模式集合能够显著降低模拟的湿偏差。可能原因是优选模拟集合能够很好的模拟出与降水有关的水汽输送特征。(3)与多模式等权预估方案相比,多模式加权方案能够提高未来预估的可信度。到21世纪末期,总降水来量(PRCPTOT),降水强度(SDII)和极端降水贡献率(R95T)增加超过10%的高可能性(概率超过50%)区域主要位于西北以及黄淮流域,因此这两个区域在未来降水更趋向于极端化。最大连续干日(CDD)的结果表明,北部地区干旱形势将得到缓解,在中国南部可能增加,但是CDD变化的可信度较低。(4)当全球温度增加1.5℃和2℃时,中国区域平均极端降水强度相对于基准时间段(1986-2005年)分别增加了 6%和11%。全球增温半度使得中国区域极端降水强度增加约为4%。重现期越长(越罕见)的极端降水事件未来发生的风险越高。100年一遇的极端降水事件在1.5℃和2℃增温背景下分别缩短至63年和46年一遇。半度增温使得100年一遇极端降水事件发生的概率增加1.4倍。并且在特定增温阈值下,区域平均的极端降水强度和风险的变化与CMIP5的RCPs排放情景无关。
【图文】：
方法；第四节给出结果；第五节是结论和讨论。逡逑２．２数据逡逑２．２．１观测数据逡逑使用中国区域从１９６１－２０１２年观测的逐日降水数据计算年最大降水量极端降水事件，逐日降水来自中国气象局７２６个台站的逐日降水。降水进列的质量控制，包括数据的均一化测试并且使用了一种剔除缺测台站的有每个台站一年中超过１０天缺测，则这一年定义为缺测；剔除总年数年的台站。最终选择了邋６０３个符合要求的台站（表２．１）。为了对比不同中人类活动影响的差异，将中国区域大致分为４个子区域，本文以３５°邋Ｎ部和南部的分界线，１１０°邋Ｅ为东部和西部的分界，从而将中国区域分为区域，东北，东南，西北，西南。逡逑
著增加趋势，而不到１％的站点（０．６６％）呈显著降低趋势，并且这种分布有可逡逑能是一种随机现象。我们使用场显著性检验的方法检验这种显著的趋势是否在整逡逑个中国区域内显著，图２．２ｂ给出了基于５００次随机取样得到了呈显著增加以及逡逑显著降低趋势站点比的直方图。左侧表示呈显著增加站点的直方图，，右侧表示呈逡逑显著降低站点的直方图。原始数据中呈显著增加趋势（蓝色实心）以及显著降低逡逑趋势（红色实心）的站点百分比均在随机分布的９５％分位数以内，表明那些呈显逡逑著变化趋势的站点是随机的结果。现有的观测记录长度内，无法从统ｉ十意义上检逡逑测到中Ｍ邋Ｋ域总体极端降水趋势的变化。逡逑Ｍ逡逑８０°Ｅ逦９０°Ｅ逦１００°Ｅ逦１１０°Ｅ逦１２０°Ｅ逦１３０°Ｅ逦８６４２０２４６逦８逦１０逡逑图２．２ａ：ｌ９６ｌ－２０ｌ２年最大降水量长期趋势的空间分布，蓝（红）色空心表示增加（降低）逡逑趋势的站点，蓝色（红色）实心表示显著增加（降低）的站点，显著性通过0．0５的品著性逡逑检验。ｂ：基于５００个中国区域年最大降水量随机样本得到的Q嚽魇票浠恼镜阏妓姓镜愕腻义习俜直龋ê嶂嶂嶙蟛啾硎靖合喙卣镜惆俜直龋也啾硎菊喙卣镜惆俜直龋渲泻斓愫屠跺义系惴直鸨硎驹夹蛄械玫降募跎伲保试黾忧魇频恼镜惆俜直龋教鹾谏男橄叻直鹨滦。垮澹靛澹埃板义希玻冲义希慑义
本文编号：2684629
【图文】：
方法；第四节给出结果；第五节是结论和讨论。逡逑２．２数据逡逑２．２．１观测数据逡逑使用中国区域从１９６１－２０１２年观测的逐日降水数据计算年最大降水量极端降水事件，逐日降水来自中国气象局７２６个台站的逐日降水。降水进列的质量控制，包括数据的均一化测试并且使用了一种剔除缺测台站的有每个台站一年中超过１０天缺测，则这一年定义为缺测；剔除总年数年的台站。最终选择了邋６０３个符合要求的台站（表２．１）。为了对比不同中人类活动影响的差异，将中国区域大致分为４个子区域，本文以３５°邋Ｎ部和南部的分界线，１１０°邋Ｅ为东部和西部的分界，从而将中国区域分为区域，东北，东南，西北，西南。逡逑
著增加趋势，而不到１％的站点（０．６６％）呈显著降低趋势，并且这种分布有可逡逑能是一种随机现象。我们使用场显著性检验的方法检验这种显著的趋势是否在整逡逑个中国区域内显著，图２．２ｂ给出了基于５００次随机取样得到了呈显著增加以及逡逑显著降低趋势站点比的直方图。左侧表示呈显著增加站点的直方图，，右侧表示呈逡逑显著降低站点的直方图。原始数据中呈显著增加趋势（蓝色实心）以及显著降低逡逑趋势（红色实心）的站点百分比均在随机分布的９５％分位数以内，表明那些呈显逡逑著变化趋势的站点是随机的结果。现有的观测记录长度内，无法从统ｉ十意义上检逡逑测到中Ｍ邋Ｋ域总体极端降水趋势的变化。逡逑Ｍ逡逑８０°Ｅ逦９０°Ｅ逦１００°Ｅ逦１１０°Ｅ逦１２０°Ｅ逦１３０°Ｅ逦８６４２０２４６逦８逦１０逡逑图２．２ａ：ｌ９６ｌ－２０ｌ２年最大降水量长期趋势的空间分布，蓝（红）色空心表示增加（降低）逡逑趋势的站点，蓝色（红色）实心表示显著增加（降低）的站点，显著性通过0．0５的品著性逡逑检验。ｂ：基于５００个中国区域年最大降水量随机样本得到的Q嚽魇票浠恼镜阏妓姓镜愕腻义习俜直龋ê嶂嶂嶙蟛啾硎靖合喙卣镜惆俜直龋也啾硎菊喙卣镜惆俜直龋渲泻斓愫屠跺义系惴直鸨硎驹夹蛄械玫降募跎伲保试黾忧魇频恼镜惆俜直龋教鹾谏男橄叻直鹨滦。垮澹靛澹埃板义希玻冲义希慑义
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