任国玉-中国气象局国家气候中心任国玉课题组

科技支撑计划课题年会.2010年.沈阳任国玉中国气象局国家气候中心2010年9月28-30日专题三研究工作和成果汇报预期研究任务已经完成的工作主要研究成果问题与建议明年主要工作主要内容专题研究任务气候变暖背景下我国极端天气气候事件的变化趋势。重点分析中国主要种类极端天气气候事件（干旱、洪涝、高温热浪、强台风、低温冷害）频率和强度变化与大尺度气候变化之间的联系，着重研究近50多年全国和区域主要极端天气气候事件的趋势变化规律，探讨大尺度（全球和中国）气候变化背景下以及不同冷暖气候态下主要极端天气气候事件的强度和发生频率的时空特征的变化趋势。2010年度主要研究任务•完成历史时期我国极端天气气候事件的变化特征与演变规律分析；•总结前两年研究结果，撰写学术论文和学术专著，发表主要研究成果已经完成研究工作目前，已完成专题大部分预期目标。完成了针对各种主要极端气候事件指数和综合极端气候指数的定义工作；完成了资料收集、整理和必要订正工作；计算分析了我国近50年来典型区域或全国极端干旱、洪涝、高温、低温等天气气候事件强度和频率变化趋势，以及气温和降水平均值变化趋势；完成了中国综合极端气候指数分析研究；完成了地面气温和降水平均值变化时间和空间规律分析；完成了全国范围城市化对700站月平均地面气温变化趋势影响评价工作。已经完成研究工作本年度发表学术论文10篇以上，出版“气候与环境研究”专刊（2010年第4期）培养博士后1名，硕士研究生2名，访问学者1名；相关成果在气候变化国家评估报告、中国气候变化适应战略研究报告、国家基础研究发展计划（973计划）立项、省级应对气候变化和区域气候变化评估报告编写等工作中得到应用；研究成果在国内气候变化适应研究中得到应用和借鉴。部分研究成果示例y=0.6967x+20.4470102030405060708019561960196419681972197619801984198819921996200020042008y=-0.7851x+61.5640.010.020.030.040.050.060.070.080.019561960196419681972197619801984198819921996200020042008全国平均暖夜(tn90p)频数变化.1956-2008年全国平均冷夜(tn10p)频数变化.1956-2008年y=0.4048x+29.620102030405060708019561960196419681972197619801984198819921996200020042008全国平均暖昼日数(Tx90p)变化.1956-2008年y=-0.2804x+45.55120253035404550556019561960196419681972197619801984198819921996200020042008全国平均冷昼日数(Tx10p)变化.1956-2008年近50年来，西部地区降水约增加15％—50％；东部地区频繁出现“南涝北旱”，华南地区降水约增加5％—10％，而华北和东北大部分地区约减少10％—30％。（单位：%/10年）1959-2008年我国年降水量变化趋势（中国气象局气候变化中心）758085909510010511011512012513013520253035404550-9-6-3036912606570758019561961196619711976198119861991199620012006年24小时最大降水量（毫米）历年值气候平均值年代平均值中国1956-2008年24小时最大降水量变化趋势(年代平均值：20世纪50年代后期为1956-1960年平均，21世纪以来为2001-2008年平均，其余为10年平均)1956-2008年中国年24小时最大降水量变化趋势图（站点圆圈大小代表趋势大小，蓝色为增加，红色为减少）1961-2008年中国全国平均暴雨日数变化趋势分布（红色直线为整个时期平均值）1.01.52.02.53.019561961196619711976198119861991199620012006年暴雨日数（天）历年值平均值线性趋势1956-2008年中国暴雨日数变化趋势分布图（站点圆圈大小代表趋势大小，蓝色为增加，红色为减少，实心代表趋势通过95%显著性水平的站点）全国年干旱指数CI历年变化图（1951－2008年）（中国气象局国家气候中心）近半个世纪以来中国北方主要农业区的干旱范围有明显扩大的趋势，特别是华北地区干旱程度和范围不断增加趋势最为显著。20世纪90年代后期以来华北地区更是连年出现大旱气象干旱809010011012013020304050NE-200to-20-20to-10-10to1010to2020to3030to20030-20-20～-10-10～1010～2020～301980-2008年和1951-1979年平均气象干旱日数之差（单位：天）010203040195119561961196619711976198119861991199620012006年(%)-0.8-0.6-0.4-0.20.00.20.40.60.819561961196619711976198119861991199620012006年综合指数历年值线性(历年值)综合极端气候指数的主要分量指标及其权重系数确定极端事件高温低温洪涝干旱台风沙尘暴强风指标平均高温日数Htd平均低温日数Ltd平均强降水日数Ipd干旱面积百分率Dap登陆热带气旋频数Tcf平均沙尘天气日数Dsd平均大风日数Swd经济损失（亿元）~423.9650.3472.3490.7~~死亡人数~61966~487~~社会关注度很高高高低中低中年权重系数0.070.080.300.250.200.050.05~表示目前统计数据不可获得1956-2008年全国综合极端气候指数Ⅱ序列变化。直线为线性趋势线y=-0.0139x+0.3742R2=0.5523-0.8-0.6-0.4-0.20.00.20.40.60.819561961196619711976198119861991199620012006年综合指数历年值线性趋势1956-2008年全国综合极端气候指数Ⅰ序列变化。直线为线性趋势线-3.0-2.0-1.00.01.02.03.04.019561961196619711976198119861991199620012006年IPDIPD线性(IPD)-3.0-2.0-1.00.01.02.03.019561961196619711976198119861991199620012006年DAPDAP线性(DAP)-2.5-1.5-0.50.51.52.53.519561961196619711976198119861991199620012006年TCPTCP线性(TCP)-1.5-1.0-0.50.00.51.01.52.02.53.019561961196619711976198119861991199620012006年HTDHTD线性(HTD)-2.5-1.5-0.50.51.52.519561961196619711976198119861991199620012006年LTDLTD线性(LTD)-2.0-1.00.01.02.03.04.019561961196619711976198119861991199620012006年DSDDSD线性(DSD)1956-2008年各单项极端气候指数标准化值变化曲线。粉红色水平直线为0值线；黑色直线为趋势线。a:HTD（高温日数）、b:LTD（低温日数）、c:IPD（强降水日数）、d:DAP（干旱面积百分率）、e:TCF（登陆热带气旋数）、f:DSD（沙尘天气日数）、g:SWD（大风日数）-2.5-1.5-0.50.51.52.519561961196619711976198119861991199620012006年WSDWSD线性(WSD)abcdefg地面气温参考站遴选结果80E90E100E110E120E130E20N25N30N35N40N45N50N全国138个参考站分布年冬季春季夏季秋季全国0.076**0.093**0.089**0.068**0.059**北疆区-0.0060.128-0.041-0.075*-0.096*西北区0.042**0.083**0.053**0.022**0.021*青藏高原0.059**0.073**0.066**0.048**0.053**东北区0.060**0.0270.078**0.073**0.045*江淮流域0.086**0.070**0.095**0.106**0.095**华南区0.042**0.0250.035*0.061**0.052**1961-2004年全国及各分区国家级台站年和季节平均热岛增温率(°C/10a)注：*表示通过5%水平的显著性检验，**表示通过1%水平的显著性检验区域年冬季春季夏季秋季全国27.3318.2034.6338.5323.51北疆区-1.5715.69-20.81-47.77-29.91西北区13.7313.6324.7712.027.64青藏高原23.2318.8634.5522.5419.20东北区15.353.9716.3529.3215.00江淮流域55.4819.2352.78100.0060.13华南区23.208.0426.7239.8730.411961-2004年全国及各分区国家级气象站年、四季平均气温变化趋势中城市热岛增温贡献率（%）卫星遥感反演的德国菲希德尔山站（10578）平均地表温度等温线卫星遥感反演的北京站（54511）平均地表温度等温线上左、上右、下左分别为等温线间距1.0℃、0.5℃、0.25℃地表温度分布1961～2000年华北地区城市化引起的年平均气温、最高和最低气温及气温日较差变化趋势(单位:℃/10a和%)注：A--城市化影响（单位：℃/10a），B--城市化影响贡献率（单位：%）。*表示通过5%水平的显著性检验，**表示通过1%水平的显著性检验平均气温Annualmeantem.最高气温Max.tem.最低气温Min.tem.日较差DTRABABABAB小城市站Smallcity0.07**29.20.014.80.18**50.0-0.17**100中等城市站Mediumcity0.11**39.3-0.01-5.30.19**51.4-0.20**100大城市站Bigcity0.17**50.00.029.10.30**62.5-0.28**100特大城市站Megacity0.09*34.6-0.06*-42.90.20**52.6-0.26**100基本、基准站National0.11**39.3000.20**52.6-0.20**100年极端气温指数距平（d或℃）北京站（红）和北京地区乡村站（蓝）年极端气温指数距平年极端气温指数距平（d或℃）驱动因子Factor局地表现Currenttrend未来趋势Futuretrend可能影响Impact全球变化GlobalGHGs气温上升、海平面上升Warming,SLR增暖；增湿；海面上升；极端事件？Warming,moistening,SLR,Extremes?水资源、生活和健康、生态、农业、交通、海岸、旅游Waterresources,livingandhealth,ecosystem,agriculture,transportation,coastalzoneandtourism流域变化CatchmentsGHGs、自然变异、土地利用GHGs,naturalvariability,LUCC气温？流域降水和河口径流量增加Temperature?basinprecipitationincrease,rechargeincrease增暖；增湿？流量增加？极端降水？Warming