未来的极端天气气候与水文事件预估及其应对

人类活动造成的气候变化已经影响到全球每个地区的极端天气气候和水文事件。全球变暖的任何额外增量都会伴随极端事件更大的变化,如果没有全球性的碳中和行动,极端高温事件的增多增强以及极端冷事件的减少减弱趋势将贯穿整个21世纪,强降水以及一些地区的农业和生态干旱的强度和发生频率也会显著增加。当代的儿童和后代在未来更容易受到气候变化和相关极端事件风险的影响,即使是在相对于工业化以前的1.5℃温升水平下,到21世纪末遭受的极端天气气候和水文事件的数量仍将增加近4倍。针对日益严峻的气候变化与极端事件灾害风险,亟须积极推进“双碳”行动,并大力减少甲烷等其他温室气体的排放。同时,亟须做好防灾减灾相关政策与措施的制定,推进极端事件监测与早期预警系统及恢复力建设,加强对复合极端事件与小概率高影响事件的预防,保障未来几代人的福祉安康和可持续发展。     

IPCC AR6报告解读：极端天气气候事件变化

与IPCC第五次评估报告（AR5）相比,在第六次评估报告（AR6）评估中,观测的极端天气气候事件变化证据,特别是归因于人为影响的证据加强。人类活动造成的气候变化已影响到全球每个区域的许多极端天气气候事件。随着未来全球变暖进一步加剧,预估极端热事件、强降水、农业生态干旱的强度和频次以及强台风（飓风）比例等将增加,越罕见的极端天气气候事件,其发生频率的增长百分比越大。这些结论再次凸显了应对气候变化和极端天气气候事件的必要性和紧迫性。     

2000—2017年山地城市百色气候承载力定量评价

利用2000—2017年百色市气象资料和城市社会经济发展数据,构建以气候天然容量、极端气候事件压力、城市气候压力和城市协调发展能力四个评价指数组成的城市气候承载力综合函数,客观定量评价广西西部山地城市百色2000—2017年的气候承载力变化。结果表明：21世纪以来,百色市的气候承载力整体呈现一种波动上升的状态,反映百色的城市建设与气候之间的协调力增强,城市建设发展仍有较大的气候承载空间。百色城市气候承载力对极端天气气候事件,特别是干旱事件较为敏感;人为影响因子对气候承载力具有重要影响。提升气候承载力和应对气候变化能力应从提高防御自然灾害能力和城市协调发展能力、降低城市气候压力着手,建立可持续发展的城市气候生态系统。     

中国极端气候变化观测研究回顾与展望

评述、总结了近年有关中国极端气候变化的观测研究成果,讨论了尚未解决的科学问题和今后应重点加强的工作方向。已有研究表明,1951年以来中国大陆地区极端气候事件频率和强度发生了一定变化,但不同类型和不同区域极端气候变化存在明显差异。从全国范围看,与异常偏冷相关的极端事件如寒潮、冷夜和冷昼天数、霜冻日数等,显著减少减弱,偏冷的气候极值减轻;与异常偏暖相关的暖夜、暖昼日数明显增多,暖夜日数增多尤其明显,但高温事件频数和偏热的气候极值未见显著长期趋势;全国平均暴雨和极端强降水事件频率和强度有所增长,特别是长江中下游和东南地区、西部特别是西北地区有较明显增长,而华北、东北中南部和西南部分地区减少减弱;多数地区小雨频数明显下降,偏轻和偏强降水的强度似有增加;全国遭受气象干旱的范围呈较明显增加趋势,其中华北和东北地区增加更为显著;登陆和影响我国的热带气旋、台风频数有所下降,其造成的降水总量有较明显减少;北方地区的沙尘暴事件从总体上看有显著减少减弱趋势;我国东部部分地区夏季雷暴发生频率也存在较明显下降趋势。现有工作表明,在涉及极端气候变化研究的资料处理和分析方法方面还有改进余地。观测资料的非均一性,以及观测环境改变和城市化对地面气候要素变化趋势的影响偏差,需要进行深入评价和客观订正。此外,目前对于区域极端气候变化的综合分析还较薄弱,在极端气候变化机理的研究方面有待加强。     

天气和气候极端事件的变化及其与全球变暖的联系——纪念2002年世界气象日“减低对天气和气候极端事件的脆弱性”

2002年3月23日世界气象日的主题是“减低天气和气候极端事件的脆弱性”。针对这个主题,作者对以下四方面问题作了阐述：（1）天气与气候极端事件以及脆弱性的定义;（2）近百年来全球天气与气候极端事件的变化及其与全球气候变化的关系;（3）未来天气与气候极端事件及其影响的预测;（4）天气与气候极端事件的适应与减缓对策。由于篇幅有限,未介绍中国在这方面的研究。     

极端天气和气候事件的变化

自1950年以来的观测证据表明,有些极端天气和气候事件已经发生了变化。全球尺度上,人为影响可能已经导致极端日最低和最高温度升高;由于平均海平面上升,人类活动可能已对沿海极端高水位事件的增加产生了影响;具有中等信度的是,人为影响已导致全球强降水增加;由于热带气旋历史记录的不确定性、缺乏对热带气旋与气候变化之间关联的物理机制的完整认识及热带气旋自然变率的程度,将可检测到的热带气旋活动变化归因于人为影响仅具有低信度。将单一的极端事件变化归因于人为气候变化具有挑战性。对极端事件变化预估的信度取决于事件的类型、区域和季节、观测资料的数量和质量、基本物理过程的认知水平及模式对其模拟的可靠性。     

不同升温阈值下中国地区极端气候事件变化预估

本文基于耦合模式比较计划第五阶段(CMIP5)的18个全球气候模式的模拟结果,预估了全球平均气温在不同典型浓度路径(RCPs)下达到2℃、3℃和4℃阈值时,中国地区气温和降水的变化,并采用了具有稳定统计意义的27个极端气候指标定量评估了全球平均气温达到不同阈值时,中国地区极端气候事件的可能变化。结果表明,未来我国平均气温增幅将高于全球平均增暖,极端暖事件(如暖夜、暖昼、热带夜)明显增多,达到4℃阈值时,暖夜指数相比参考时段增加约49.9%。极端冷事件(如冷夜、冷昼、霜冻)减少。随全球气温升高,中国北方平均降水增多。在不同升温阈值下,中国地区降水的极端性都体现出增强的趋势,强降水事件发生频率(如中雨日数、大雨日数)和强度(如五日最大降水量、极端强降水量)都明显增加。随升温阈值的升高,这些变化幅度更大,在 RCP8.5 情景下全球升温 3℃和4℃时,中国平均五日最大降水分别增加 12.5mm和17.0mm。我国西南地区极端降水强度的增幅高于其他地区。     

气候变化国家评估报告（Ⅰ）：中国气候变化的历史和未来趋势

 中国的气候变化与全球变化有相当的一致性，但也存在明显差别。在全球变暖背景下，近100 a来中国年平均地表气温明显增加，升温幅度比同期全球平均值略高。近100 a和近50 a的降水量变化趋势不明显，但1956年以来出现了微弱增加的趋势。近50 a来中国主要极端天气气候事件的频率和强度也出现了明显的变化。研究表明，中国的CO2年排放量呈不断增加趋势，温室气体正辐射强迫的总和是造成气候变暖的主要原因。对21世纪气候变化趋势做出的预测表明：未来20～100 a，中国地表气温增加明显，降水量也呈增加趋势。     

国际气候变化研究新进展

 简要回顾了国际上气候变化科学研究在最近所取得的进展，主要包括近百年温度和降水的变化，大气成分和辐射强迫的变化，热带和中高纬度气候变化，台风和气候变化，全球变暗和反照率，气候模式与气候变化的预估，气候突变和极端事件等方面。通过回顾可以看到，气候变化科学已取得了显著的进展，但也提出一些新的科学问题，国内外科学家将面临新的科学挑战。     

综合极端气候指数的定义和趋势分析

综合极端气候指数对于极端气候变化监测、整体认识区域极端气候变化趋势及其原因和影响,具有实际意义。根据中国常年极端气候特点和不同种类极端气候事件的经济社会影响,选取全国平均高温日数、低温日数、强降水日数、沙尘天气日数、大风日数、干旱面积百分率和登陆热带气旋频数等7种极端气候指标,定义两个综合极端气候指数,分别为7种极端气候指标简单(等值权重)合成的综合指数I和加权(差异权重)合成的综合指数II。综合指数II主要依据各种极端气候事件引发的灾害严重程度及其社会影响大小,分别确定其对应指标的相对重要性和权重系数。分析结果表明:1956～2008年,综合指数I序列表现出明显的下降趋势,说明中国地区常见的极端气候事件总体有不断减少、减弱的趋势;同期综合指数II序列没有表现出明显的升降趋势变化,说明对中国地区具有重大经济和社会影响的极端气候事件频率总体上没有发生明显变化。就各个单项极端气候指数变化来看,全国平均年高温日数、强降水日数和干旱面积百分率呈上升趋势,但除高温日数外,其他指数趋势变化均不显著;全国平均年低温日数、沙尘天气日数和大风日数呈下降趋势,且趋势性均很显著;登陆中国大陆的热带气旋频数有所减少,但趋势不很明显。因此,在全球气候显著变暖的半个多世纪内,中国地区多数常见的极端气候事件发生频率,或者显著减少,或者变化不明显;而对全国经济和社会具有重大影响的主要极端气候事件,其频率总体上未见明显趋势变化。     

Detection, Causes and Projection of Climate Change over China： An Overview of Recent Progress

This article summarizes the main results and findings of studies conducted by Chinese scientists in the past five years.It is shown that observed climate change in China bears a strong similarity with the global average.The country-averaged annual mean surface air temperature has increased by 1.1℃over the past 50 years and 0.5-0.8℃over the past 100 years,slightly higher than the global temperature increase for the same periods.Northern China and winter have experienced the greatest increases in surface air temperature.Although no significant trend has been found in country-averaged annual precipitation, interdecadal variability and obvious trends on regional scales are detectable,with northwestern China and the mid and lower Yangtze River basin having undergone an obvious increase,and North China a severe drought.Some analyses show that frequency and magnitude of extreme weather and climate events have also undergone significant changes in the past 50 years or so. Studies of the causes of regional climate change through the use of climate models and consideration of various forcings,show that the warming of the last 50 years could possibly be attributed to an increased atmospheric concentration of greenhouse gases,while the temperature change of the first half of the 20th century may be due to solar activity,volcanic eruptions and sea surface temperature change.A significant decline in sunshine duration and solar radiation at the surface in eastern China has been attributed to the increased emission of pollutants. Projections of future climate by models of the NCC(National Climate Center,China Meteorological Administration)and the IAP(Institute of Atmospheric Physics,Chinese Academy of Sciences),as well as 40 models developed overseas,indicate a potential significant warming in China in the 21st century,with the largest warming set to occur in winter months and in northern China.Under varied emission scenarios,the country-averaged annual mean temperature is projected to increase by 1.5-2.1℃by 2020,2.3-3.3℃by 2050, and by 3.9-6.0℃by 2100,in comparison to the 30-year average of 1961 1990.Most models project a 10% 12% increase in annual precipitation in China by 2100,with the trend being particularly evident in Northeast and Northwest China,but with parts of central China probably undergoing a drying trend.Large uncertainty exists in the projection of precipitation,and further studies are needed.Furthermore,anthropogenic climate change will probably lead to a weaker winter monsoon and a stronger summer monsoon in eastern Asia.     

近42年日照市气候变化分析

根据日照市1961-2002年的年降水量、年平均气温以及季降水量、季平均气温资料，利用Mann-Kendall突变检验法和滑动t检验法，分析了日照市近42年的气候变化特征。结果表明：年平均气温、年降水量均存在突变，其中，冬季气温突变最为明显，秋季略有突变但不明显，春、夏季气温没有突变现象；夏季降水量突变最为明显，秋季不明显，冬、春季没有突变现象。     

气候变化国家评估报告(Ⅰ):中国气候变化的历史和未来趋势

The climate change in China shows a considerable similarity to the global change, though there still exist some significant differences between them. In the context of the global warming, the annual mean surface air temperature in the country as a whole has significantly increased for the past 50 years and 100 years, with the range of temperature increase slightly greater than that in the globe. The change in precipitation trends for the last 50 and 100 years was not significant, but since 1956 it has assumed a weak increasing trend. The frequency and intensity of main extreme weather and climate events have also undergone a significant change. The researches show that the atmospheric CO2 concentration in China has continuously increased and the sum of positive radiative forcings produced by greenhouse gases is probably responsible for the country-wide climate warming for the past 100 years, especially for the past 50 years. The projections of climate change for the 21st century using global and regional climate models indicate that, in the future 20-100 years, the surface air temperature will continue to increase and the annual precipitation also has an increasing trend for most parts of the country.     

我国南北方气温和降水气候态变化特征及其对气候检测结果的影响

利用1961-2012年中国区域1353个站的年平均气温和年降水资料,分析南方和北方4种气候态的变化特征,并探索气候态的改变对南方和北方气候检测的影响。结果表明：气候变暖对气候态的影响较为明显,气候态的改变会使得南北方气候分析结果发生改变。北方近52年来年平均气温的升温趋势较明显,南方升温趋势较弱,南北方在I态、II态和III态下的年平均气温均呈现一致的增加趋势,但北方比南方升温更快。南北方年降水量的历年变化差异较大,北方年降水量呈现弱的“降-升-降-升”变化趋势,南方年降水量的历年变化较大,多项式趋势线呈“2峰3谷”。气候态的改变使得北方和南方的气温和降水等级均向着高等级移动,北方气温等级的变化受气候态的影响比南方更明显。     

青海省气候变化的区域性差异及其成因研究

 利用1961-2006年青海不同区域气象资料,分析了年平均气温,年平均最低、最高气温和降水量等气候要素的变化趋势、年代际变化和气候突变前后的差异性,分析了气候显著变化并存在明显区域性差异的可能归因。结果表明：近46 a来青海不同区域年平均气温均呈现出显著上升趋势,其中以柴达木盆地增暖最为明显,气候倾向率达0.44℃/10a;降水量变化表现出明显的区域性差异,柴达木盆地年降水量显著增多,气候倾向率为6.67 mm/10a,而东部农业区年降水量则呈现出减少趋势。温室气体浓度的显著增加、云量变化、高空水汽输送的变化以及下垫面状况差异等因素是造成青海气候显著变化并具有明显区域性特征的可能成因。     

气候变暖对河西走廊中部农业的影响

选取河西走廊中部张掖市6县（区）1961～2006年日平均气温、日最低气温、年降水资料。计算历年各地气温、积温、无霜冻期和农业气候生产力,分析河西走廊中部气候变暖对农业生产的影响。结果表明：20世纪80年代末期以来,河西走廊中部气温呈持续升高趋势,1987～2006年的平均气温明显增高,且冬季升温幅度最为显著,秋季次之,春、夏季升温幅度较小;≥0℃和≥10℃积温增多,无霜冻期延长,气候生产力增加。80年代后期气候明显变暖,喜温作物面积扩大,复种指数提高,有利于冬季大棚蔬菜等设施农业的生产;干旱发生频率加大,病虫越冬存活率上升,导致农业生产成本增加。     

中国北方农牧交错带气候变化特征及未来趋势

利用1951—2006年中国台站日平均观测资料对北方农牧带过去56a气候变化特征进行了分析,指出该农牧带年降水量具有明显的年际和年代际变化特征,近10a来呈明显的下降趋势;年平均气温在20世纪90年代前期变化幅度较小,1987年之后持续偏暖,与全球及中国温度变化趋势一致;降水和温度变化具有明显的季节和区域差异。在气候特征分析基础上,利用全球海气耦合模式嵌套区域气候模式在SRES A2排放情景下对未来30a（2001-2030年）的气候变化进行了预估,对照30a模式气候场（1961—1990年）,分析了未来30a北方农牧交错带降水和温度变化的可能趋势,结果表明,未来该区平均地面气温持续升高,升温幅度达0．3℃,温度日较差将明显减小;年降水量呈增加趋势,但增加幅度较小,且降水变化具有明显的季节和地域差异;未来黄河上游地区干旱的威胁仍十分严峻。     

2008年：气候持续变暖，极端事件频发

 2008年可能是自1850年开始有器测记录以来全球第10个最暖的年份,全球海面和陆面综合气温比1961-1990年的年平均高0.31℃,150 a来最热的10个年份都集中在最近12 a里,全球气候变暖的趋势仍在持续。北极的海冰面积在融化期降至自1979年卫星测量以来的第2个最低点;同时,2008年极端天气气候事件频发,世界许多地方出现了洪灾、持续性严重干旱、冰雪风暴、热浪和寒潮等;拉尼娜现象在2月份呈峰值状态,以后逐渐减弱至近中性状态;南极臭氧洞进一步增大。     

从气候变化的新视角理解灾害风险、暴露度、脆弱性和恢复力

不断变化的气候可导致前所未有的极端天气和气候事件。这些事件能否构成灾害,在很大程度上取决于脆弱性和暴露度水平。虽然无法完全消除各种灾害风险,但灾害风险管理和气候变化适应的重点是减少脆弱性和暴露度,并提高对各种潜在极端事件不利影响的恢复力,从而促进社会和经济的可持续发展。全面的灾害风险管理要求更加合理地分配对减灾、灾害管理等方面所付出的努力。过去的主流是强调灾害管理,但目前减灾成为关注焦点和挑战。这种主动积极的灾害风险管理与适应有助于避免未来的风险和灾害,而不仅仅是减少已有的风险和灾害,同时这也是灾害风险管理和气候变化适应更加紧密联系的一个背景。灾害风险管理促进气候变化适应从应对当前的影响中汲取经验,而气候变化适应帮助灾害风险管理更加有效地应对未来变化的条件。     

气候变化对新疆哈密瓜种植气候区划的影响

基于新疆101个气象台站1961-2013年逐日平均气温、最高气温、最低气温和日照时数资料,采用线性趋势分析、累积距平、保证率分析以及ArcGIS空间插值方法,分析影响哈密瓜种植的关键气候因子（日平均气温稳定≥15℃日数、≥20℃光温指数以及6-8月平均气温日较差）时空变化特征,并结合各气候因子突变前、后的变化特征,研究了气候变化对新疆不同熟型哈密瓜最佳种植区、次佳种植区和不宜种植区分布区域及其面积的影响。结果表明：新疆≥15℃日数、≥20℃光温指数、6-8月平均气温日较差的空间分布表现为“南疆多、北疆少,东部多、西部少,平原和盆地多、山区少”的特点。近53年,新疆≥15℃日数以2.493 d/10a的倾向率显著增多（P＜0.001）,≥20℃光温指数以0.06/10a的倾向率显著增大（P＜0.001）,6-8月平均气温日较差以-0.249℃/10a的倾向率显著（P＜0.001）减小,各要素还分别于1997年和1987年发生了突变。新疆哈密瓜种植气候可分为4个大区和7个亚区。受气候变化的影响,1997年后较其之前,新疆中、晚熟哈密瓜最佳种植区明显扩大,次佳种植区有所减小;早熟哈密瓜适宜种植区以及哈密瓜不宜种植区也不同程度地减小。