什么是千年一遇事件？——论灾害事件的发生概率和重现期

正河南省郑州市2021年7月18—21日这4天的降雨量达到617.1 mm,几乎接近其多年平均的年降水量,最大小时降雨量达到了201.9 mm(7月20日16—17时),由此引发的洪涝造成了巨大的经济损失以及人员伤亡,此次洪灾迄今已造成郑州市292人死亡,47人失踪。这次灾害事件之罕见程度被报道为千年一遇事件。引出的科学问题是什么是千年一遇?     

IPCC AR6报告解读：未来的全球气候——基于情景的预估和近期信息

依据IPCC第六次评估报告（AR6）第一工作组报告第四章的内容,对未来全球气候的预估结果进行解读。报告对21世纪全球表面气温、降水、大尺度环流和变率模态、冰冻圈和海洋圈的可能变化进行了系统评估,并对2100年以后的气候变化做了合理估计。评估指出全球平均表面气温将在未来20年内达到或超过1.5℃,平均降水也将增加,但随季节和区域而异,同时变率将增大。大尺度环流和变率模态受内部变率影响较大。到21世纪末,北冰洋可能出现无冰期;全球海洋会继续酸化,平均海平面将持续上升,百年内上升幅度依赖不同排放情景,都在2100年后继续升高。在最新的评估中采用多种约束方法,减小了预估不确定性的范围。AR6对于低排放情景以及“小概率高增暖情节”的关注为应对气候变化提供了更多、更完整的信息。综合报告的评估结果指出,未来需要进一步减小区域,特别是季风区气候预估的不确定性,并从科学研究和模式发展两方面加强我国气候预估能力的建设。     

数字赋能与城市碳排放——基于下一代互联网示范城市的准自然试验

研究基于2009—2017年中国268个地级市面板数据,将下一代互联网示范城市政策视为准自然实验,利用双重差分模型（DID）实证检验了下一代互联网示范城市政策对城市碳排放的影响。结果表明：下一代互联网示范城市政策对城市碳排放具有缓解作用,可使城市碳排放减少1.41%,该结论在经过稳健性检验后依然成立;在机制分析中得出,下一代互联网示范城市政策主要通过产业结构优化和绿色技术创新的方式缓解城市碳排放;进一步异质性检验表明,下一代互联网示范城市的建设对大型城市和高碳排放量城市的减排效果更加显著,对中小型城市则表现出加剧碳排放的现象。     

中国试点ETS的碳减排效果评估——基于分省高耗能工业子行业数据的分析

评估中国试点碳排放权交易体系(ETS)碳减排效果的现有研究普遍存在处理组样本选取范围明显大于试点ETS实际覆盖范围的问题。因此,文中对研究样本进行了更为严格的甄别：将2005—2017年各省的六大高耗能工业子行业中纳入试点企业的体量占相应子行业体量60%及以上的工业子行业作为处理组,将非试点地区的工业子行业作为对照组。基于双重差分法的分析表明,相较于对照组,试点ETS在启动后不仅促进了处理组工业子行业碳排放绝对量的下降,还促进了其碳排放强度的下降,说明试点ETS具有明显的碳减排效果。工业子行业的总产值和人均总产值分别与其碳排放量和碳排放强度呈现出一定的库兹涅茨曲线效应,工业子行业资产的流动性越强、盈利能力越强、面临的环境规制强度越大,越有利于碳减排。建议主管部门坚定依靠市场手段来控制温室气体排放,尽快将更多行业纳入全国ETS;另外,应提高体系运行相关数据的公开力度,定期对体系进行分析评估,并及时公布评估结果。     

基于CGE模型的电力低碳转型速度调控策略研究——以粤港澳大湾区为例

为探讨粤港澳大湾区实现碳中和及电力低碳转型过程的供应安全,构建粤港澳大湾区动态CGE模型,设计51种情景模拟各类型发电量的年均变化幅度,以全社会福利最大化为评价指标,研究煤电退役到保底容量、煤电完全退役和气电达峰容量的最优时间节点和发展速度。结果表明：2020年煤电发电量以年均降低66亿kW∙h幅度退役到2032年保底容量,再以年均降低40亿kW∙h幅度在2045年实现完全退役;气电发电量从2020年起以年均增长61亿kW∙h的幅度在2038年达到峰值,然后以年均51亿kW∙h幅度退役到2050年保底容量1323亿kW∙h;进一步依据2020—2050年本地总发电量增速不变得到非化石电力增长速度,此种煤电、气电和非化石电力发展速度组合的经济性最优。相比基准情景,优选出的电力转型组合情景可累积促进化石能源消费量降低1.1亿tce,碳排放降低2.8亿t CO₂,电力部门增加值增长238亿元,其他部门增加值增长172亿元。     

陶瓷行业减污降碳协同增效案例评估——基于干法制粉的实证分析

干法制粉是陶瓷行业重要的节能减排技术之一,但目前并未得到广泛应用。文中以南、北方各一家代表企业作为案例,针对干法制粉开展减污降碳协同增效评估。通过文献调研和实地考证,采用产排污系数法计算了干、湿法制粉技术大气污染物和CO₂减排量,并进行了对比分析。结果表明,与湿法制粉工艺（天然气）相比,同样生产1 t粉料,干法制粉可以减少51%的CO₂排放;同时大气污染物明显下降,其中颗粒物降低了42%,NO_X下降了45%,SO₂降低了42%。协同控制交叉弹性分析结果进一步表明干法制粉在减排大气污染物的同时可以实现较好的温室气体减排效果。由于南、北方原料含水率的差异,北方干法制粉能耗与南方相比下降51%,在原料含水率较低的北方应用干法制粉减污降碳效果更好。     

基于不同重现期的南沙港区台风灾害风险评估

台风是对港口威胁最大、影响最广而评估难度最高的自然灾害之一,港口台风灾损评估对于国际大港密布的中国尤其重要。利用1997—2015年的台风气象观测资料及广州市南沙港区资产分布统计数据,采用国际减灾战略评估模型,重点测算致灾因子危险性和承灾体脆弱性,评估不同重现期下南沙港区台风灾害风险的分布特征和经济灾损状况。评估结果显示,南沙港区的台风风险水平呈现出空间非均衡性,二、三期工程风险水平较一期工程更高;当遇重现期50 a以下台风时,港区经济灾损较小,一旦超过100 a一遇等级,则可形成巨灾;港区不同部位的风险水平差异明显,其中供油、通信、空箱、给水、消防的风险水平偏高;在不考虑易损性前提下,500 a一遇台风可导致经济灾损达1.404亿美元。基于PGIS法将本地风险知识应用到GIS软件中,开展多种情景下南沙港区台风灾害风险评估的方法,可移植到其他港口的各类气象灾害损失研究。      

探讨灾害规律的理论基础--极端气候事件概率

分析了国内外极端气候事件研究的现状,从经典极值分布理论、极值分布模式的参数估计、广义极值分布等方面,阐述了近年来国际上常用的理论及研究方法。为了更好地佐证进行极端气候事件发生概率研究的重要性,列举了作者在该领域的一些成功研究成果,并认为极端气候事件概率问题是探讨气象灾害规律的理论基础。     

不同重现期降水对粤东北暴雨灾害风险的影响

利用1966-2019年河源、梅州地区12个国家基本气象站逐日降水观测资料与Gumbel-Ⅰ型分布法所得重现期降水量结果进行拟合检验,以河源、梅州地区200多个自动气象站2010-2020年逐日降水观测资料估算出粤东北地区10、50年一遇的日最大降水量.用ArcGis空间分析技术和数理分析等方法,以估算所得的10、50...     

1961—2019年中国区域连续性暴雨过程的危险性区划

利用暴雨区连续追踪的思路和全国2481个气象站逐日降水资料对1961—2019年全国区域连续性暴雨过程（Regional Continuity Rainstorm Process,RCRP）进行客观识别,并根据RCRP的持续时间、影响范围、最大日降水量和最大过程降水量建立和改进危险性评估模型和危险性区划。结果显示：1961—2019年中国共发生2294次RCRP,危险性排名前十强的RCRP与历史记录相符;其危险性空间分布特征与我国降水气候态分布相似,由东南向西北逐级递减;我国RCRP的高危险性区域位于华南和江南地区;危险性的季节空间分布与同季节的降水特征相关,春季华南地区的RCRP高危险性等级体现了我国华南前汛期的影响;夏季华北和东北地区的RCRP危险性高于其他季节,沿海地区的高危险性体现了台风暴雨的影响;秋季四川北部的危险区主要体现了华西秋雨的影响;单次RCRP危险性区划表征本次暴雨洪涝受灾程度大小的分布情况,可以直观地判断此次RCRP对我国相应区域造成暴雨洪涝灾害的大小分布情况。其研究结果增进了对于RCRP演变规律的认识,对于预测未来RCRP季节或次季节内等不同时间内的区域危险性强度大小及其相关的暴雨洪涝灾害风险防范具有重要意义。     

基于UTCI指数的1980—2019年中国夏季人体舒适度变化特征分析

基于ERA5-HEAT再分析资料中的通用热气候指数（UTCI）数据,利用旋转经验正交函数（REOF）方法将我国划分为8个区,分别为长江、华南、华北、西北、东北、北疆、南疆和西部地区。分析了1980—2019年我国夏季不同地区人体舒适度的变化特征,并初步解释了UTCI变化的原因。主要结论如下：我国夏季UTCI呈不断增加趋势,其中西北地区增速最快（平均增率为0.053℃/a),且西部、西北和南疆地区夜间UTCI相较白天增加更明显,主要表现为这些地区的UTCI最小值增率分别较其最大值增率偏高了112%、34%和33%。随着UTCI的上升,我国大部分地区（西部除外）的热不舒适天数及发生热不舒适持续事件的频次都呈增加趋势,其中增率最大的区域是华北地区,分别为1.7 d/(10 a)和2.4次/(10 a)。从气候影响因子的分析发现,我国夏季UTCI增加的原因是气温、露点温度和平均辐射温度的增加以及风速的减少。其中,气温是UTCI增加的主要气候因子,平均贡献率为49%;辐射是大部分地区（西部和华南除外）的第二大因子,而其他因子对UTCI的贡献率主要与各地区的变率大小有关。     

江门高温和降水的概率分布及极端事件重现水平

利用1961—2015年江门6个气象观测站逐年最高气温、汛期降水、最大日降水资料,采用线性倾向估计、广义极值分布(GEV)等统计方法,研究了江门年最高气温、汛期降水、最大日降水的概率分布及其极端事件的重现水平。结果表明:1)各站年最高气温概率均属Weibull分布,概率密度峰值对应气温恩平最大、上川岛最小;变化幅度恩平最大、台山最小。较低重现期(20年或以内)时,极端高温事件阈值恩平最高;重现期超过50年时,鹤山最高。2)各站汛期降水概率均属Weibull分布,概率密度峰值对应雨量及变化幅度恩平最大、鹤山最小;不同重现期,恩平极端降水事件阈值均显著高于其它台站,鹤山最低。3)鹤山、恩平和上川岛最大日降水概率属Frechet分布,开平和台山属Weibull分布,新会属Gumbel分布;各站日降水峰值概率比汛期降水峰值概率大一个量级。不同重现期,上川岛极端日降水事件阈值均显著高于其它台站。     

广东省热带气旋降水的时空分布特征和重现期估算

为了了解广东省热带气旋降水时空分布特征和估算重现期,利用客观天气图分析法,将热带气旋降水从站点降水观测资料中分离,在此基础上统计和分析了1951—2012年间热带气旋降水的时空分布特征,并基于Gumbel分布函数对热带气旋年总降水量(ATP)和年最大降水量(AEP)进行了重现期估算。结果表明:1951—2012年间广东省热带气旋降水呈减少趋势,1980年之前明显多于1980年之后。广东省热带气旋降水分布为北少南多,且极端热带气旋过程带来的降水量可超过热带气旋年均降水总量。拟合结果显示Gumbel分布函数可以较好地估算广东省热带气旋降水重现期;在相同的重现期下,ATP的空间差异较AEP大;重现水平越高的热带气旋过程产生的降水空间分布越不均匀。     

基于灰色关联度的暴雨事件灾害评估和预评估方法

该文统计了安顺市1986—2009年的暴雨站点资料及其对应的灾害资料,通过对历史气象资料和灾情数据库的综合分析,建立了暴雨灾情数据库。采用灰色关联度方法建立了暴雨灾害的评估方法,建立了划分标准,将暴雨灾害灾情划分为5个等级,经与实际灾情比较表明划分结果合理可用。研究了暴雨引发的灾害与气象因子的关系,建立了基于数值预报释用的暴雨预评估模型,在以上研究基础上建立了安顾暴雨灾害评估和预评估系统,已投入业务使用。     

我们是如何探索小麦病虫害的发生规律的?

在公社党委和大队党支部的领导下,我们从一九七二年建哨以来,坚持以阶级斗争为纲,与天斗、与地斗、与阶级敌人斗,积极开展气象服务工作,做出一些成绩,多次受到县社领导的表扬。去年,我     

小冰期是由太阳平静期造成的吗?

17世纪有一段持续时间很长的寒冷期,这在欧洲有详细的记载。至于这段寒冷期是否与太阳活动有关,天文学家跟气候学家争论了几十年。现在,一位美国物理学家称,新的证据表明那段寒冷期确实是由太阳活动造成的。1893年,英国天文学家Edward Maunder研究历史     

El Ni?o、La Ni?a事件与太阳活动对河南省东亚飞蝗大发生的影响

用研究灾变规律的关键时方法分析了El Ni(n)o、La Ni(n)a事件和太阳活动对河南省东亚飞蝗(Locusta migratoria manilensis Meyen)的影响.结果发现,El Ni(n)o和La Ni(n)a事件不会促使河南省沿黄地区东亚飞蝗的大发生,并得出El Ni(n)o和La Ni(n)a事件对飞蝗大发生的影响主要通过影响其发生地的天气、气候(主要是降水),从而影响飞蝗的大发生.在太阳黑子相对数高年的后一年,河南省东亚飞蝗大发生的可能性超过90%.       

El Ni?o事件发生和消亡中热带太平洋纬向风应力的动力作用 I. 资料诊断和理论分析

通过资料分析,研究了发生在热带西太平洋海表面西风或东风应力异常与El Ni?o事件的关系。分析结果表明,对应着El Ni?o事件从发生到消亡的过程,热带西太平洋纬向风应力存在着从西风应力异常到东风应力异常的变化,并且在这个过程中,西风应力异常向东传,东风应力异常紧接其后也向东传。本文还根据观测资料的分析结果建立了理想风应力,并利用简单热带海洋模式,对热带西太平洋纬向风应力异常及其东传在ENSO循环中的作用进行了动力学分析,指出了它们在El Ni?o事件发生和消亡中起着重要的作用。西风应力异常通过激发出海洋中东传的暖Kelvin波及其在大洋东边界反射产生的暖Rossby波、以及西风应力异常本身东传到赤道东太平洋,引起正的海洋混合层扰动厚度异常,导致了El Ni?o事件的发生;而异常东风应力则通过激发出东传的冷Kelvin波及其在大洋东边界反射产生的冷Rossby波、以及东风应力异常本身东传到赤道东太平洋,引起负的海洋混合层扰动厚度异常,导致了El Ni?o事件的消亡。对于热带西太平洋上风应力异常的形式是东部为异常西风应力而其西部为异常东风应力,并且它们同时向东传时,则大洋东部混合层厚度对异常风应力的响应随异常东风和西风应力的强度不同而不同,它们强度的相对大小对El Ni?o的持续时间具有重要的作用。     

El Ni?o和La Ni?a事件对东亚冬、夏季风循环的影响

通过合成的El NiNo和La NiNa的分析发现,一般一个El Nino或La Nina事件大致可以分成爆发前的冬季、发展期的夏季、盛期时的冬季和衰亡期的夏季四个阶段.在此基础上利用NCEP再分析环流资料和中国降水资料分析了东亚冬、夏季风对E1 Nino和LaNina的响应,结果发现,E1 Nino和La Nina事件显著地影响了东亚冬、夏季风的循环.E1Nino爆发前的冬季在东亚地区往往有异常强的北风;El Nino发展期的夏季,西太平洋副热带高压偏弱,同时影响我国的西南气流偏弱,从而江淮地区和南方沿海地区多雨,长江中游和华北地区少雨;E1 Nino盛期的冬季东亚地区则出现异常的南风;而E1 Nino衰亡期的夏季,西太平洋副热带高压偏强,同时影响我国的西南气流偏强,从而江淮地区少雨,华北、东北以及洞庭湖、鄱阳湖地区多雨.La Nina对东亚冬、夏季风循环的影响则与El Nino大致相反,但它的影响不如El ino的影响显著.对强、弱东亚冬季风后的夏季中国降水异常的分析则表明,正是由于与El Nino或La Nina事件有关的海温异常对东亚冬、夏季风循环的影响才导致了东亚冬季风与随后的夏季风存在着紧密的联系;当冬季风异常不是由与ElNiNino或La Nina事件有关的海温异常所引起时,两者之间就缺少显著的联系.