概括
[目的]由于全变暖，极端降雨事件的强度和频率显着增加。暴雨引发的洪涝灾害不仅给社会经济造成严重损失，而且对生态环境也造成极大破坏。2020年，安徽省持续强降雨，给全省造成严重损失。[方法]利用气象站观测降水资料和ERA5再分析资料，探究安徽省极端降水和典型时间尺度降水过程的时空演化特征，并分析与气候因子的遥相关性。[结果]1960—2020年安徽省6月和7月PRCPTOT平均变化率为90mm/10a和80mm/10a。2020年梅雨期间影响最大的四次降雨事件，累计降雨量超过100毫米的气象站超过34个。与1998年和2016年相比，安徽省2020年6月至7月平均PRCPTOT为90056mm，为1960年以来的最大值，1998年和2016年降水强度为2537mm/d，分别高出19倍和15倍。2016年。比1998年高12倍，比1998年高11倍，比历史平均水平高14倍。[结论]研究结果如下。1、安徽省大洪水期极端降水明显增加，主要中心位于长江以南地区。极端降水量、降水强度、降水天数均有所增加。2020年降水量主要分布在长江流域和皖南山区，降水主要发生在夜间和清晨，皖北地区主要集中在下午，最大值达到15333.6万。2与1998年和2016年相比，2020年安徽省降水总量、中度以上降水天数、连续降水期数均显着增加。同等降雨强度下，2020年中强降雨天数较多、持续降雨时间较长，是2020年6-7月降雨量偏高的主要原因。36月至7月，安徽省极端降水指数与PDO在3个月滞后尺度上的正相关性最为显着，而在6个月滞后尺度上，极端降水指数与气候因子之间不存在正相关性规模。值得注意的是，SOI具有1个月的滞后尺度，并且与月度和6个月尺度的极端降水指数存在显着的正相关和负相关。
关键词
极端降水、时空特征、遥相关、气候变化；
关于作者
姚锐1986—，女，工程师，博士主要从事洪涝灾害时空建模与模拟研究。
张书良1974—，男，教授，主任，博士。主要从事洪涝灾害时空建模与模拟研究。
积累
国家自然科学基金42271483、4207136；
北京师范大学教育部环境演化与自然灾害重点实验室2021开放项目。
安徽省自然科学基金优秀青年项目2108085Y13；
安徽省重点研发计划项目2022m07020011、2021003；
安徽大学协同创新基金项目GXXT-2021-048；
引用
姚锐，杨慧琳，张树良，等.安徽省极端降水演变及其与气候因子的远程联系研究[J]水资源保护与水电技术(中英文),2024,551:6273
姚锐，杨惠林，张树良，等安徽省极端降水时空演变及其与气候因子的遥相关[J]水利水利工程，2024,551:62-73
0简介
随着全变暖持续加剧，极端高温、暴雨、强台风、飓风等极端天气事件发生频率也将大幅增加。极端降雨极易引发洪水等次生灾害，对生态环境和人类造成严重损害，引起众多学者的广泛关注。江杰等基于10个极端降水指数，系统分析了1961年至2017年中国及九大流域的降水变化，发现长江流域平均降水量、极端强降雨量、持续强降雨量均其中已显示出增加。发现强降雨的变化与外强迫有关。PEI等发现，长三角地区不同重现期的极端日降水量模式相似，但不同地点的极端日降水量差异显着。近几十年来，中国东部地区受东亚季风活动影响，梅雨期间极端降雨频繁，极易发生大范围洪涝灾害，特别是江淮流域。安徽省位于中国大陆东部，地跨江淮流域，地形复杂，影响降水的因素众多，天气气候复杂，极端降雨事件区域差异明显。查郝英等发现，1961年至2009年，安徽省短时强降雨总体呈增加趋势。强降雨自东向西呈明显增加趋势，降水量增加主要是短时强降雨所致。吴兆贤等统计分析了安徽省梅雨前期、梅雨后期和梅雨后期逐时暴雨事件的时空分布特征，发现大壁山以西南部为区域。皖南山区是暴雨多发地区。目前，不少学者基于极端降水指数对极端降水进行了研究，并取得了有益的成果，但也有学者主要关注世界、国家、流域等大范围区域。目前已有关于安徽省降水时空分布及短时强降雨的研究，但从极端降水指数角度分析安徽省梅雨期极端降水变化并揭示安徽省梅雨期极端降水变化的研究较少。驱动机制。
由于我国气候特征十分复杂，只有了解极端降水的物理机制，才能准确预测极端降水的变化趋势。因此，极端降水的物理机制一直是众多学者关注的热点和难点题。到。近年来的研究表明，我国极端降水的物理成因往往与大气环流异常有关，如厄尔尼诺南方涛动、ENSO、季风指数、印度洋偶极子、IOD和北极涛动等。主要选择AO、太平洋年代际振荡和PDO作为气候因子。在众多气候因素中，ENSO是研究最广泛的。LYU等人研究了长江流域年最大日降水量与区域气温、全地表温度和ENSO之间的潜在关系。冬季降水与ENSO呈显着负相关。许多学者通过极端降水与大尺度气候因素的远程联系，详细阐述了2020年极端降水的影响。研究表明，印度洋温暖的海洋温度条件对极端降水的发生起主导作用。表明印度季风区和西太平洋地区的水汽输送对2020年的极端降水贡献最大，周等认为强的IOD现象对2020年长江流域的极端降水做出了重要贡献。2020.对于2020年暴雨的物理成因，目前尚未达成共识。因此，也迫切需要进一步明确安徽省强降雨的物理触发机制。
1961年以来，1998年、2016年、2020年三个典型雨季，降雨持续时间长、强度大，雨季期间安徽省出现严重洪涝灾害。其中，2020年6月至7月，长江中下游地区出现典型强降雨，呈现降雨周期长、降雨范围广、暴雨多发、强降雨过程多发等特点，并发生在95个县区。包括安徽省在内的受灾人口1046万人，农作物受灾面积12213.1万公顷，直接经济损失60.65亿韩元。安徽省三个典型梅雨季节降水时空分布特征存在差异。气候因素如何影响2020年梅雨季降水过程的日变化？针对上述题，本研究以安徽省1960—2020年逐时降水为研究对象。针对以上题，对大尺度、逐日降水资料进行分析和讨论，对于准确预报梅雨降水具有重要意义。随着时间的推移，提高防灾减灾能力。
1数据与研究方法
11条数据
本研究从中国气象局国家气象信息中心获取了1960—2020年安徽省81个气象站的日降水量数据，如图1所示。该数据集通过了包括极端气候在内的数据质量控制。检查、单站极值检查和数据一致性。小时降水数据集取自ERA5再分析数据，空间分辨率为025。ERA5数据来自欧洲中期天气预报中心ECMWF。
图1安徽省气象站分布
12研究方法
121极端降水指数
考虑到洪涝灾害与极端降雨密切相关，且在时空分布上具有较强聚集性，本研究利用极端降雨事件来评估洪涝灾害风险。本文从ETCCDI气候变化检测与指数专家组定义的27个极端气候指数中筛选出9个极端降水指数。相关研究表明9个指标在中国和安徽的适用性。因此，本文根据日降雨量计算安徽省梅雨期6—7月极端降水指数。这些极端降水指标具有概念计算简单、普适性强、极端性弱、噪声小、显着性强等特点，能够综合描述洪涝灾害的强度、频率、持续时间等属性。具体指标名称如表1所示。
122趋势及相关分析
另外，本文的趋势分析采用森趋势分析等统计方法，分析了极端降水指数的时空分布特征。
2研究成果
211960—2020年安徽省梅雨期极端降水时空变化特征
1960年至2020年，安徽省6月和7月平均PRCPTOT变化率呈增加趋势，均为90mm/10a和80mm/10a。从空间分布来看，皖南地区PRCPTOT增加趋势较为明显，北部地区PRCPTOT增加趋势较小。7月PRCPTOT呈增加趋势，但与6月相比表现出明显的区域异质性，PRCPTOT增加中心开始由南向东移动，呈现北旱南涝的空间变化格局。安徽省[见图2a和2e]。梅雨期间，安徽省RX1day和RX5day的时空变化一致，且从空间分布来看，RX1day和RX5day呈现增加趋势，其中皖北地区日最大降雨量增加趋势更为明显。另一方面，西南地区日最大降雨量减少趋势更为明显[见图2b、2c、2f和2g]。安徽省R95p在6、7月份均呈现上升趋势，其中7月份R95p增幅为74mm/d10a，高于6月份的60mm/d10a。6月份，皖南地区R95p出现较大幅度上涨，西南地区R95p出现下降。与6月份相比，7月份北部地区R95p呈下降趋势，而南部山区R95p则明显上升[见图2d和图2h]。
图21960-2020年6-7月极端降水指数空间分布变化。
注灰点表示通过plt;005水平显着性检验的项目。
安徽省6、7月R10、R25空间波动格局相同，南部地区呈增加趋势，北部地区呈减少趋势，其中7月份北部地区减少幅度最大（见图））。2i、2j、2m和2n
一、极端天气指的是什么？
极端天气是指在特定时间、地点发生概率较低的天气现象，一般具有突发性强、不确定性大、重叠性强、破坏力大等特点。根据本市历史气象资料分析和近年来的工作实践，当天气状况达到一定气象灾害预警级别且损害可能超过城市设防标准时，按照以下标准判定极端天气事件
1、极端降水橙色及以上暴雨预警信号，即预计1小时降雨量超过70毫米、6小时降雨量超过100毫米、24小时降雨量达到150毫米以上。
地质灾害橙色预警信号表示，天气因素引发的崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害风险较高。
2-大风高于大风橙色警告标志，即平均风力预计将达到10级或更高，或者阵风预计将达到11级或更高。
3-冰雹冰雹红色预警信号，即当预计累计冰雹时间超过30分钟，冰雹直径超过2厘米，落在地面的冰雹厚度超过5厘米。
4、雷暴雷暴红色预警信号，即预计有较强雷电活动，并伴有10级以上短时大风或短时大雨、冰雹。
5、极端高温高温红色预警信号，即日最高气温预计将升至41以上或预计连续三天日最高气温将在37以上。
6、大雪暴雪或更高级别预警信号，即预计12小时内降雪量将达到6毫米或以上。
7-寒潮寒潮橙色或更高预警信号，即预计24小时内日最低气温下降12以上，寒潮活动低于日最低气温降至0，平均风力达到6级以上。
8-极低温这是持续低温的预警信号，即预计最低气温连续3天以上在-12或以下。
9-浓雾浓雾的红色警告标志。这意味着，预计2小时内将形成能见度小于50米的强浓雾，或者能见度小于50米的大雾可能已经形成并可能持续。
10、沙尘暴及以上沙尘暴预警信号，即预计出现水平能见度小于1公里的沙尘暴天气现象。
11-龙卷风取决于事件是否发生。在强烈且不稳定的天气条件下出现的小型高速旋转空气涡流，中值风速大于每秒100米，直径通常从几米到数百米不等。
二、全环境治理面临严峻挑战人与自然深层次矛盾日益显现气候变化加剧生物多样性丧失什么极端气候事件频发？
全环境治理面临前所未有的挑战。进入工业文明以来，人类创造了巨大的物质财富，同时加速了对自然资源的掠夺，扰乱了地生态系统的平衡，暴露出人与自然的深层次矛盾。近年来，气候变化、生物多样性丧失、荒漠化加剧、异常天气事件频发，给人类生存和发展带来严重题。随着COVID-19疫情持续蔓延，各国经济社会发展进一步恶化。气候变化给人类带来的挑战从未如此严峻，全环境治理的需求也从未如此迫切。
在普通人的语言中，“极端”就是“罕见”的意思，比如我们平常的气温是20度，冬天可以降到零以下好几度，夏天可以升到30多度。40度以上的高温是比较少见的。如果局部大雨非常严重，则可能是相当极端的天气。
当发生概率较小时，概率小于5的事件为发生大风、暴雨、雪灾等异常天气气候现象的情况，如果超出正常范围，则发生概率相对较低。我们会考虑的。有极端天气和气候事件。
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