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1961-2012年河北省极端降水的时空变化特征开题报告

 2022-01-11 04:01  

全文总字数:4908字

1. 研究目的与意义及国内外研究现状

有研究表明,近些年来,全球正在持续变暖,根据IPCC第四次评估报[1]1906年到20005年间的100年全球地温升高的线性趋势大约为0.74℃,相较于 1901年到2000年的0.14℃升高明显。21世纪来全球地温变暖正在加剧,这会导致海陆热力条件的改变,进而改变全球水循环,降水的分布也会由此发生改变。与此同时,随着地温的增加地表蒸发和大气持水力也会增加,这会加剧洪涝灾害的发生。因此,未来在地温不断上升的背景下,区域性的极端降水很可能出现较大的上升趋势。

极端降水的危害巨大,会造成极大的人员伤亡和财产损失。我国气象灾害所造成的经济损失占所有自然灾害造成经济总损失的75%以上。每年因各种气象灾害造成的农作物受灾面积达4000万公顷,受影响人口达4亿多人次以上,造成的经济损失相当于国内生产总值的1%-3%,而极端降水是气象灾害中重要的内容。

河北省地处中纬度欧亚大陆东岸,位于气候脆弱带,对气候变换的敏感度很高,也是生态环境非常脆弱的地方,是全国自然灾害频发的省份之一。在全球气候变暖的背景下,河北省极端气候变化明显。对河北省极端降水事件进行研究,不仅仅是能够让我们发现河北省极端降水的时空变化特征,而且能让我们对极端降水有充分的了解,把握其规律,有利于减少甚至预防极端降水带来的各种损失。

国内外研究现状

2.1国内研究现状

田国珍等[2]研究表明,20世纪90年代后期以来极端降水事件增多。西北区域是我国暴雨日数最少的地区,暴雨频发区主要位于陕西省关中南部至陕南。1961年至2010年西北区域暴雨出现的日数略有增加,20世纪70年代到80年代中后期以及90年代后期是暴雨多发阶段,90年代中期是少发阶段。1961年至2010年,极端降水事件发生的日数、范围均有所增加,特别是本世纪以来干旱区极端降水事件时有发生。邹用昌等[3]研究表明中国的总降水量变化主要贡献源就是极端降水。翟盘茂等[4]研究表明我国极端降水的空间分布规律与年降水量的空间分布规律呈现相似的特征,主要表现为极端降水量从东南沿海向西北内陆递减。蔡敏等[5]利用我国 105E以东的气象站点,研究了1953-2002年我国东部极端降水的空间分布规律,研究结果表明:我国东部极端降水呈现出东南大、西北小,两湖盆地、黄海海湾及辽东半岛也有高值区的空间分布律。袁文德等[6]研究了1962年至2012年西南地区的极端降水变化规律,研究结果表明:西南地区的极端降水量、极端降水强度和5日最大降水量均从东南地区向西北地区递减。杨金虎等[7]认为年极端降水在东北、西北东部、华北表现为减少趋势,在西北西部、长江中下游、华南以及青藏高原表现为增加趋势。陈海山等[8]各个季节极端降水的频数变化存在着明显的区域差异,西北地区在各个季节都呈现增长趋势,长江流域和江南地区在夏季和冬季频数是变多的,华北是在冬季和春季,东北在冬季。闵屾等[9]研究表明极端降水区域性和持续性较好的地区主要是在长江以南、东南沿海、黄河中下游,滇西藏东一带持续性好,但是持续性不行,而北方大部分地区持续性和区域性都不太行。张淑兰等[10]研究表明年降水量和径流量的空间分布均呈现出从南到北的明显减少趋势,极端降水是影响径流量的一个十分重要的因素。孙桂丽等[11]研究表明区域性洪涝灾害和干旱发生的频率增加。

2.2国外研究现状

Goswaim等[12]认为随着全球的气候变暖加剧,极端降水普遍呈现增加的趋势。Alexander等[13]利用全球气象台站的观测资料研究了极端气候变化,指出20世纪全球昼夜温差有减小的趋势,年降水量和极端降水有增加的趋势。并且特别指出在北半球的中高纬度区域,即使在平均降水减少的地区,极端降水的频率和强度也在显著增加。Parry等[14]模拟研究结果也表明,随着空气中温室气体浓度向上增长,极端降水出现的频率和强度发生了显著的变化,并且与对过去极端降水变化的模拟结果与观测的时空变化趋势基本相似。

2. 研究的基本内容

随着全球气候变化不断加剧,近年极端降水事件又成为了气候研究的焦点,河北省属于气候脆弱带,极端降水频繁对其影响较大。选取1961-2012年河北省20个站点的逐日降水数据,极端降水事件的定义用百分位阈值法。选取极端降水日数、极端降水总量、雨日日数、极端降水比率、雨日降水总量、一日最大降水量和五日最大降水量共7个指标。利用反距离加权插值法进行空间分析,利用m-k检验、线性趋势和滑动平均分析时间变化趋势和突变分析。

3. 实施方案、进度安排及预期效果

4.1实施方案

4.1.1数据选取和初步处理

从南京信息工程大学气象台申请获得1961-2012年河北省全部站点的逐日降水数据,再根据经纬度选取基本覆盖全省且分布均匀的20个气象站点数据。对于极端气候研究采取非参数相对阈值,即将某站气候标准期(1961-2012年)内所有有雨日(降水量≥0.1mm)的降水量按从小到大排序,取其第 95 百分位值作为该站极端日降水量的阈值,当某站某日降水量超过该站的这一阈值时,称为发生极端降水事件。选取7个极端降水指标

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4. 参考文献

[1] 沈永平. ipccwgi第四次评估报告关于全球气候变化的科学要点[j]. 冰川冻土, 2007, 29(1): 156-156.

[2] 田国珍, 武永利, 马秀兰. 近40年来中国降水时空分布特征分析[j]. 山西气象, 2008(2):10-11.

[3] 邹用昌, 杨修群, 孙旭光, 等. 我国极端降水过程频数时空变化的季节差异[j]. 南京大学学报(自然科学), 2009,45(1): 98-109.

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