论文摘要
随着全球增温趋势的不断加剧,全球气候变化科学逐渐引起世界各国政府和科学家们的广泛关注。极端气候事件的研究是气候变化科学中的一个热门课题。在全球变暖背景下,我国极端天气气候事件呈现破坏性大、突发性强、难以预测等特点。本文中,我们结合数理统计科学的研究成果,尝试从全新的角度进一步研究在全球变暖背景下我国极端气候事件发生频次、强度等的变化,本文的主要内容介绍如下:利用中国19602000a日降水观测资料,基于固定阈值和百分位阈值两种极端事件阈值定义方法计算分析了近40年中国极端降水事件频次及其占总降水比例的变化和空间分布情况。结果表明,中国年平均大雨日数在过去40年中趋于减少,但其占总降雨日数的百分比却有所上升。上世纪70年代末80年代初无论是年极端降雨日数还是其占总降雨日数的比例均发生了一次均值突变,这次突变在中国北方地区表现尤为明显。文中采用滑动t检验方法确定各站点的突变年份并给出其全国分布,其中,中国华北和东北地区极端降水事件突变年份集中在1978-1982a,而南方各站点突变年份差异较大;此外西北地区部分站点突变年份较全国平均偏晚5年左右。极端气候事件的检测的本质是将突发气候事件从气候背景态中分离出来,传统的检测方法由于受到气候背景态描述方法的限制,在连续出现的极端气候事件中容易出现漏检的情况。针对这一缺点,本文利用中国194个站点1957-2001年的逐日温度观测资料和月平均温度资料,分别利用中值和均值两种极端事件检测方法,检测并比较了中国极端高温事件和极端低温事件的变化趋势和空间分布特点。结果表明,年均极端高温的次数在近50年中趋于上升,而年均极端低温的次数有所减少,这与目前观测结果一致。在空间分布上,除西南地区部分站点外,近几十年中国大部分地区极端低温事件的年均发生次数趋于减少,而极端高温事件发生频率的变化则呈现出东南沿海地区减少、西北内陆地区增加的分布特点。随着全球变暖趋势的不断增强,破纪录高温事件发生的频次呈现不断增加的特点。如果已知当前年份的温度记录,那么在未来五年内这个记录被打破的概率是多少?即未来五年内发生新的破纪录事件的概率是多少?本文通过建立一个简单的统计模型试图给出答案,并且通过改变给定条件研究破纪录事件发生概率的主要影响因素。结果显示,随着给定条件的不同破纪录事件发生概率变化较大。当年温度序列是独立的且具有相同的最大概然值时新的破纪录事件发生概率很小,而当年温度序列中存在线性增长趋势或者相关时,破纪录事件发生概率显著增加。本论文在国家重点基础研究项目（973）特别基金“北方干旱化与人类适应”（批准号:2006CB400503）,国家自然科学基金“非线性气候系统复杂网络的构建”（批准号:40675044）和中国气象局气候研究开放实验室开放课题“极端气候事件时空演变特征及其与全球变暖联系的模拟”（批准号:LCS-2006-04）共同资助下完成。