关于极端天气气候指数定义 的一些思考

1. 关于极端天气气候指数定义的一些思考 翟盘茂

2. 问 题 • 为什么要定义极端事件指数？ • 如何定义极端事件？ • 如何衡量气候是否更加极端化了？ • 极端事件与气象灾害有什么差异？ • 极端事件指数研究的未来思考？

3. 为什么定义极端指数？

4. 1、气候变化研究需要 • 气候变化信号检测 • 极端事件变化成因研究 • 与模式结果比较 • 预估

5. 2、事件监测、预警与影响（灾害）评估

6. 如何定义极端事件？ 当某地的气候状态严重偏离其平均态时，就 可以认为是不易发生的事件。在统计意义上，不容易发生的（值）事件就可以称为极端（值）事件。

7. 按照当地的某种观测资料的 边缘分布来确定极端事件 最低的5% 最高的5%

8. Extreme Event • Extreme event is generally defined as the occurrence of a value of a weather or climate variable above (or below) a threshold value near the upper (or lower) ends (“tails”) of the range of observed values of the variable” . (SREX)

9. 基于逐日资料的极端降水与温度的定义 绝对（Tmax≧35C，日降水量≧50mm）

10. Absolute thresholds can also be used to identify extreme events (e.g., specific critical temperatures for health impacts).

11. Index Description Hot day No. of days with Tmax above 35℃ Frost day No. of days with Tmin below 0℃ Warm day No. of days with Tmax above 1961-1990 mean 95th percentile of the same day Cool day No. of days with Tmax below the 1961-1990 mean 5th percentile of the same day Warm night No. of days with Tmin above the 1961-1990 mean 95th percentile of the same day Cool night No. of days with Tmin below the 1961-1990 mean 5th percentile of the same day Temperature Extreme Indices

12. 极端温度指数的定义 相对（Tmax≧ 95th percentile， Tmin≧95th percentile）

13. Index Description Hot day No. of days with Tmax above 35℃ Frost day No. of days with Tmin below 0℃ Warm day No. of days with Tmax above 1961-1990 mean 95th percentile of the same day Cool day No. of days with Tmax below the 1961-1990 mean 5th percentile of the same day Warm night No. of days with Tmin above the 1961-1990 mean 95th percentile of the same day Cool night No. of days with Tmin below the 1961-1990 mean 5th percentile of the same day Temperature Extreme Indices

14. 相对阈值 • 无参数方法估计 • 参数化方法估计

15. 无参数方法 • 简单的排序方法 实用 易于理解 不受错误资料影响

16. （b）变率增大引发更多的酷热天气 （a）平均温度升高引起更多的酷热天气 （c）平均温度升高且方差增大导致更多的酷热天气。 极端温度的影响作用示意图

17. 代表台站的雨日降水量的样本频率曲线与Γ分布函数拟合的概率密度曲线比较代表台站的雨日降水量的样本频率曲线与Γ分布函数拟合的概率密度曲线比较 均为偏态，随着降水量的增加其频率降低。

18. 单位：mm （年） Γ分布函数拟合的极端降水量阈值 日极端降水量阈最大值位于华南沿海和长江下游部分地区，达到40mm以上。最小值在西北地区，10mm以下。

19. Definitions of thresholds vary, but values with less than a 10%, 5% or 1% or even lower chance of occurrence during a specified reference period (generally 1961-1990) are often used.

20. 相对阈值的百分位数取决于研究需要，一般来说，对气候变化需要的极端值不宜取得太极端！相对阈值的百分位数取决于研究需要，一般来说，对气候变化需要的极端值不宜取得太极端！

21. Joint CCl/CLIVAR/JCOMM Expert Team (ET) on Climate Change Detection and Indices (ETCCDI) • 27 Core indices • For moderate extremes

22. 极端气候指数分类

23. （一）、与降水有关类

24. （二）、与温度有关类

25. many more for snow, drought, etc. • return values for more rare extremes (based on GEV analysis for consecutive 20yr periods) • factsheets for significant weather events from the past (impacting energy, health, disasters, water, etc.)

26. （三）、其它

27. 基于单要素的极端事件 • 基于多要素的综合性的极端事件 • 基于高影响的极端事件

28. 例如，1998年夏季我国南方各地盛夏高温酷暑天气显著，以温州为代表站进行分析。例如，1998年夏季我国南方各地盛夏高温酷暑天气显著，以温州为代表站进行分析。 暖昼、冷昼

29. 以处于1975年的华南寒潮影响区的汕头为例来分析在此次寒潮过程中汕头站的最低气温分布情况 暖夜、冷夜

32. 按照相对于当地日降水最强的5%事件进行强降水定义，按照相对于当地日降水最强的5%事件进行强降水定义， 其分布见下图。这样避免了以50mm/d定义对西部地区应用的不足。 30mm/day

33. 极端降水事件在我国南方地区和西部地区 明显增多！ More Extreme events

35. 综合性极端事件 • Some Extremes may not necessarily be induced by extremes in meteorological variables (precipitation, temperature) but may be the result of an accumulation of moderate weather or climate events. • 干旱，低温雨雪冰冻

36. 气象干旱综合指数CI 标准化降水指数：Z3 (30天)、Z9(90天） 湿润度: 式中:α、γ、β为权重系数，分别取0.4、0.8、0.4。 当近10天降水量大于近5天可能蒸散量时，认为干旱缓解，即 Ci=0.5*Ci； 当某地常年年降水量小于200毫米时，该地区为常年干旱, 不做实时干旱监测，认为干旱等级正常，即 Ci=0.

37. Palmer指数 • Palmer， • 基于土壤水平衡原理，物理意义清晰

38. Palmer 干旱指数反应出 干旱范围在华北、东北和西北东部地区显著扩大！

39. 平均气温 最高气温 最低气温 降水量 相对湿度 平均风速 日照时数 逐日资料：

40. 如何衡量气候是否更加极端化了？

41. CEI（综合极端事件指数） • 月平均最高气温 • 月平均最低气温 • 1日极端强降水 • 无雨日数 • 干旱指数 • 5个指标合成 (Karl, et al, 1996)

42. 不同极端事件不能简单相加！

45. 任国玉等（2010）

48. 其他极端事件如何考虑？ • 时空问题如何考虑？ • 。。。。。

49. 极端天气气候事件≠气象灾害 • 气象灾害指气象原因引起和社会经济损失和人员伤亡. • 灾害还受到有其社会因素的影响

50. 需要建立高影响的极端事件指数