中国过程性极端天气气候事件检测及特征研究

目前，极端天气气候事件的过程性、持续性并加以客观、定量的描述成为极端事件检测研究迫切需要解决的科学问题。本项目在依据传统小概率定义单站点逐日"极值"事件的基础上，从事件发生、发展、消亡的过程角度引入极值附近的次极值确定极端"事件"过程，揭示极端事件演化过程的规律性；依据同类事件共相同步化的思想，将事件分解为高频时间窗口的空间瞬态和其空间瞬态随时间变化的两部分，运用相位聚类分析的方法客观检测过程性极端事件，致力于提出一种行之有效的客观检测过程性极端事件的新方法，并研究过程性极端事件的主要类型和时空演化特征，建立表征过程性极端事件类型和严重程度等信息的历史事件库，为极端预测、诊断等研究提供新途径。

本项目在依据传统小概率定义单站点逐日“极值”事件的基础上，依据同类事件共相同步化的思想，将事件分解为高频时间窗口的空间瞬态和其空间瞬态随时间变化的两部分，运用相位聚类分析的方法客观检测过程性极端事件，提出一种行之有效的客观检测过程性极端事件的新方法——极端事件过程性的共相同步化的客观检测方法，并将该方法应用于具体观测资料的实践检测，从状态的转变、状态变化的趋势以及状态改变的时间阶段角度对极端天气气候事件有了新的认识。该课题主要研究成果为（1）分析了基于小概率定义的中国“极值”温度事件时空分布特征，研究了基于气候变化综合指数的中国近50年来极端温度和极端降水“极值”事件的气候变化的敏感性。夏季极端高温强度随着气候态在不断增强，而冬季极端低温强度在逐渐减弱。极端高温事件的极端性低于极端低温。当前极端高温的极端性有增强的趋势而极端低温极端性相对比较平稳，夏季极端高温事件有待加强观测与关注。（2）发展并研究了检测极端事件过程性的共相同步化的客观检测方法。极端事件的过程不仅指稳定状态事件持续的过程而且包含过渡状态下事件的持续过程。（3）应用共相同步化原理检测2009年干旱指数与降水量距平表征的西南干旱的过程。降水量距平过程性检测结果与干旱指数检测结果不是一一对应的关系，这是由于降水偏少与干旱响应的时间滞后以及干旱形成原因的复杂性造成的。（4）研究了气候显著变暖以来的1985-2012年亚洲北部冬季极端低温的过程以及相应的环流特征。冬季亚洲北部偏冷对应次年夏季长江中下游地区极端高温日数偏多。在大气内部过程方面，冬季主要变现为高纬西风偏弱，高、中、低纬依次成“+、-、+”分布，东亚大槽偏强偏西等特征，造成亚洲北部冬季低温；次年夏季主要表现为西太副高偏西偏北、东亚大槽区域正距平，副热带急流偏北、梅雨锋偏弱及低层显著南风异常，从而导致长江中下游地区极端高温日数增多。