预出版|中国特大气象干旱事件集(1951–2022):空间演进特征、温度极值多样性及年代际变化

学术   2024-09-05 17:22   北京  

Citation

Liu, Z. C., W. Zhou, and X. Wang, 2024: Extreme meteorological drought events over China (1951–2022):Migration pattern, diversity of temperature extremes, and decadal variations. Adv. Atmos. Sci.,https://doi.org/10.1007/s00376-024-4004-2.

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中国特大气象干旱事件集(1951–2022):空间演进特征、温度极值多样性及年代际变化

摘    要

近年来,特大气象干旱袭击中国,造成了严重的社会经济影响。尽管学者们已对干旱的时空特征和致旱机理进行了大量的逐场研究,但仍有两个关键问题鲜少探讨:首先,迫切需要建立一个具有精细时空演变的长系列特大气象干旱集。其次,需要定量研究干旱传播特征及其同期极端温度多样性。为此,本研究借助高密点簇聚类算法(3D DBSCAN),进行事件识别并生成了中国特大气象干旱长系列事件集;通过历史地图集和专著对于该事件集中的场次逐个验证,发现本套事件集与历史相符,可靠性高。其次,考虑到纬度带和沿海/内陆落区的差异,定量化空间演进模式(即准静止/传播类型)并对其进行排序。再次,分析了同期极端温度异常的多样性(例如,高温热浪型和偏冷型)。发现从上世纪90年代以来,中国的热旱呈上升趋势,主要出现在北纬30°N以南和北纬40°N以北。进一步采用三维综合量级指数将所有干旱事件和同期极端温度异常进行排名,发现2022年夏秋季长江全域热旱为近70年来最热的事件。最后,基于Liang-Kleeman信息流的因果关系分析方法,识别了太平洋年代际振荡和大西洋多年代际振荡影响中国干旱和极端温度异常覆盖范围年代际变化的关键区域。上述研究成果可为后续机制探索和预测相关问题提供事件集基础和时空特征认识。


关键词:3D DBSCAN,干旱事件集,空间传播形式,复合气候极值


图1. 我国特大气象干旱事件的类型多样性. 


亮点


特大气象干旱事件不仅强度大、历时长、影响范围广,而且往往还具有时空运动特征多变、跨季节、强度变化大等复杂特征。为此,本研究借助3D DBSCAN算法,精准识别干旱事件,形成一套我国长系列、完整的特大气象事件集;该事件集通过专著以及部分旧闻报纸进行逐场校核,可靠性高。由此,以上反映干旱真实时空变化的极端事件样本,既是机理诊断的可靠基础,也是预测模型构建的完备训练样本。




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