International Journal of Disaster Risk Science近日发表了东北师范大学张继权教授团队的关于识别与分析不同气候区复合极端事件及其时空特征—以松辽平原玉米产区为例的文章。由于全球气候异常，导致极端天气气候事件的强度和空间范围等大幅增加，因此研究极端事件以确保农业生产尤为重要。本研究以≥10℃生长季积温（GSAT10）作为松辽平原玉米的气候区划指标将研究区划分为3个气候区，引入标准化降水作物需水指数（SPRI）和标准化温度指数（STI），利用松辽平原1991-2020年气象站点的日值数据，分析玉米生长季内干旱、涝渍和高温的时空分布特征。通过拟合边际分布，构建了复合事件振级指数来识别复合干旱高温事件（CDHEs）和复合涝渍高温事件（CWHEs）的发生规律，并分析其对玉米生产的潜在影响。结果表明：（1）松辽平原的主要气象灾害是干旱和高温。研究区高温持续时间较高的地区与严重程度较高的地区分布相似，主要集中在研究区的中部和南部（3区）。（2）CWHEs主要发生在研究区的北部（1区和2区），CDHEs主要发生在中部和南部地区。（3）在松辽平原的大部分站点，复合极端事件的持续时间、严重程度和强度值与玉米相对气象产量（Yw）呈正相关。玉米减产受CDHEs的影响更显著。
图1 松辽平原研究区位于中国东北地区
（a）DEM及气象站分布；（b）研究区的地理位置
研究背景
东北地区的玉米产量占全国总产量的30%，被称为“黄金玉米带”，在保障中国粮食生产中发挥着至关重要的作用。然而，由于东北地区的玉米生产以雨养为主，因此极易受到气候变化的影响。1971-2018年，旱灾受灾面积占总受灾面积的58%，是该地区最大的农业气象灾害，而第二大灾害是涝渍，受灾面积占总受灾面积的26%。此外，东北地区热浪发生频率显著增加，导致同时遭受干旱和高温胁迫的玉米减产更加严重。松辽平原位于东北地区中部，其玉米带所处的中高纬度地带是受气候变化影响最为敏感的地区，尤其影响国家粮食安全，因此本研究选取松辽平原作为研究区。
指数构建
复合干旱高温振级指数（CDHMI）和复合涝渍高温振级指数（CWHMI）可表示为：
研究结果
近30年玉米生长季内不同气候区逐月SPRI平均值的变化趋势除3区6月份、1区7月份为不显著下降趋势，2-3区7月份为显著下降趋势，其余月份均为上升趋势。持续时间较高的地区与严重程度较高的地区（无论是干旱还是涝渍）分布相似，干旱主要集中在研究区西北部和中部，而涝渍分布较为分散。
图5 1991-2020年松辽平原干旱与涝渍事件发生的次数（a1、a2）、持续时间（b1、b2）、严重程度（c1、c2）和强度（d1、d2）的空间分布
（2）高温事件的识别及时空特征分析
近30年玉米生长季内不同气候区逐月STI平均值的变化趋势均为上升趋势。研究区高温持续时间较高的地区与严重程度较高的地区分布相似，主要集中在3区。
（3）复合极端事件的识别及时空特征分析
松辽平原玉米生长季的CWHEs主要发生在1区和2区，CDHEs主要发生在3区。CWHEs发生次数的空间差异没有CDHEs显著，CWHEs的严重程度和强度也均低于CDHEs。CDHEs和CWHEs的发生次数在松辽平原大部分地区均有所增加。
（4）复合极端事件对玉米产量的影响
基于1991-2020年研究区发生CDHEs和CWHEs并造成减产的站点的玉米相对气象产量（Yw）与生长季内CDHEs和CWHEs的持续时间、严重程度和强度值进行皮尔逊相关性分析，以验证结果的合理性。结果显示，大部分站点的持续时间、严重程度和强度值与Yw呈正相关，即CDHEs和CWHEs的持续时间越长、严重程度和强度越高，玉米减产越严重。
讨论
文章链接：
https://link.springer.com/article/10.1007/s13753-024-00585-3
