中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：
一、前言
在全球變暖的大背景下，極端天氣氣候事件的變化引起了國(guó)內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注。IPCC（Intergovernmental Panel on Climate Change）第 4 次評(píng)估報(bào)告指出，過(guò)去的 100 年里全球平均氣溫上升了 0.74 ℃，在近 50 年全球氣溫以 0.13 ℃/10 a 的速度上升 。全球氣候變暖似乎使夏季變得更熱，冬季變得溫和，并伴隨著熱浪頻率和強(qiáng)度的增加，霜凍日數(shù)減少更明顯，冷極端事件減少，夜晚更明顯。與此同時(shí)，近 50 年占全球陸地面積一半以上的區(qū)域發(fā)生強(qiáng)降水的頻率呈現(xiàn)增加趨勢(shì)。強(qiáng)降水事件在美國(guó)、中國(guó)、澳大利亞、加拿大、挪威和墨西哥、波蘭和前蘇聯(lián)均有所增加。受溫度升高和區(qū)域性降水減少的影響，干旱的強(qiáng)度更強(qiáng)、持續(xù)時(shí)間更長(zhǎng)。
極端天氣氣候事件加劇會(huì)給社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和人民生活帶來(lái)嚴(yán)重影響和損失。中國(guó)是旱澇、臺(tái)風(fēng)、寒潮等自然災(zāi)害多發(fā)的國(guó)家，我國(guó)北方旱災(zāi)、雪災(zāi)、寒潮和沙塵暴災(zāi)害頻發(fā)，東南部地區(qū)臺(tái)風(fēng)、高溫和雨澇災(zāi)害影響嚴(yán)重（見圖 1 ）。據(jù)統(tǒng)計(jì)，從 1949 年以來(lái)，氣象災(zāi)害的損失趨于增加，20 世紀(jì) 90 年代中期以來(lái)每年的損失接近或超過(guò)了 2 000 萬(wàn)億，其中 1998 年受到長(zhǎng)江和嫩江流域持續(xù)的強(qiáng)降水等極端事件的影響，全國(guó)氣象災(zāi)害損失達(dá) 3 000 萬(wàn)億元，2008 年我國(guó)南方地區(qū)持續(xù)的低溫雨雪冰凍事件也造成了超過(guò) 3 000萬(wàn)億的嚴(yán)重經(jīng)濟(jì)損失，2010 年受到舟曲突發(fā)強(qiáng)降水影響引起的泥石流滑坡事件等造成的損失達(dá) 5 000 萬(wàn)億元（見圖 2 ） 。
圖1 中國(guó)主要?dú)庀鬄?zāi)害分布綜合示意圖
注：引自2007年中國(guó)災(zāi)害性天氣氣候圖集
圖2 1949-2010 年期間與極端天氣緊密有關(guān)的氣象災(zāi)害損失的變化
氣象災(zāi)害一方面與極端事件頻率和強(qiáng)度有關(guān)，另一方面與我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平和防災(zāi)減災(zāi)能力緊密相聯(lián)。加強(qiáng)與氣候變化有關(guān)的極端事件的變化研究，有利于國(guó)家防災(zāi)減災(zāi)和應(yīng)對(duì)氣候變化。鑒于不同類型的極端事件的影響具有很大差別，監(jiān)測(cè)、預(yù)測(cè)和評(píng)價(jià)極端事件及其影響必須對(duì)各種極端事件進(jìn)行嚴(yán)格的定義并給出定量指標(biāo)。文章總結(jié)了極端溫度、極端降水、臺(tái)風(fēng)、冰雹、霧和霾、干旱、寒潮、沙塵暴等極端事件的各種指標(biāo)及其應(yīng)用，探討了其中存在的問(wèn)題和未來(lái)需要關(guān)注的重點(diǎn)工作。
二、極端天氣氣候事件的定義
極端天氣氣候事件是在特定地區(qū)和時(shí)間發(fā)生的罕見的氣象事件，當(dāng)某地的天氣氣候狀態(tài)嚴(yán)重偏離其氣候平均態(tài)時(shí)，就可以認(rèn)為發(fā)生了極端事件。在統(tǒng)計(jì)意義上，認(rèn)為極端事件是小概率事件，有些人認(rèn)為是 50 年一遇甚至 100 年一遇的事件。從時(shí)間尺度上分，極端天氣事件是時(shí)間尺度較短（一般在一周以內(nèi)）的罕見的或高影響的氣象事件。而極端氣候事件時(shí)間尺度較長(zhǎng)的極端事件，通常是極端天氣事件累積的結(jié)果。極端事件從極端性的性質(zhì)上分可以包括兩大類。一類是依賴于基本天氣氣候要素的極端值進(jìn)行定義的，例如極端強(qiáng)降水、極端高溫和低溫事件。氣候變化研究中通常通過(guò)分析這些要素的變化趨勢(shì)來(lái)分析極端事件的演變規(guī)律。另一類極端事件是對(duì)自然環(huán)境有重大影響并且通常會(huì)帶來(lái)較大經(jīng)濟(jì)損失的災(zāi)害性極端事件（如干旱、洪澇、熱浪等），這些極端天氣氣候事件也稱為綜合性極端事件，因?yàn)橐话銇?lái)講，它們并不是由單一氣象要素的異常引起的，而是由于兩個(gè)甚至更多氣象要素的共同作用造成的，例如降水減少和全球變暖是引起干旱加劇的兩個(gè)重要因子。
目前研究和業(yè)務(wù)中主要為基于單一臺(tái)站監(jiān)測(cè)技術(shù)的定義，采用“氣候極值”量化和表征異常天氣氣候現(xiàn)象，當(dāng)氣候要素（如氣溫、降水量等）達(dá)到定義的氣候極值時(shí)，便可認(rèn)為極端事件發(fā)生。關(guān)于極端值閾值的選取，國(guó)際上主要有兩種處理方法，即絕對(duì)極值和相對(duì)極值。根據(jù)絕對(duì)物理界線值定義的事件有寒潮和霜凍日數(shù)、大雨和暴雨日數(shù)等，這種閾值的定義雖然相對(duì)簡(jiǎn)單，但在一定程度上也能較好地表征極端事件的特征和變化規(guī)律，因此，仍受到各界學(xué)者和工作人員的青睞。同時(shí)，“極端天氣和氣候”具有時(shí)空相對(duì)性，如日降水量 30 mm 在華南沿海和長(zhǎng)江下游為正常降水量，而在西北地區(qū)已達(dá)到極端降水量水平，即使是同一地區(qū)，相同的降水量在不同季節(jié)所帶來(lái)的影響也有可能不同。因此，確定某些事件（如日降水量等）的相對(duì)閾值是非常有必要的。目前國(guó)際上常采用某個(gè)百分位值（如第 95 百分位值）作為極端值的閾值，翟盤茂等利用百分位方法分析和研究了我國(guó)北方近 50 年溫度和降水極端事件變化，此方法在我國(guó)極端氣候研究中得到了廣泛的認(rèn)可和應(yīng)用；也有人對(duì)不同氣候要素采用不同分布型的邊緣值來(lái)確定氣候極值，研究指出，我國(guó)降水量以Γ分布擬合效果較好（見圖 3），江志紅等利用Γ分布模式擬合區(qū)域降水百分率的概率分布，由此推求黃淮流域夏半年（4—10 月）旱澇概率，并探討該區(qū)出現(xiàn)各級(jí)旱澇概率的時(shí)空分布特征。李威和翟盤茂利用Γ分布函數(shù)對(duì)中國(guó) 1951—2004 年地面臺(tái)站逐日降水觀測(cè)資料進(jìn)行雨日降水量概率分布擬合并定義極端降水事件，在此基礎(chǔ)上對(duì)極端降水日數(shù)與 ENSO（EL Nino Southern Oscillation）的關(guān)系進(jìn)行分析研究。
圖3 北京和廣州日降水量Γ分布概率密度函數(shù)和頻率分布曲線
與溫度和降水相聯(lián)系的極端事件變化的研究，大都基于逐日的氣候資料進(jìn)行。20 世紀(jì) 90 年代后期以來(lái)，我國(guó)的一些學(xué)者開始利用中國(guó)逐日氣象資料開展多種極端氣候指標(biāo)變化格局分析，這些研究今天仍然具有較普遍意義。
三、極端天氣氣候事件指數(shù)及其變化
近年來(lái)極端事件研究在不斷深入，政府間氣候變化專門委員會(huì)（IPCC）針對(duì)天氣氣候極端事件變化及其對(duì)自然物理環(huán)境影響的認(rèn)識(shí)進(jìn)行評(píng)估，其分析跟 IPCC 報(bào)告中極端事件變化內(nèi)容的差別在于除了強(qiáng)調(diào)極端事件的變化以外，還突出了與極端事件緊密相關(guān)的天氣氣候現(xiàn)象和影響。重點(diǎn)強(qiáng)調(diào) 3 方面內(nèi)容：a. 大氣中的天氣氣候極端事件變化（溫度，降水，風(fēng)等變量）；b. 影響極端天氣氣候事件發(fā)生的天氣氣候現(xiàn)象（季風(fēng)，厄爾尼諾，其他變率模態(tài)，熱帶氣旋，溫帶氣旋）；c. 對(duì)自然物理環(huán)境的影響（干旱，洪水，極端海平面，波浪，沿海影響，冰川、地形和地質(zhì)影響，包括高緯度多年凍土在內(nèi)的變化，沙塵暴）。這種分類，把極端天氣氣候事件與其形成的天氣氣候環(huán)境以及影響聯(lián)系到了一起，但也容易把形成極端事件的條件和極端天氣氣候事件造成的災(zāi)害混為一談。文章對(duì)以上分類方法進(jìn)行了修正，主要從極端事件的影響要素出發(fā)，將其分為單要素極端事件、與天氣現(xiàn)象有關(guān)的極端事件以及多要素極端事件，并進(jìn)一步分析了這些極端事件的氣候變化特征。從極端事件的持續(xù)時(shí)間上看，有時(shí)也將極端事件分成極端天氣與極端氣候事件。文章涉及的大部分極端事件由于時(shí)間尺度較短，都應(yīng)屬于極端天氣事件的范疇。干旱由于其持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，是長(zhǎng)期降水極度偏少的結(jié)果，是典型的極端氣候事件。
（一）單要素極端事件
為了有效推動(dòng)世界各國(guó)開展極端天氣氣候事件變化檢測(cè)研究，WMO（ World Meteorological Organization）氣候委員會(huì)等組織聯(lián)合成立了氣候變化監(jiān)測(cè)和指標(biāo)專家組 （ ETCCDI , Expert Team on Climate Change Detection and Indices），并定義了 27 個(gè)典型的氣候指數(shù)，其中包括 16 個(gè)氣溫指數(shù)和 11 個(gè)降水指數(shù)（見表 1 和表 2）。國(guó)內(nèi)外學(xué)者利用這些基本指數(shù)對(duì)各種極端溫度和降水事件進(jìn)行了探討。Manton 發(fā)現(xiàn)在東南亞和南太平洋地區(qū)，自從1961 年以來(lái)，熱日和暖夜顯著增多，而冷日和冷夜卻減少了。Kunkel?Kostopoulou?Sen 分別分析了美國(guó)、意大利、印度等國(guó)家的極端降水，研究表明全球大部分地區(qū)極端降水量及其頻次有增加的趨勢(shì)。翟盤茂等指出我國(guó)北方夜間溫度極端偏低的日數(shù)顯著變少，白天溫度偏高的日數(shù)趨于增多。隨著我國(guó)氣溫呈現(xiàn)明顯的上升，特別是 20 世紀(jì) 80 年代中期以來(lái)升溫速度的顯著加快，我國(guó)的霜凍日數(shù)顯著下降（見圖 4）。王小玲和翟盤茂針對(duì)不同等級(jí)的降水強(qiáng)度，分析了 1957—2004 年中國(guó) 8 個(gè)區(qū)域年降水量、降水頻率和平均降水強(qiáng)度的線性變化趨勢(shì)，結(jié)果表明，西北西部、青藏高原和華東地區(qū)年降水量有明顯增多趨勢(shì)，華北、東北和西北東部年降水量明顯減少；年降水頻率除西北西部和青藏高原顯著增加外，其余地區(qū)年降水頻率均呈減少趨勢(shì)；平均降水強(qiáng)度在華北、東北和西北東部呈減弱趨勢(shì)，其余地區(qū)則呈增強(qiáng)趨勢(shì)。年極端強(qiáng)降水日數(shù)表現(xiàn)為東北和華北以及四川盆地為減小趨勢(shì)；西部地區(qū)和長(zhǎng)江中下游一直到華南都表現(xiàn)出增加趨勢(shì)（見圖 5）。Alexander 根據(jù)不同地區(qū)專家研究的結(jié)果，首次給出了全球陸地地區(qū)的極端溫度和降水變化趨勢(shì)，但在非洲和中 東等地區(qū)仍然存在空間上的空白。
表1 極端氣溫指數(shù)
表2 極端降水指數(shù)
圖4 基于逐日最低溫度計(jì)算的 1951-2010 年逐年霜凍日數(shù)的變化
圖5 1951-2004年極端強(qiáng)降水日數(shù)的變化趨勢(shì)
注：實(shí)心（空心）圓點(diǎn)代表增加（減少），根據(jù)圖標(biāo)的大小， 其趨勢(shì)分別為大于 7 .5 %和小于 7.5 % ，叉號(hào)代表趨勢(shì)達(dá)到 0 .05 以上的顯著性水平
風(fēng)是影響人類安全、海上航空活動(dòng)以及基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的重要?dú)庀笠蜃?。?50 年來(lái)中國(guó)年平均風(fēng)速存在逐年減小的變化趨勢(shì)，Jiang 等指出中國(guó)的大風(fēng)日數(shù)也呈減小的趨勢(shì)。雖然在 ETCCDI 的 27 個(gè)指數(shù)中沒(méi)有給出明確的極端風(fēng)速的概念，國(guó)內(nèi)外一些研究也已經(jīng)開展了極端風(fēng)速變化的研究。
（二）與天氣現(xiàn)象有關(guān)的極端事件
除了跟溫度、降水和風(fēng)等單要素有關(guān)的極端事件，與臺(tái)風(fēng)、冰雹、霧和霾等有關(guān)的強(qiáng)天氣現(xiàn)象緊密有關(guān)的極端天氣氣候事件也給社會(huì)經(jīng)濟(jì)和人類活動(dòng)帶來(lái)了較大的影響。
臺(tái)風(fēng)是發(fā)生在熱帶海洋上的一種具有暖中心結(jié)構(gòu)的強(qiáng)烈氣旋性渦旋，總是伴有狂風(fēng)暴雨，常給受影響地區(qū)造成嚴(yán)重的災(zāi)害。中國(guó)是世界上熱帶氣旋（TC）登陸最多、災(zāi)害最重的國(guó)家之一，平均每年登陸 7~8 個(gè)。通常以臺(tái)風(fēng)中心地面最大平均風(fēng)速和臺(tái)風(fēng)中心海平面最低氣壓為依據(jù)判斷臺(tái)風(fēng)的強(qiáng)度大小。
劉燕等利用 1949—2006 年熱帶氣旋年鑒資料， 根據(jù) 2006 年新制訂的 TC 等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，分析了登陸我國(guó) TC 的氣候特征，結(jié)果表明，登陸 TC 的平均強(qiáng)度出現(xiàn)減弱趨勢(shì)，但進(jìn)入 21 世紀(jì)以來(lái)，平均強(qiáng)度顯著增加，尤其是 TC 逐年強(qiáng)度極值表現(xiàn)更為明顯。
冰雹是強(qiáng)對(duì)流天氣系統(tǒng)引起的一種劇烈的氣象災(zāi)害，它持續(xù)時(shí)間短，作用范圍小，但是強(qiáng)度一般很大，對(duì)農(nóng)業(yè)的損害最大，Xie 等統(tǒng)計(jì)了中國(guó) 1960—2005 年冰雹出現(xiàn)頻率的年際變化特征和趨勢(shì)，結(jié)果表明，20 世紀(jì) 80 年代之前年平均冰雹日數(shù)沒(méi)有顯著的變化，而在此之后年平均降水日數(shù)有顯著的減小趨勢(shì)。
霧和霾嚴(yán)重影響大氣能見度，并對(duì)交通運(yùn)輸、人體健康以及農(nóng)作物生產(chǎn)具有重要的影響。根據(jù)能見度將霧劃分為重濃霧、濃霧和大霧，陳瀟瀟等分析了不同等級(jí)霧的年代際變化，結(jié)果表明，對(duì)于多數(shù)地區(qū)來(lái)說(shuō)，重濃霧在 20 世紀(jì) 70 年代有增多的突變，而濃霧與大霧無(wú)此特征。高歌利用 1961—2005 年中國(guó)霾日統(tǒng)計(jì)資料，探討了霾的變化趨勢(shì)，研究表明， 我國(guó)東部大部分地區(qū)的霾日主要呈現(xiàn)增加趨勢(shì)，而西部和東北大部分地區(qū)以減小趨勢(shì)為主。
（三）多要素極端事件
1.寒潮
寒潮天氣過(guò)程是一種大規(guī)模的強(qiáng)冷空氣活動(dòng)過(guò)程，主要特點(diǎn)是劇烈降溫和大風(fēng)，有時(shí)還伴有雨、雪、雨凇或霜凍，會(huì)給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、人類活動(dòng)以及交通運(yùn)輸帶來(lái)很大影響。中央氣象臺(tái)以過(guò)程降溫與溫度負(fù)距平相結(jié)合來(lái)劃定冷空氣活動(dòng)強(qiáng)度，當(dāng)過(guò)程降溫達(dá)到10 ℃ 以上、溫度負(fù)距平的絕對(duì)值達(dá)到 5 ℃ 以上就可認(rèn)為是寒潮事件。Lau 等以 3 個(gè)標(biāo)準(zhǔn)定義寒潮，即降溫大于 5 ℃，中國(guó)內(nèi)陸與沿海的地面壓力差大于 5 hPa 以及南海北部盛行北風(fēng)風(fēng)速大于 5 m/s。西伯利亞中部（70°~90° E，43°~65° N）為寒潮關(guān)鍵區(qū)，絕大部分冷空氣在這里堆積加強(qiáng)進(jìn)而入侵我國(guó)。從年代際變化上看，1961—2010 年中國(guó)平均寒潮頻次呈明顯的減少趨勢(shì)，其線性變化趨勢(shì)系數(shù)為 -0.3 次/10 a，通過(guò)了 95 % 的顯著性檢驗(yàn)（見圖 6）。魏鳳英的結(jié)果表明，氣候變暖后，冬春季發(fā)生在全國(guó)性寒潮災(zāi)害的頻次顯著減少，并指出這種減小趨勢(shì)與 AO 位相的增強(qiáng)趨勢(shì)背景有一定的聯(lián)系。錢維宏等的結(jié)果表明，發(fā)生在我國(guó)的寒潮以北方最多，東北的寒潮始于 10 月份，而河套和江南的寒潮在 4 月份比較頻繁。
圖6 1961-2010 年中國(guó)平均寒潮頻次變化曲線
2.沙塵暴
沙塵天氣多出現(xiàn)在干旱地區(qū)，空中沙塵彌漫會(huì)降低能見度，對(duì)交通運(yùn)輸和身體健康造成不良影響。如果遭遇持續(xù)強(qiáng)勁大風(fēng)，便形成沙塵暴，強(qiáng)沙塵暴的風(fēng)力可達(dá) 12 級(jí)以上，其摧毀力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)同樣級(jí)別的普通風(fēng)災(zāi)。
人們一般根據(jù)能見度和風(fēng)速劃定沙塵暴的等級(jí)，中國(guó)氣象局沙塵暴強(qiáng)度等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)能見度將沙塵暴劃分為 3 個(gè)等級(jí)：沙塵暴、強(qiáng)沙塵暴、特強(qiáng)沙塵暴分別對(duì)應(yīng)的能見度為 500 ~1000 m、50~500 m和<50 m。康玲等在此基礎(chǔ)上，又考慮了沙塵暴致災(zāi)的嚴(yán)重程度，將沙塵暴劃分為 4 個(gè)等級(jí)，即弱沙塵暴、次強(qiáng)沙塵暴、強(qiáng)沙塵暴以及特強(qiáng)沙塵暴，對(duì)應(yīng)的能見度分別為500~1000 m、200~500 m?50~200 m和≤50 m，并采用該指標(biāo)，利用 1995—2007 年內(nèi)蒙古地區(qū)地面測(cè)站的沙塵暴、能見度、風(fēng)速風(fēng)向觀測(cè)資料，分析研究了內(nèi)蒙古地區(qū)沙塵暴的分布特征，結(jié)果表明，在一年內(nèi)，內(nèi)蒙古地區(qū)的沙塵暴、強(qiáng)和特強(qiáng)沙塵暴集中出現(xiàn)在春季的 3 月—5 月，4 月最多,沙塵暴下旬相對(duì)集中,上?下旬是大?小范圍強(qiáng)和特強(qiáng)沙塵暴易發(fā)時(shí)段。李棟梁等以水平能見度小于1000 m定義沙塵暴事件，選用中國(guó) 185 個(gè)常規(guī)氣象觀測(cè)站，分析了近 50 年來(lái)中國(guó)北方沙塵暴的氣候特征，研究表明，中國(guó)沙塵暴日數(shù)呈減小趨勢(shì)，20 世紀(jì) 90 年代是近 5 個(gè)年代中最少的,并且指出中國(guó)沙塵暴與夏季青藏高原地面感熱關(guān)系密切。
（四）干旱
干旱是由于受到長(zhǎng)期降水不足引起的典型的極端氣候事件。干旱及其形成機(jī)理是一個(gè)古老但又富有挑戰(zhàn)性的研究課題，是人類面臨的主要自然災(zāi)害， 在全球變暖的大背景下，干旱化趨勢(shì)已經(jīng)成為國(guó)內(nèi)外學(xué)者關(guān)注的主要問(wèn)題之一。有關(guān)干旱指數(shù)的定義多種多樣，總體來(lái)講，一類是僅僅考慮降水量這一單因素的指標(biāo)，另一類是綜合水分盈虧的指標(biāo)。
降水量干旱指標(biāo)（如降水偏少指標(biāo)，降水距平百分率指標(biāo)等）是通過(guò)氣象學(xué)方法研究降水量的統(tǒng)計(jì)分布規(guī)律或以無(wú)降水持續(xù)日數(shù)反映干旱的強(qiáng)度和持續(xù)時(shí)間。標(biāo)準(zhǔn)化降水指數(shù) SPI 在我國(guó)國(guó)家氣候中心的旱澇監(jiān)測(cè)中得到了較為廣泛的應(yīng)用。
降水量－蒸發(fā)量、蒸發(fā)量 ／降水量、降水量－作物需水量、作物需水量 ／降水量等干旱指標(biāo)考慮了降水量和溫度變化兩因子的影響，降水資料容易獲得， 而蒸發(fā)量的計(jì)算方案有很多，通常以潛在蒸散量來(lái)代替，常見的計(jì)算潛在蒸散的方法有 Thomthwaite、飽和差、Penman 等模型，其中 Penman 模型及其修正方案在我國(guó)應(yīng)用最為廣泛。
《氣象干旱等級(jí)》國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)推薦使用綜合氣象干旱指數(shù)Ic，該指數(shù)是由降水量標(biāo)準(zhǔn)化降水指數(shù)和相對(duì)濕潤(rùn)指數(shù)綜合而得，反映短時(shí)間尺度（月）和長(zhǎng)時(shí)間尺度（季）降水量氣候異常情況，又反映短時(shí)間尺度（影響農(nóng)作物）水分虧欠情況。采用綜合氣象干旱指數(shù)分析近半個(gè)世紀(jì)以來(lái)全國(guó)及不同地區(qū)干旱變化情況，結(jié)果表明，東北和華北地區(qū)干旱化趨勢(shì)顯著（見圖 7），近年來(lái)，西南地區(qū)的重大干旱事件也頻繁發(fā)生。
圖7 我國(guó)東北和華北地區(qū) 1951-2010 年干旱面積變化
涉及干旱發(fā)生機(jī)理的指標(biāo)有很多，其中使用最多的是 Palmer 提出的 PDSI 指標(biāo)，它是一個(gè)綜合考慮水、可能蒸散、前期土壤濕度和徑流的指標(biāo)。PDSI 在世界各國(guó)得到了廣泛的應(yīng)用和認(rèn)可，早在 20 世紀(jì) 70 年代，該指數(shù)被引入中國(guó)，并根據(jù)我國(guó)的實(shí)際情況對(duì)指數(shù)進(jìn)行修正，得到了許多有意義的研究成果。翟盤茂等利用干旱監(jiān)測(cè)降水指數(shù)（PDSI）分析了 1951—2003 年中國(guó)干旱變化特征，結(jié)果表明，在近半個(gè)多世紀(jì)中，我國(guó)發(fā)生較大范圍的干旱主要出現(xiàn)在 20 世紀(jì) 60 年代、70 年代后期至 80 年代前期以及 20 世紀(jì) 90 年代后期至 21 世紀(jì)初。近 10 多年來(lái)西南干旱頻繁發(fā)生，給當(dāng)?shù)厝嗣裆a(chǎn)生活帶來(lái)了重大影響。
對(duì)于干旱，據(jù)統(tǒng)計(jì)世界各國(guó)一共有 55 種指標(biāo)，也有人把干旱分為氣象干旱、水文干旱、農(nóng)業(yè)干旱和社會(huì)經(jīng)濟(jì)干旱 4 類，并定義了各自對(duì)應(yīng)的干旱指數(shù)。有些指數(shù)具有區(qū)域和應(yīng)用領(lǐng)域的局限性。因此，在選擇極端指數(shù)對(duì)干旱事件進(jìn)行監(jiān)測(cè)時(shí)要針對(duì)具體情況，濫用指標(biāo)很可能會(huì)得到與實(shí)際不符的結(jié)論。
（五）氣候變暖背景下極端事件的變化趨勢(shì)
自 20 世紀(jì) 70 年代以來(lái)，我國(guó)極端天氣氣候事件變化特征呈現(xiàn)出明顯的差異（ 見表 3 ） ，異常冷事件霜凍、寒潮等顯著減少，異常暖事件高溫?zé)崂俗兓幻黠@，極端降水事件變化趨勢(shì)表現(xiàn)出較大的空間差異性，大風(fēng)、熱帶氣旋、冰雹、霧和霾、沙塵暴等表現(xiàn)為減小的趨勢(shì)。
表3 各種極端天氣氣候指數(shù)定義及全球氣候變化背景下其變化趨勢(shì)
關(guān)于氣候變暖與極端天氣氣候事件變化聯(lián)系的研究，涉及到有關(guān)形成機(jī)制的復(fù)雜問(wèn)題。Trenberth 指出，地面溫度的升高會(huì)使地表蒸發(fā)加劇，使得大氣保持水分的能力增強(qiáng)，大氣水分含量增加。地面蒸發(fā)能力增強(qiáng)，將使干旱更易發(fā)生，同時(shí)為了與蒸發(fā)相平衡，降水也將增長(zhǎng)，易于發(fā)生洪澇災(zāi)害。Liu 等探討了各個(gè)強(qiáng)度的降水量隨溫度的變化關(guān)系后指出，當(dāng)全球平均溫度升高 1 K，極強(qiáng)降水量（90 % ~100 % 最強(qiáng)強(qiáng)度的降水量）約增加 94.2 %，而 30 % ~60 % 百分位降水量約減少 20 %；全球平均降水強(qiáng)度隨溫度的增加幅度明顯大于大氣含水能力的變化幅度。由此看來(lái)，氣候變暖通過(guò)大氣水循環(huán)影響降水極端事件確實(shí)值得關(guān)注。由于冷空氣活動(dòng)的減弱，蒙古氣旋頻數(shù)減少、強(qiáng)度減弱，中國(guó)平均大風(fēng)日數(shù)和極大風(fēng)速呈減弱趨勢(shì)，對(duì)應(yīng)中國(guó)沙塵暴頻率的減少。大尺度變暖還可能減少大霧頻次，使得半個(gè)世紀(jì)中國(guó)大部分地區(qū)霧日呈減少趨勢(shì)。
此外，極端天氣氣候事件的頻發(fā)發(fā)生與 ENSO 事件、季風(fēng)異常與不同的氣候異常模態(tài)緊密相關(guān)，在大尺度環(huán)流異常時(shí)極端天氣氣候事件也更為突出。
四、極端天氣氣候事件的應(yīng)對(duì)
在全球變暖的大背景下，我國(guó)各類極端事件均呈現(xiàn)出不同的時(shí)空演變特征。20 世紀(jì)中葉以來(lái)，雖然不是所有極端事件都增加了，但在我國(guó)長(zhǎng)江流域強(qiáng)降水頻率趨于增加，而華北和東北地區(qū)干旱范圍趨于擴(kuò)大，近 10 年來(lái)，西南干旱又頻繁發(fā)生。
特大干旱、持續(xù)性強(qiáng)降水、超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)、強(qiáng)寒潮、區(qū)域性高溫?zé)崂说葮O端天氣氣候事件會(huì)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡，可稱之為重大氣象災(zāi)害。氣候變暖會(huì)引起一些極端事件的強(qiáng)度和頻率增強(qiáng)，人類社會(huì)將面臨更高的災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)，而且隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，重大氣象災(zāi)害經(jīng)濟(jì)損失不斷加大，必須加強(qiáng)研究、應(yīng)對(duì)和防御。由于極端天氣氣候事件致災(zāi)程度取決于事件本身的性質(zhì)和強(qiáng)度、還取決于孕災(zāi)環(huán)境、承載體脆弱性和防災(zāi)能力等，因此需要從以下方面加以應(yīng)對(duì)。
(1) 有必要建立高影響極端事件的指數(shù)和指標(biāo)體系，加強(qiáng)高影響的極端天氣氣候事件發(fā)生發(fā)展過(guò)程監(jiān)測(cè)、研究和預(yù)警。隨著研究的深入，科技工作者逐漸認(rèn)識(shí)到探究極端天氣氣候事件形成機(jī)理的重要性。在今后的工作中，要進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)高影響的極端事件監(jiān)測(cè)和研究，深入探究極端天氣氣候事件尤其是高影響極端事件的形成機(jī)理和預(yù)測(cè)技術(shù)，不斷提高我國(guó)的災(zāi)害天氣氣候預(yù)警水平。
(2) 必須加強(qiáng)高影響極端事件的防御能力建設(shè)?據(jù)統(tǒng)計(jì)，在發(fā)達(dá)國(guó)家極端事件造成的經(jīng)濟(jì)損失較大，而在發(fā)展中國(guó)家極端事件造成的人員傷亡較為嚴(yán)重，這在很大程度上與發(fā)展中國(guó)家抵抗災(zāi)害的能力較弱以及對(duì)極端事件的預(yù)警能力不足有關(guān)。因此，改善人類面對(duì)極端事件時(shí)的脆弱性和暴露度有利于提高一個(gè)國(guó)家的防災(zāi)、抗災(zāi)和減災(zāi)能力。例如，針對(duì)高溫?zé)崂颂鞖忸l發(fā)，可以通過(guò)加強(qiáng)預(yù)警系統(tǒng)建設(shè)、完善公共場(chǎng)所的制冷設(shè)施、改善城市基礎(chǔ)設(shè)施等加以應(yīng)對(duì)；針對(duì)強(qiáng)降水頻率和強(qiáng)度增加，為減少突發(fā)洪水的危害性，可加強(qiáng)防洪工程建設(shè)，提高建筑質(zhì)量、改善城市排水系統(tǒng)等風(fēng)險(xiǎn)防御措施；對(duì)于重大干旱事件的增加，可通過(guò)加強(qiáng)節(jié)水農(nóng)業(yè)技術(shù)發(fā)展、加強(qiáng)水資源管理的抗旱工程建設(shè)等措施減少旱災(zāi)的影響。
人類面臨的氣象災(zāi)害具有很大的地域性特點(diǎn)和經(jīng)濟(jì)社會(huì)影響屬性，需要根據(jù)當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況，評(píng)估災(zāi)害的風(fēng)險(xiǎn)因子，因地制宜地制訂風(fēng)險(xiǎn)管理措施有利于降低極端天氣氣候事件所帶來(lái)的影響。
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