基于海陆分异视角的全球暴雨多属性时序变化及其与ENSO的关联性分析Aspect of land-ocean differentiation-based multi-attribute temporal variation of global rainstorm and analysis on its correlation with ENSO
孔锋
摘要(Abstract):
全球气候变化背景下多关注陆地暴雨,而对海洋暴雨及暴雨的海陆分异关注较少。基于1979—2016年ERA-Interim降水数据,采用多种统计方法,从海陆分异视角诊断全球暴雨多属性时序变化特征及其对ENSO的响应。结果表明:(1)1979—2016年全球总体、陆地与海洋的暴雨量及暴雨量贡献率呈增加趋势;全球总体、陆地与海洋的总雨量则呈减少趋势。全球陆地总雨量表现出明显的先增加(1979—2006年)后减少(2007—2016年)的分段变化特征。全球海陆暴雨与总降雨量的对比表明,1979—2016年暴雨量在海洋和陆地均趋于增加,全球较弱强度降雨量趋于减少。(2)MK突变检验结果表明,1979—2016年全球总体、陆地与海洋的暴雨量分别于2006年、1999年和2008年发生了突变,未通过0.05显著性水平检验;全球总体、陆地与海洋的总雨量分别于1998年、2014年和1994年发生了突变,均通过了0.05显著性水平的检验。全球总体、陆地与海洋的暴雨量贡献率分别于2006年、2003年和2007年发生了突变,仅陆地与海洋的突变通过了0.05显著性水平的检验;全球海陆暴雨量与总雨量的突变年份与ENSO的暖事件年或由冷事件向暖事件转变的年份一致。(3)1979—2016年全球陆地与海洋的暴雨量与总雨量在多时间尺度上不具有一致性变化特征,反而表现出反相位或提前与滞后的位相关系。(4)相比ENSO,全球陆地(海洋)暴雨量在高能量波谱区变化提前(滞后);相比ENSO,全球陆地暴雨量在低能量波谱区变化具有一致性或提前特征,而全球海洋暴雨量相比ENSO变化则主要以提前特征为主。
关键词(KeyWords): 全球暴雨;海陆分异;暴雨贡献率;时序变化;突变诊断;交叉小波变换与
基金项目(Foundation): 国家自然科学基金项目(41801064,71790611);; 中国博士后科学基金资助项目(2019M650756,2019T120114);; 中亚大气科学研究基金(CAAS201804)
作者(Author): 孔锋
DOI: 10.13928/j.cnki.wrahe.2020.05.004
参考文献(References):
- [1] IPCC SREX.Managing the risks of extreme events and disasters to advance climate change adaptation[R].London:Cambridge University Press,Cambridge,UK,2012.
- [2] IPCC AR5.Intergovernmental Panel on Climate Change Climate Change Fifth Assessment Report[R].London:Cambridge University Press,Cambridge,UK,2013.
- [3] IPCC SR1.5.Global warming of 1.5℃:an IPCC special report on the impacts of global warming of 1.5℃ above pre-industrial levels and related global greenhouse gas emission pathways,in the context of strengthening the global response to the threat of climate change,sustainable development,and efforts to eradicate poverty [R].London:Cambridge University Press,Cambridge,UK,2018.
- [4] 孔锋,史培军,方建,等.全球变化背景下极端降水时空格局变化及其影响因素研究进展和展望[J].灾害学,2017,32(2):165- 174.
- [5] 方建,李梦婕,王静爱,等.全球暴雨洪水灾害风险评估与制图[J].自然灾害学报,2015,24(1):1- 8.
- [6] 何研,方建,史培军.湖北省暴雨经济暴露时空变化及贡献率研究[J].自然灾害学报,2018,27(3):110- 118.
- [7] 孔锋,王一飞,吕丽莉,等.近百年来全球、大洲和区域尺度降雨时空变化诊断(1900- 2010)[J].灾害学,2018,33(1):81- 88+95.
- [8] 孔锋,史培军,吕丽莉,等.全球陆地暴雨时空格局变化的自然和人文影响因素研究(1981- 2010年)[J].北京师范大学学报(自然科学版),2018,54(2):208- 216.
- [9] PORADA P,STAN J T V,KLEIDON A.Significant contribution of non-vascular vegetation to global rainfall interception[J].Nature Geoscience,2018,11(8):563- 567.
- [10] WEHBE Y,GHEBREYESUS D,TEMIMI M,et al.Assessment of the consistency among global precipitation products over the United Arab Emirates[J].Journal of Hydrology Regional Studies,2017,12(1):122- 135.
- [11] DRAPER D W,NEWELL D A,MCKAGUE D S,et al.Assessing calibration stability using the Global Precipitation Measurement (GPM) Microwave Imager (GMI) noise diodes[J].IEEE Journal of Selected Topics in Applied Earth Observations & Remote Sensing,2017,8(9):4239- 4247.
- [12] DORE M H I.Climate change and changes in global precipitation patterns:What do we know?[J].Environment International,2005,31(8):1167- 1181.
- [13] LYONS M,BLANCHARD A.Estimation of global and regional precipitation and anthropogenic climate change using scaling fluctuation analysis[C]// EGU.EGU General Assembly Conference.Vienna,Austria:Emerald Group Publishing Limited,2014:23- 31.
- [14] REIFEN C,ANDERSON B T,TOUMI R.Consistency in global climate change model forecasts of regional precipitation trends[J].Earth Interactions,2009,13(9):251- 266.
- [15] DESBOIS M,DESALMAND F,METEOROLOGI E,et al.Global precipitations and climate change[J].Journal of Atmospheric & Terrestrial Physics,1994,57(13):1674- 1674.
- [16] 杨子凡,齐玉磊,邬仲勋.近六十年全球旱地温度和降水的变化特征[J].甘肃科技,2018,34(17):23- 27.
- [17] 孙怀卫,张伊然,廖卫红,等.基于全球卫星降水数据的暴雨时空分析方法研究[J].中国农村水利水电,2018(8):77- 85.
- [18] 战云健.近百年亚洲降水变化特征及其不确定性分析[D].北京:中国气象科学研究院,2018.
- [19] 孔锋,吕丽莉,方建,等.中国不同时段气候变暖速率的时空分异研究(1961- 2014)[J].北京师范大学学报(自然科学版),2017,53(4):426- 435.
- [20] 杨子凡.全球旱地1948- 2008年温度和降水的变化特征[D].兰州:兰州大学,2018.
- [21] 章杰,鱼京善,来文立.全球变暖背景下极端降水变化率与气温的响应关系[J].北京师范大学学报(自然科学版),2017,53(6):722- 726.
- [22] 孔锋,刘凡,吕丽莉,等.1961- 2010年中国大尺度区域暴雨时空分布特征研究[J].长江流域资源与环境,2017,26(4):631- 640.
- [23] 刘欢,郭建平,陈田萌,等.全球热带海洋地区降水季节变化的TRMM卫星观测[J].科学通报,2017,62(1):90- 104.
- [24] 孔锋,王铸,刘凡,等.全球、大洲、区域尺度暴雨时空格局变化(1981- 2010年)[J].北京师范大学学报(自然科学版),2016,52(2):228- 234.
- [25] 徐栋,李若麟,王澄海.全球变暖背景下亚非典型干旱区降水变化及其与水汽输送的关系研究[J].气候与环境研究,2016,21(6):737- 748.
- [26] 叶晓燕,陈崇成,罗明.东亚夏季降水与全球海温异常的年代际变化关系[J].地球科学进展,2016,31(9):984- 994.
- [27] 黄悦.不同外强迫对全球季风降水变化的可能影响[D].南京:南京信息工程大学,2016.
- [28] 陈发虎,黄伟,靳立亚,等.全球变暖背景下中亚干旱区降水变化特征及其空间差异[J].中国科学:地球科学,2011,41(11):1647- 1657.
- [29] 裴惠娟,陈晋,李雯,等.甘肃省暴雨洪水时空分布及风险评估[J].自然灾害学报,2017,26(3):167- 175.
- [30] 张昂,李双成,赵昕奕.基于TRMM数据的京津冀暴雨风险评估[J].自然灾害学报,2017,26(2):160- 168.