中国气候及异常 课件 绪论学习资料

1月15日，内蒙古呼伦贝尔牙克石市街头冰雾弥漫，当日牙克石市最低气温下降到-40.0℃以下，这已是从1月8日起该地气温连续第八天低于-40.0℃，为入冬以来持续时间最长的低温极寒天气。2012内蒙古呼伦贝尔现-46.6℃极寒天气

2月7日，山东烟台东炮台旅游码头的防护栏上结满海水冰凌。中央气象台最新监测显示:受强冷空气影响，我国中东部地区气温出现剧烈“跳水”。2月7日的气温较2月6日同时段大幅下降。其中北方大部地区及江淮中东部、江南东部和南部等地气温下降6至10℃。内蒙、辽宁、吉林等地降温12至17℃。降温后，当日清晨，山西北部、河北北部等地气温普遍低于-20℃，内蒙古中北部、黑龙江西北部局地温度达-30至-42℃。中央气象台当日继续发布寒潮蓝色预警，预计我国中东部地区还将持续低温天气。

今年春节以来，全国大部地区气温总体偏低，黑龙江漠河、内蒙古图里河、根河、海拉尔、牙克石、陈巴尔虎旗等地的最低气温普遍处在-40℃以下。在我国北粮南运的重要港口——辽宁营口港，6日平均海冰厚度达10-20厘米，给货物装卸带来很大困难。

欧洲的法国、德国、乌克兰、罗马尼亚、波黑、意大利等国遭遇大面积极寒。截至2月6日，今年全欧洲已有260人死于因寒潮引发的疾病或意外，其中仅乌克兰就有131人死于严寒。日韩两国也暴雪频袭，积雪厚达3-4米，多地出现雪崩，韩国首都出现55年来最低温。截至2月2日，雪灾已造成日本至少63人丧生。受寒潮影响，日本还有高达175万人感染了一种新型流感，日本全国有7200所中小学因此停课。

与此同时就在同属北半球的美国加利福尼亚州，连日出现反常高温，长滩机场气温超过30摄氏度，打破了最近40年的纪录。在华盛顿，一些樱花也已经提前盛开。中国气候及其异常成因

绪论中国气候的特点影响中国重大的气候灾害影响中国旱涝的气候系统

中国气候的基本特点

我国位于著名的东亚季风气候区，冬季寒冷干燥，夏季高温多雨。

降水主要集中在东部地区，西部地区相对较少，夏季东部大尺度旱涝灾害经常同时发生。

最西端：73°E40′新疆乌恰县（帕米尔高原上中国、吉尔吉斯斯坦、塔吉克斯坦三国交界处略南的雪山上）最北端：53°N33′漠河以北的黑龙江主航道的中心线上最东端：

135°E2′30″黑龙江和乌苏里江交汇处的黑瞎子岛

最南端：3°N52′南沙群岛的曾母暗沙

入侵我国的强冷空气路径大致分为三类。三类路径有时很难区分，而且没有明显的季节分布特征。

1．偏西类（占10％）：从英格兰、冰岛沿同一纬度往东，由新疆经河套西部南下，到达我国中部和南部。在冬季会带来明显降水，华北地区下雪多。3月解冻以后往往带来沙尘天气。

2．偏北类（占65％）：由西西伯利亚经贝加尔湖、蒙古附近，过河套直冲长江下游。此路势力最强，危害最大（因行进路程短，冷空气中途耗散少，加上地势北高南低，犹如瀑布一样倾泻而下）。一般带来大风。

3．东北类（占25％）：由贝加尔湖附近经东北或华北东部从黄海南下，直冲长江下游。

气候异常的诊断

气候总是在变化，严格讲，也许没有哪一年或哪一个月称得上正常。但是如果说异常总要有一个标准。过去常把要素的方差值作为衡量异常的标准。

如果要素接近正态分布的话，超过平均值一个方差，或低于平均值一个方差的概率应该分别为15.9%。正负距平达到2个方差的则只有2.3%。

WMO曾把达到2倍方差作为异常的标准，日本气象厅采用了这个标准。但近来在WMO的监测公报中采取概率附为异常的标准，大约相当1.3方差。不过对气温采用高斯分布，而对降水量采用Γ分布。

注意：

为了求距平就需要知道平均值，过去国际上曾统一规定用1901~1930年30年平均作为标准值。后改为1931~1960年，近来多用1951~1980年或1950~1979年，最近WMO又建议统一用

1961~1990年30年平均。

30年是一个长短较为适中的时段，应用起来也比较方便，而且由于气候振动大部分周期长度低于30年，所以30年平均还是有一定稳定性。但要研究气候变化，有时还可以用更长时间如100年平均，目前不少作者用1880~1979年求平均。2.

气候变化的诊断研究

近百年气候变化时常用10年平均作为分析的时间单位，如果序列足够长，有时也用50年平均或100年平均。

对不同序列进行比较时，必须两个序列具有相同的分辨率。例如都是10年平均，或都是50年平均。因为时间平均也是一种滤波，所以平均时间愈长，被滤掉的高频变化也就愈多，因而方差愈小。如我国东部冬季平均气温年序列方差0.84℃，10年平均方差为0.47℃，百年平均方差0.25℃。因此，在利用一条曲线分析气候变化时，先要弄清楚这条曲线的分辨率。

过去有的作者采用不同资料来源建立气温曲线，却未注意到各种资料分辨率的不同，这不能不说是一种缺陷。

同样，分析气候变化也要有一个标准，即究竟气候平均值有多大差异时才能认为发生了气候变化。

一般可用t-检验，检查某个30年平均与百年平均或长时期平均的差异达到多高的信度，或者检查两段30年平均的差异达到多高信度。通常至少要达到95%，最好达到99%信度才能认为发生了气候变化。例如:

全球平均气温在

1860~1889年及1960~1989年两段30年间上升0.40℃，t-检验达到99.9%的信度。因此可以认为气候确实变暖。

有时气候变化发生的相邻的两段时间，或者其间隔只有所取平均时段(如30年)的l/10~2/10(如3~6年)可以称为气候突变。例如：

从1970年代~1980年代全球平均气温上升0.21℃，t-检验也达到99.9%的信度。因此可以认为80年代全球变暖达到了突变程度。

当然诊断气候突变还有各种各样的方法，例如曼-肯达尔(Mann-Kendall)方法。但t-检验还是最简单而通用的方法。3.气候异常事件的诊断

诊断是否出现某一种气候异常事件，需要严格的定义。例如

诊断厄尔尼诺事件

先规定用那一个海域的海温作为代表序列，同时确定海温正距平达到多大的数值才能认为是厄尔尼诺事件。比如，CAC规定了四个区：Nino1+2代表南美沿岸；Nino3代表赤道东太平洋；Nino4代表赤道中太平洋。我国大多采用安基尔(Angell)的定义。

用0~10ºS，180~90ºW范围内海温求平均。月平均距平连续3个月在0.5℃以上，或季平均达到0.5℃作为厄尔尼诺事件。

有时为了诊断一种气候异常事件，不仅要考虑该要素本身，还要考虑其他气候要素。例如：

在诊断厄尔尼诺事件时，不仅看海温距平，同时也注意监测与之有关的要素，如南方涛动指数(SOI)、太平洋海平面高度异常、赤道太平洋斜温层深度、乃至中太平洋对流强度(用OLR表示)、850hPa及200hPa风场、甚至还有澳大利亚干旱、印度尼西亚干旱、南美赤道太平洋沿岸的多雨等。

4.气候变化原因的检测

在研究气候变暖中温室效应的作用时，人们多采用检测(detecting)这个名词。

其实质内容即分析气候是否变暖，以及这个变暖在多大程度上是由温室效应造成的。

因此，这一类工作原则上也可以归入气候诊断的范畴。

对温室效应的检测可以从两方面进行：

①从气候变化本身来检测，例如把气温变化的曲线与C02浓度变化曲线比较，分析变暖的季节与地理分布，并与气候模拟的结果比较等；

②也可以从气候变化的物理因子来检测，例如，首先排除或尽量减少城市热岛效应，观测技术改变的影响，然后估计太阳辐射变化(包括太阳活动)、火山活动等的影响，从原序列中把这些因素排除后，再进行滤波除去高频的气候异常的影响，最后有可能得到一条受温室效应影响的曲线。

不过这种检测方法也有许多困难。因为，至今我们还不能比较肯定地了解温室效应以外，究竟有几个因素在控制着气温的变化，以及控制程度有多大，但终究这也不失为一种检测手段。影响中国重大气象灾害天气灾害气候灾害气象灾害指局地性、短时间的强烈天气带来的灾害，如台风、暴雨、冰雹、龙卷风等。这类天气常伴随强风和暴雨，对农作物的生长有很大的破坏作用。指大范围、长时间的气候异常所造成的灾害，如长时间的气温偏高、偏低；降水量偏多、偏少；风力偏强等。这些气候异常会带来干旱、洪涝、低温、冷害、沙尘暴等灾害。

指各种天气气候变化引起的对人类生命财产和国民经济建设及生态环境造成的破坏性影响。气候灾害的损失近年来,气候异常给我国带来了严重气候灾害,尤其是旱涝等重大气候灾害每年约造成200亿公斤的粮食损失和2000亿元以上的经济损失,气候灾害可占到气象灾害造成的经济损失的78%左右。因此,气候灾害发生的特征、规律、成因及其预测已成为我国大气科学的前沿研究课题。

影响我国的主要气候灾害：（1）干旱（2）雨涝（3）沙尘暴（4）夏季低温

干旱：

干旱——在足够长的时期内，降水量严重不足，致使土壤因蒸发而水分亏损，河川流量减少，破坏了正常的作物生长和人类活动的灾害性天气现象。干旱是我国最常见、影响面最大、最为严重的气候灾害。其特点是范围广、时间长、影响远、损失最为严重的一类灾害。

黄荣辉等统计结果表明：全国各地均可发生干旱,全国每年平均旱灾面积约0.2~0.27亿hm2(公顷),占我国耕地总面积的1/5左右。有些地区经常出现年降水量比常年平均少30~50%,个别季度能出现比常年少60~80%,致使发生严重干旱。

据统计，我国每年因旱减产平均达100~150亿公斤，每年由于缺水造成的经济损失达2000亿元。目前，全国420多个城市存在干旱缺水问题，缺水比较严重的城市有110个。全国每年因城市缺水影响产值达2000~3000亿元。

图华北地区20世纪80年代的年平均降水量约比50年代减少了1/3,致使华北地区水资源严重缺乏,造成了严重干旱。在20世纪80年代，华北地区人均水资源占有量只有全国均值的1/6,耕地亩均水资源占有量只有全国均值的1/10；

90年代后半期,华北地区干旱更加严重。

1999年夏季在华北西部，降水比常年减少30%以上，产生了严重的干旱，有的地区夏秋作物绝收。

2000年夏季，在河套地区、华北北部、东北南部夏季降水比常年减少了30~40%，在这些地区又发生了严重的干旱；

2001年夏季，除山东半岛外，华北中西部地区又发生了持续性严重干旱。致使农作物大幅度减产,水资源严重短缺。

09年中国北方干旱

2009年，中国北方地区旱情不断加重2007年，漓江著名景点象鼻山雨涝：

雨涝是我国仅次于干旱的气候灾害,雨涝每年造成的粮食和经济损失约占气象灾害造成经济总损失的27.5%左右,个别严重雨涝年份损失更严重。雨涝主要发生在夏季,但春、秋季甚至冬季也时有发生。

1991年夏季江淮地区发生洪涝,仅安徽、江苏两省粮食就减产了120亿公斤。

1982~1983年冬季,华南就发生了几十年不遇的洪涝灾害；

1998年，江南降水是常年的150~200%左右,造成了严重洪涝。

1975年8月，在一场由台风引发的特大暴雨中，河南省驻马店地区板桥、石漫滩两座大型水库，竹沟、田岗两座中型水库，58座小型水库在短短数小时间相继垮坝溃决。在“75·8”大水灾中，河南省有29个县市、1700万亩农田被淹，其中1100万人受灾，超过2.6万人死难，倒塌房屋596万间，冲走耕畜30.23万头，猪72万头，纵贯中国南北的京广线被冲毁102公里，中断行车18天，影响运输48天，直接经济损失近百亿元。

由一场特大暴雨而引发整整一个水库群的大规模溃决——无论是垮坝水库的数目，还是蒙难者的人数，都远在全球同类事件之上。

1915年7月，北江发生罕见特大洪水，珠江上游堤围崩决，造成广州空前大水灾，被淹达7天之久，灾情严重，史称乙卯年大水灾。沙尘暴沙尘暴本身是天气灾害,因其发生频次增多则成为气候灾害。近几年来由于北方春季干旱、气旋发生频率增高,大风天气明显增多,使得沙尘暴大幅度增多。

2000年内蒙古和华北地区发生了13次沙尘暴和扬沙天气,2001年又发生18次沙尘暴和扬沙天气。

2002年春季沙尘暴也接连不断发生,特别是2002年3月18~20日在西北地区和内蒙古、华北地区发生十多年来最严重的沙尘暴。

沙尘暴沙尘暴不仅影响工农业生产,危害人民身体健康和生命安全,而且由于沙尘暴影响大气能见度,因而影响交通,严重时高速公路和机场需关闭。

1993年5月5日发生在河西走廊、内蒙古和宁夏一带的沙尘暴造成数十人伤亡和数亿元的经济损失。沙尘暴已经成为我国生态环境中一个严重问题。1993年5月5日金昌沙尘暴

2004年7月12日酒泉地区的沙尘暴2002年3月18~20日北京沙尘暴

大陆沙尘暴往往紧跟著冷鋒（白色条状）往东输送左图沙尘暴前缘已经接近海岸右图沙尘暴已经出海影响到韩国和日本

夏季低温

夏季低温气温长时间的偏低也能造成灾害。夏季低温是造成我国东北地区粮食减产最重要的气候灾害,例如东北地区因夏季低温冷害

1972年粮食减产为63×108亿公斤

1976年粮食减产为

47.5×108亿公斤。

其他的气候灾害中国气候灾害的种类很多，除上述主要气候灾害外,还有霜冻、低温阴雨、寒害、雪灾、登陆台风的增多等气候灾害。从发生机理看,气候灾害可以分为降水异常所造成,如干旱、雨涝、雪灾；气温异常所造成,如夏季低温、霜冻、寒害、春季连阴雨等；风异常所造成,如沙尘暴。

灾害肆虐:

2010年度旱涝交替极端天气频繁《中国气候公报》显示：

2010年年降水量681毫米，比常年偏多11.1%，为1961年以来第二多，年暴雨日数比常年偏多21.5%；年平均气温较常年偏高0.7℃。气象及其次生灾害造成的直接经济损失超过5000亿元，因灾死亡4800多人，气象灾害属于偏重年份。2010年气候异常主要有四方面原因：

①厄尔尼诺和拉尼娜事件的转换十分异常。拉尼娜的快速发生发展，对我国2010年夏秋及冬季的气候及台风活动产生了重要影响；②极地大气环流的异常调整，使得极地冷空气不断扩散南下，强烈影响了中高纬度的国家和地区；

③6~8月间出现的有气象记录以来最为强大的西太平洋副热带高压，直接导致了我国夏季气候的异常，主要表现为我国台风生成个数偏少，华南、江南、江淮、东北和西北东部出现暴雨洪涝灾害；

④全球气候变化是极端事件增多、增强的大背景。近百年的全球气候变暖不只表现出气温升高，也表现出气温变率加大，极端天气气候事件趋多、趋强。山东遭50年一遇大旱2010年山东全省干旱标准已超过50年一遇。从2010年9月23日~2011年1月12日，山东除半岛东北部以外120多天无有效降雨。若春节前全省无有效降水，全省气象干旱概率将达到60年一遇。

全省仍有2781万亩冬小麦受旱，约占全省小麦播种面积的51%，其中重旱373万亩，受旱面积仍在小幅增加。全省已有390座小型水库干涸，30645口机电井出水量明显偏少。甘肃5万人吃水困难

通渭县位于甘肃中部，是国家扶贫开发工作重点县，也是甘肃18个干旱县之一，境内植被稀少，环境恶劣，特别是水资源严重匮乏，当地有“十年九旱、十年九灾”之说。

2010年通渭县降水量为310.8毫米，比历年偏少20.8%，主要依靠汛期来水的锦屏水库2010年来水量比近五年平均来水量减少59.8%。当时，锦屏水库实际可用水量不足10万立方米，水位已接近死库容，而且已全部结冰封冻。因年降水偏少，县城供水主要水源锦屏水库来水锐减，蓄水不足，县城约5万人吃水受到影响。广西遇60年第二低温

受北方较强冷空气和南方暖湿气流共同影响，2011年1月2~11日以来，广西平均气温6.3℃，比常年同期偏低5.2℃，为1951年以来同期第二位低温天气。桂林、柳州、河池等三市大部的平均气温为历年同期最低值。

冰冻灾害已致广西191.64万人受灾，紧急转移安置人口3607人，4.46万人饮水困难、165.79千公顷农作物受灾、倒塌房屋251间。受灾的主要有桂林、柳州、河池、百色、贺州、南宁等市。广西电网所辖桂林供电局网区有15条输电线路的高海拔区段发生覆冰情况;无严重覆冰线路，有3条跳闸线路停运抢修。2011侧重灾害监测预报预警

2011年将重点做好气象灾害监测预报预警和应对防范工作，深入推进气象防灾减灾体系建设，包括灾害性、关键性、转折性天气的监测预报预警及突发灾害性天气的短临预警，中小河流防洪区、山洪地质灾害易发区气象监测预报预警服务，极端气候事件以及旱涝、冷暖等气候趋势预测，突发公共事件的应急气象保障服务等，深入推进气象防灾减灾体系建设。

2008年度国内十大天气气候事件：

1.历史罕见低温雨雪冰冻灾害肆虐南方

2008年初，1月10日突如其来的暴雪，随后全国范围内的大降雪过程开始了，持续了两周之久的严重雪情，一下子演变成了50年一遇的大雪灾。

2.台风登陆个数多，登陆时间之早、登陆比例之高破历史纪录

2008年，西北太平洋和南海海域共有21个热带风暴生成，其中10个台风（热带风暴）在我国登陆，登陆个数比常年偏多，登陆比例为有观测资料以来最高。3.强台风“凤凰”袭击9省，滁河发生大洪水

2008年第8号热带风暴“凤凰”于7月25日下午在西北太平洋洋面上生成，26日下午加强为台风，27日夜间加强为强台风。28日6时30分前后“凤凰”以强台风的强度（45米/秒，14级）在台湾花莲南部沿海第一次登陆，22时在福建福清东瀚镇再次登陆，登陆时为台风强度（33米/秒，12级）。登陆后，“凤凰”深入陆地，强度逐渐减弱。29日夜间，在滞留福建23小时之后，“凤凰”进入江西东北部，30日14时在江西鄱阳县境内减弱为热带低压，31日2时，中央气象台停止编号。受“凤凰”的影响，我国多个省市受灾严重。据不完全统计，7月28-30日，福建全省共有57个县(市、区)、138.69万人受灾；房屋倒塌1220间；农作物受灾6.02万公顷。7月29-30日，广东河源、揭阳、梅州、汕尾、惠州、汕头等地有44.02万人受灾；倒塌房屋2160间；农作物受灾面积1.53万公顷。江西赣州寻乌县有19.2万人受灾；紧急转移安置5.8万人；倒塌房屋6109间。江苏扬州、盐城、徐州等地部分地区遭受龙卷风灾害，4人死亡，46人受伤。“凤凰”带来狂风暴雨的同时也缓解了福建、浙江、江西、湖南、广东、安徽自7月22日以来持续多日的高温炎热天气，有效减轻了电网供电压力。7月28日“凤凰”登陆前6分钟的卫星云图强台风“凤凰”袭击9省，滁河发生大洪水

“凤凰”严重影响浙江街道积水江河水位上涨

“凤凰”登陆福清广告牌被大风撕裂

河源部分村庄成了一片汪洋

4.黄河发生建国以来最严重凌汛

2008年春季，全国平均气温为11.5℃，比常年同期（平均9.7℃）偏高1.8℃，为1951年以来历史同期最高值，也是自1997年以来我国出现的连续第12个春季偏暖。

3月，黄河内蒙古段因气温回升迅速，开河速度明显加快。由于开河期河槽蓄水量大，水位高，黄河内蒙古部分河段发生建国以来最为严重的凌汛灾害。5.长江中上游和淮河流域发生严重暴雨洪涝灾害

2008年7月20～24日，四川盆地、黄淮、江淮、江汉等地普降暴雨到大暴雨，四川盆地、陕西西南部、湖北西部和北部、湖南西北部、河南大部、山东东部和南部、江苏北部、安徽北部等地累计降水量一般有100～180毫米，部分地区达200～240毫米。湖北、四川、江苏、山东、安徽、重庆部分地区发生了暴雨洪涝灾害，淮河流域出现超警戒水位的洪水。6.上海遭受超百年一遇暴雨袭击

2008年8月25日，上海市出现入汛后最强暴雨天气，徐汇区1小时最大降水量117.5毫米，为1872年有气象记录以来所未遇。因强降水发生在市区和上班高峰期，且强降水远远超过上海市排水能力，造成市区150多条马路严重积水，最深达1.5米，交通堵塞，有的路段封闭达10小