中国极端高温热浪灾害的强度和频率（2020）

对应目标：13.1 加强各国低于和适应气候相关的灾害和自然灾害能力。

       1.  案例背景

《巴黎协定》的目标是把全球平均气温升幅控制在工业化前水平以上低于2 ℃以内，并努力将气温升幅限制在工业化前水平以上1.5 ℃以内。近几十年，极端高温热浪成为影响中国地区主要的气候灾害之一。

本案例提出动态重现期的概念，对于极端高温热浪的指标进一步完善，使之更具广泛的适用性，尤其适合描述近年来的灾害性极端高温热浪事件。通过对极端高温时空演变的刻画，可准确全面地把握中国极端高温热浪的格局，为相关可持续发展目标提供科学的决策支持。

      2.  所用数据

• 中国气象局气象信息中心1960~2018年754站逐日最高气温观测资料，并经过订正和均一化处理（Li et al., 2015），取1979~2018年为基准期

      3.  方法介绍

数据的均一化在最大程度上校正了因为站点迁址、观测手段和方法改变等造成的系统性偏差。取每个站点夏半年（4月到9月）每日最高气温最大值，以此进行广义极值（Generalized Extreme Values, GEV）分布的拟合并计算重现期和重现水平。动态重现期采用位置参数的时间线性模型，由此统计各站每年发生的N年一遇高温极值的频率。N年一遇极端高温指的是在当年的气候状态下，全年最高气温达到或超过给定重现水平阈值的概率为1/N，由此得到全国以及各个分区的平均每站每年发生频率。强度则定义为该极端温度记录超出此N年一遇重现水平的数值大小，单位为℃。

4 结果与分析

全国20年一遇极端高温热浪的发生频率自20世纪90年代末以来显著增加（图5-1）。本世纪以来，全国有5个年份极端高温热浪异常偏多，即2000、2003、2010、2013、2017年。在这5年中，全国7个分区均有2~3个分区发生较为显著的极端高温热浪。频率和强度的年际波动较大，大体上各分区每5~10年均会出现一次极端高温热浪异常偏多的年份。相对来说，北方的极端高温热浪强度较南方更为突出。

图5-1. 1990~2018年全国及各区20年一遇极端高温热浪的

平均每站发生频率和强度

自2010年以来基本上每年都会发生比较显著的极端高温热浪事件（图5-2）。2010年极端高温热浪的影响空间范围最大，全国超过一半的区域均监测到较强的极端高温事件。2013年极端高温热浪的强度最强，华中华东数十站极端高温频率达10天左右。2016年和2017年极端高温热浪的影响范围也十分广泛。值得注意的是，在高纬度和高海拔地区，相对的极端高温热浪在近年也易于多发。2014年西南山区局地曾出现15天的极端高温。2010、2015和2018年也有部分高海拔和高纬度站点记录到8~10天的极端高温，均为当年的全国之最。

图5-2. 5年一遇极端高温热浪事件频率的空间分布（注：缺台湾地区数据）

（a）2010年；（b）2013年；（c）2015年；（d）2018年（灰色为无极端事件站点）

5.  讨论与展望

本案例通过改进极端高温热浪的定义标准，利用重现期和重现水平对极端高温热浪事件有了更完整的认识。中国的极端高温热浪在近年持续高发，已形成一种常态。本世纪以来基本每5年左右，中国约三分之一的区域会经受接近或达到历史纪录的极端高温天气，特别是最近每年都发生了较大范围或较高强度的高温热浪事件。因此需要提升对极端高温的总体气候预测和天气预报水平，加强每年统筹应对不同地区发生极端高温热浪灾害的能力。另外，还需注意加强对高纬度和高海拔地区相对极端高温热浪的监测预测，因这些地区极少发生绝对高温，以往容易被忽视。然而近年来，这些地区相对极端高温热浪频率甚至高于典型高温热浪多发的中东部地区，对当地的农林生态和基础设施同样造成严重的威胁。

随着中国近几十年社会和经济的迅速发展，人口大量向大中城市集中，土地利用也发生巨大变化。如何结合人口和土地等其他地球大数据，全面考虑不同群体和系统的暴露度和脆弱性，更加精准地评估极端高温热浪对于生产生活、人体健康及自然生态系统等各方面产生的具体影响，是今后需要关注的重要方向。