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中国气候极端事件的时空演变、影响效应及归因分析 —— 基于气温波动与昼/夜降水的研究

年内气温波动；农业极端气温事件；极端降水事件；昼 / 夜降水；归因分析；气候指标

主题3 技术、台站、交叉 > 专题3.3 气候服务、农业减灾与粮食安全

在全球气候变暖背景下，气温波动与极端降水事件频发，对我国农业生产、水文循环及生态安全构成严重威胁，然而年内气温波动对农业极端气温事件的定量影响、半日尺度极端降水的时空规律及二者的气候驱动机制仍有待系统阐释。本研究整合中国长时间序列气象观测数据，从气温和降水双维度开展气候极端事件的时空演变、影响效应及归因分析：针对气温维度，利用 1960~2022 年中国 9 大农业区逐日气象数据，采用五日滑动标准差法界定年内气温波动，分析其时空分布特征，并定量揭示其对作物生长期农业极端冷热事件的影响，结合水热因子、地形及大气环流、海温等气候指标开展归因分析；针对降水维度，基于 1981~2022 年中国 2292 个气象站 24h、日间、夜间逐日降水数据，运用 bootstrap 线性回归法分析半日尺度极端降水的时空变化趋势，通过随机森林和最优指纹法探究 14 个大尺度气候变量对极端降水事件的驱动作用。结果表明：①年内气温波动呈北高南低的空间分布特征且整体呈微弱下降趋势，其对我国绝大部分地区农业极端冷热事件均存在中度加剧效应，正相关站点占比远高于负相关站点，水热耦合（平均气温、相对湿度、参考作物蒸散量）和海拔对其空间分布影响显著，厄尔尼诺 - 南方涛动、亚洲极涡、西太平洋副高增强会加剧气温波动，东亚大槽加深和北极涛动负相位则会削弱该波动；②我国极端降水累积量呈显著上升趋势，降水日数无明显变化，且夜间极端降水的累积量和增幅均超过日间，极端性越强该差异越显著，空间上华北平原极端降水呈增加趋势，云贵高原则显著减少，极端降水整体呈西北向东南递减的分布特征；③我国极端降水事件主要受副热带高压系统（西太平洋、南海、北半球副高）驱动，台风对胡焕庸线东南侧的特极端降水（日降水量≥50mm）影响显著，不同区域极端降水的主导气候因子存在明显空间异质性。本研究系统揭示了中国年内气温波动与半日尺度极端降水的时空演变规律，明确了二者的影响效应及核心气候驱动因子，为我国农业气候适应性规划、极端气候事件预测预警及区域灾害防控提供了科学的理论依据和数据支撑。