极端气候事件包括高温热浪、低温冷冻、干旱、暴雨等。近百年来,受人类活动和自然强迫的共同影响,全球正经历着以气候变暖为主要特征的显著变化。全球范围内旱涝、暴雨、高温热浪等极端气候事件的频次和强度增加,对自然生态系统和经济社会产生了广泛影响(周波涛和於琍,2012;Li et al.,2017;马洁华等,2019;王会军等,2020)。极端降水事件作为极端气候的一部分,其所引发的洪涝、干旱、泥石流等自然灾害成为目前人类所面临的严峻问题(Janssen et al.,2016;Wang et al.,2017)。IPCC(联合国政府间气候变化专门委员会)第五次气候变化评估报告指出,全球变暖会加剧极端事件相关的风险(IPCC,2013;李传浩等,2015;吴佳等,2015),特别是在中纬度陆地和湿润的热带地区极端强降水强度将增强,频次将增加(Qin et al.,2014)。

近些年来,基于观测资料、全球或区域气候模式,诸多学者致力于极端降水事件变化特征的揭示。例如,Alexander et al.(2006)采用气候变化检测和指数专家组所定义的极端气候指数对全球大部分地区的极端气温和降水变化特征进行了研究,并得出了极端气候事件全球分布状况。就全球平均而言,极端强降水事件频次在总降水量呈增长趋势的地区增长幅度较大,东南亚地区尤为明显;全球目前湿润(南欧、东南亚地区等)和干旱地区(西亚等)的降水极端性愈发显著,全球陆地季风区受极端降水事件影响次数增加(Griggs and Noguer,2002;Chen and Sun,2013;Zhang et al.,2018)。Tank and k$\ddot{\mathrm{o}}$nnen(2003)指出极端降水指数除了RX1day(日最大降水量)外都呈上升趋势,全球大多数的台站强降水量和频次随着总降水量增加而增多,强降水量及频次总体呈正向的变化趋势。需要指出的是,降水变化在全球范围内具有显著的区域性特征,如加拿大强度弱的极端降水频率变化较强度强的极端降水频率变化显著(Tan et al.,2019)。然而位于中美洲的加勒比地区极端降水指数(如RX5day,连续5 d最大降水量)在1985—2015年变化并不显著(Dookie et al.,2019)。因此有必要从区域尺度这一角度来研究极端降水的变化特征。

欧亚大陆面积广阔,地形复杂,海陆差异明显,是极端气候事件尤其是极端降水事件的高发区。前人对欧亚大陆极端降水事件进行了大量的研究,并取得了诸多有意义的研究成果。如Croitoru et al.(2013)和Boccolari and Malmusi(2013)研究表明20世纪60年代到21世纪初极端降水事件在欧洲发生的频数总体呈增长趋势且未来仍将继续增加(Chan et al.,2018;Hawcroft et al.,2018)。自20世纪,新加坡、越南等地区极端降水的频数和强度均呈显著上升趋势(Raghavan et al.,2017;Li et al.,2018)。对于处在丝绸之路经济带的中东地区近年来极端降水频次增加趋势显著(Tabari and Willems,2018)。自20世纪中叶至21世纪初,极端强降水在俄罗斯东部地区发生频数较多且降水较为集中,而北部、南部和西部降水却较为规律,极端性并不显著(Vyshkvarkova and Voskresenskaya,2018)。前人工作表明,未来1.5℃升温阈值下,亚洲大部分地区极端降水将减弱而西亚、南亚西部极端降水将增强,尤其是东南亚等区域的洪水事件将加剧(Xu et al.,2017;Han et al.,2018;Li et al.,2018;王倩等,2019)。我国学者对中国区域极端降水事件的研究也取得了丰硕的成果。近半个世纪中国极端降水频次在全国范围内显著增加,且围绕长江流域分布,秋季极端强降水量在中国西部呈下降趋势而在中国东部和中国西北部呈增加趋势(Zhou et al.,2016;张超等,2018;Zhou et al.,2018;吴晶璐等,2019;张梦珂和金大超,2019;Zhang et al.,2019)。基于多模式集合,吴佳等(2015)研究指出未来中国的极端降水对增温的响应比当代要高,随着全球变暖,我国青藏高原、西南地区及部分北方区域的极端降水频次显著增加,未来发生暴雨和洪涝的风险也将增大;RCP4.5和RCP8.5这两种排放情景下未来中国极端降水将加剧(Zhou et al.,2014;Duan et al.,2019;Han et al.,2019)。

“一带一路”倡议是当前我国实行改革开放的重大举措,是建国以来最大的国际合作计划。其中,“丝绸之路经济带”沿线区域主要处于欧亚大陆,该地区空间跨度大,气候类型复杂,是世界上受气候灾害影响最为严重的地区之一。因此,区域内气候变化,特别是极端气候事件变化,是关乎该倡议能否顺利实施和沿线国家能否共同实现可持续发展的重要科学问题。前人研究成果主要关注亚欧大陆某一区域的极端气候特征。因此,使用更完备、更新的资料,分区域探讨欧亚大陆极端降水事件变化的主要事实,为我们进一步认识和了解该地区旱涝变化特征,制定相应的防灾减灾措施提供一定的依据和参考。

1 资料和方法

1.1 资料

所用数据来自美国气候预测中心的日降水资料集(Chen et al.,2008),空间分辨率为0.5°×0.5°。时间范围为1979—2018年。

本研究选取气候变化检测和指数专家组(Sillmann et al.,2013)提出的6个具有代表性极端降水指数:1)RX1day(日最大降水量);2)RX5day(连续5 d最大降水量);3)R10mm(中雨日数);4)R20mm(大雨日数);5)PRCPTOT(年总降水量);6)CDD(最大连续干旱日数)。

文中气候态为1979—2018年平均。

1.2 区域划分

为了更细致地研究欧亚大陆极端降水事件的事件变化特征,按照IPCC的区域划分(IPCC,2013),将欧亚大陆分为北亚(57°~169°E,43°~77°N)、南亚(60°~100°E,0°~40°N)、中亚(50°~80°E,35°~55°N)、西亚(26°~74°E,12°~43°N,)、东亚(73°~145°E,4°~53°N)、东南亚(92°~140°E,10°S~28°N)、北欧(10°~30°E,55°~70°N)、南欧(15°W~30°E,35°~45°N)8个子区域(表1)。

2 极端降水空间分布

2.1 极端降水空间分布特征

由图1所示,与降水相关的6个极端降水指数均表现出了显著的沿海与内陆分布不均匀的特点。全年总降水量(PRCPTOT;图1a)主要有两个高值区,一个是位于西欧至地中海一带,一个出现在受亚洲夏季风影响显著的南亚与东南亚,年总降水量超过2000 mm;北欧、南欧及东亚全年总降水量值都较高。低值区主要分布在北亚、中亚和西亚,仅为150 mm左右。全年总降水量在欧亚大陆呈现为自内陆地区向沿海南部逐渐增加的分布。就连续干旱日数(CDD)而言(图1b),连续干旱日数的空间分布特点与全年总降水量相反,东亚地区青藏高原、中国中西部至蒙古一带,南亚地区印度次大陆以及中亚、西亚、北欧的部分地区则是连续性干旱日数的高值区,年平均最长连续干旱日数超过100 d;而东亚、北亚地区的连续干旱日数处于较低值,东南亚、西欧等地区为连续干旱日数的低值区,极端干旱程度较低。

由图1c可以看到,RX1day在欧亚大陆表现为南多北少且自沿海向内陆逐渐递减的分布特征。南亚和南欧地区的RX1day处于较高值,高值区分布在受亚洲夏季风影响明显的东亚和东南亚地区,超过90 mm/d;而中亚、西亚及北亚部分地区为低值区,普遍为30 mm/d。RX5day的空间分布特点与RX1day类似(图1d),但沿海与内陆分布不均的特征并没有RX1day明显,变化幅度偏小。RX5day在欧亚大陆南北差异较大,南欧地区的RX5day较高,达到了80 mm,北回归线以南的东亚、南亚大部分地区普遍超过100 mm,东南亚地区为RX5day的高值区,超过160 mm;北欧地区的RX5day较低,低值区位于中亚、西亚及北亚地区,仅为20 mm左右。

中雨日数(R10mm;图1e)在欧亚大陆呈现出显著的纬度差异,热带地区远高于赤道外地区。在南欧与东亚普遍较高,位于高值区的南亚与东南亚则高达50 d甚至80 d以上;低值区位于亚洲中部、北部、西部及欧洲北部地区,仅为5 d左右。R20mm(图1f)的分布特征与中雨日数类似,但空间变化幅度较大,区域差异性更强,由大陆南部地区向北部地区逐渐递减。在欧亚大陆大部分地区普遍为3 d以下,而东南亚地区长达18 d以上。

2.2 极端降水事件趋势分析

为了进一步了解欧亚大陆极端降水事件的空间变化特征,图2给出了各极端降水指数趋势变化的空间分布,图中冷色调的负值区表示极端降水指数随时间增加呈减少趋势,暖色调的正值区表示极端降水指数随时间增加呈增加趋势,数值越大,则增加(减少)趋势越明显。如图2a所示,欧亚大陆PRCPTOT呈减少趋势的地区与呈增加趋势的地区面积范围基本相同且数值都并不高,总体变化趋势是均匀分布的。南亚地区的PRCPTOT呈增加趋势,其中东亚及东南亚等部分地区增加趋势显著,为15 mm/a以上;中亚地区的PRCPTOT呈减少趋势,呈减少趋势较强的地区位于西亚、北欧、南亚部分地区,为-7.5 mm/a。值得注意的是,PRCPTOT在南欧、北亚地区并未呈现显著变化。

图11979—2018年期间极端降水指数的空间分布:(a)PRCPTOT(单位:mm);(b)CDD(单位:d);(c)RX1day(单位:mm);(d)RX5day(单位:mm);(e)R10mm(单位:d);(f)R20mm(单位:d)

图21979—2018年期间极端降水指数趋势变化的空间分布（黑点表示显著性检验通过95％置信度检验的区域）:(a)PRCPTOT(单位:mm/a);(b)CDD(单位:d/a);(c)RX1day(单位:mm/a);(d)RX5day(单位:mm/a);(e)R10mm(单位:d/a);(f)R20mm(单位:d/a)

由图2b所示,最长连续干旱日数(即CDD)的总体变化趋势具有显著的地域性特征,变化趋势由沿海向内陆逐渐增强,干旱地区对应的最长连续干旱日数呈增长形式。亚洲中部、西部、东亚地区藏高原及北欧地区的最长连续干旱日数呈显著的增加趋势,为0.5 d/a以上;东亚、北亚和南欧地区最长连续干旱日数呈减少趋势,特别是南亚和东南亚地区表现为显著的减少趋势。

就RX1day而言(图2c),其在欧亚大陆大部分地区表现为增加趋势,且增加趋势自沿海向内陆逐渐递减,南部的增加趋势较北部更强。RX1day在南欧和南亚地区为增加趋势,特别是季风盛行的东亚和东南亚地区增加趋势显著,超过1.2 mm/a;北亚地区的RX1day呈现减少趋势,中亚、西亚、北欧地区表现出更为显著的减少趋势。由图2d可以看到,RX5day的总体趋势变化与连续日最大降水量类似,在欧亚大陆沿海地区呈增加趋势,南欧、南亚、东亚以及东南亚地区RX5day的变化趋势普遍大于1 mm/a,增加趋势较强地区可达2.2 mm/a;RX5day在西亚、北亚呈减少趋势,北欧地区、中亚地区及南亚印度部分地区为减少趋势较强地区,为-1.25 mm/a。

中雨日数(图2e)的总体变化趋势南北差异较大,增加趋势由北向南逐渐加强。北亚部分地区、南欧、南亚及东亚地区的中雨日数呈增加趋势,东南亚地区表现为显著增加趋势,超过0.2 d/a;西亚与中亚的中雨日数普遍表现为减少趋势,呈减少趋势较强地区位于北欧及南亚印度部分地区,变化趋势为-0.25 d/a左右。而日降水量大于20 mm的大雨日数(图2f)的总体变化趋势却呈现出与中雨日数不同的分布形式,欧亚大陆大部分地区中雨日数呈增加趋势(图2e)而大雨日数在欧亚大陆大部分地区却呈现减少趋势,南北差异较为显著,区域性特征明显。仅有南亚、东亚、南欧部分地区及东南亚地区的大雨日数呈增加趋势,增加趋势普遍为0.1 d/a,而增加趋势较强的东南亚地区普遍超过0.4 d/a,这些地区也是极端强降水的高发区;中亚,北亚、西亚以及北欧的大雨日数呈显著的减少趋势,为-0.1 d/a,特别是南亚印度部分地区减少趋势可达-0.15 d/a。

3 各区域极端降水事件时间变化特征

为了较为细致地分析不同区域不同极端降水事件的变化特征,该部分分析了各个子区域不同极端降水指数的时间演变特征。图3为1979—2018年期间欧亚大陆8个子区域日最大降水量(RX1day)的时间序列。从图3a、3b、3e可以看出,东南亚地区、南亚、东亚日最大降水量总体为显著的上升趋势。东南亚地区日最大降水量在20世纪90年代末

图31979—2018年期间各区域的极端降水指数(RX1day(单位:mm)时间序列(黑色实线)、线性趋势(红色虚线)、5 a滑动平均序列(黑色虚线)及气候态(蓝色实线)):(a)东南亚;(b)南亚;(c)北亚;(d)西亚;(e)东亚;(f)中亚;(g)北欧;(h)南欧

之后发生年代际增加,特别是在近10 a日最大降水量明显高于气候态且降水量始终处于高值。在20世纪90年代末之后,增加趋势增强,自2014年日最大降水量增加显著,特别是2017年的日最大降水量高达96.1 mm,超出气候态14.1 mm。南亚和东南亚地区在21世纪00年代中期日最大降水量发生明显的增加,意味着这些区域极端强降水总量自此日益增多。就北亚、西亚、中亚、南欧地区而言(图3c、3d、3f、3h),日最大降水量没有明显的长期增加或者减小趋势,但在20世纪90年代初西亚地区出现日最大降水量增加的转折点。20世纪80年代中期至20世纪90年代初为该地区日最大降水量低值期,自上世纪90年代中期该地区日最大降水量年代际增加。近10 a该地区日最大降水量呈现出小幅回落趋势。特别是近3 a日最大降水量均低于气候态。有意思的是,西亚地区的低值年份与南亚和东南亚地区高值年份对应。如图3g所示,北欧地区日最大降水量的总体呈显著下降趋势,自本世纪初中期年代际减少,同时减少趋势更为明显,特别是近5 a地区日最大降水量逐年下降,明显低于气候态。2018年达到了近40 a来的最低值,为16.7 mm,低于气候态10.3 mm。

图4为1979—2018年期间欧亚大陆8个子区域连续5 d最大降水量(RX5day)的时间序列。从图4a、4b、4e可以看出,东南亚、南亚、东亚地区连续5 d最大降水量总体为显著的上升趋势。在21世纪00年代中期之后,南亚地区连续5 d最大降水量年代际增加。近10 a里,该地区连续5 d最大降水量显著高于气候态。连续5 d最大降水量最多年份出现在2016年,达到了153.8 mm,超出气候态24.8 mm。值得注意的是,高值在近些年频繁出现意味着该地区受极端强降水影响愈发严重。如图4c所示,北亚地区连续5 d最大降水量总体变化趋势与日最大降水量不同,没有明显的变化趋势。该地区连续5 d最大降水量自21世纪00年代初年代际增加,同时长期增加趋势更为明显,近5 a来该地区连续5 d最大降水量增加并不明显,该地区受极端强降水影响概率并不大。西亚、中亚、南欧地区

图41979—2018年期间各区域的极端降水指数(RX5day(单位:mm)时间序列(黑色实线)、线性趋势(红色虚线)、5 a滑动平均序列(黑色虚线)及气候态(蓝色实线)):(a)东南亚;(b)南亚;(c)北亚;(d)西亚;(e)东亚;(f)中亚;(g)北欧;(h)南欧

(图4d、4f、4h)连续5 d最大降水量总体没有明显的长期增加或减少趋势。中亚地区连续5 d最大降水量自2000s初年代际增加。特别是近10 a里,自2014年开始连续5 d最大降水量明显增加,最大值出现在2016年的35.8 mm,但2015—2018年期间连续5 d最大降水量出现小幅回落。从北欧地区来看(图4g),连续5 d最大降水量总体呈显著的减少趋势。该地区从本世纪初中期年代际减少,且减少趋势较之前增强,特别是近5 a连续5 d最大降水量明显低于气候态,2018年低达33.4 mm,低于气候态16.6 mm,表明近年来该地区所受极端干旱事件的可能性逐渐增大。

图5为1979—2018年期间欧亚大陆8个子区域中雨日数(R10mm)的时间序列。从图5a、5e可以看出东南亚、东亚地区中雨日数总体为显著上升趋势,东南亚地区中雨日数自2000s中期年代际增加。特别是近10 a中雨日数除2015年外明显高于气候态。近年来中雨日数处于最小值的2015年低达19.7 d,低于气候态0.4 d。值得注意的是,2015年也对应该地区日最大降水量及连续5 d最大降水量的低值,2017—2018年这个时间段内中雨日数增加明显且2018年为最大值,高达66 d。就南亚地区而言(图5b),中雨日数总体没有明显的上升趋势。20世纪80年代至21世纪初为该地区中雨日数的少发期。自2000s中期该地区中雨日数年代际增加,特别是近10 a中雨日数明显高于气候态,从2014年开始中雨日数增加显著,2018年高达37.3 d,高于气候态27 d,意味着欧亚大陆南部受极端强降水影响较大。对于北亚地区(图5c),中雨日数总体呈显著上升趋势,特别是1990s中期之后上升趋势较为明显。该地区中雨日数自本世纪初年代际增加、与此同时增加趋势较之前增强,近5 a来中雨日数有上升趋势,仅有2013年低于气候态,低达4 d。如图5d所示,西亚地区总体上没有明显的变化趋势,但是自21世纪该地区的中雨日数明显增多。该地区中雨日数在2000s初发生明显的年代际增加。该地区近10 a除2013年以外均高于气候态,尤其是2018年,高达5.5 d,超出气候态1.7 d。中亚、南欧地区(图5f、5h)中雨日数长期变化趋势并不显著。值得注意的是2014—2016年这个时间段中亚

图51979—2018年期间各区域的极端降水指数:R10mm(单位:d)时间序列(黑色实线)、线性趋势(红色虚线)、5 a滑动平均序列(黑色虚线)及气候态(蓝色实线):(a)东南亚;(b)南亚;(c)北亚;(d)西亚;(e)东亚;(f)中亚;(g)北欧;(h)南欧

地区中雨日数增加趋势显著,2016年达到了多年来的最大值,为5.5 d,超出气候态多达2.5 d。对于北欧地区来说(图5g),中雨日数总体为显著减少趋势。该地区中雨日数自本世纪初年代际下降,且减少趋势较之前增强,近3 a来该地区中雨日数有较明显的下降趋势,意味着受极端干旱事件影响的可能性增加且有变干趋势,与空间分布中CDD(图1b)特征相符。

图6为1979—2018年期间欧亚大陆8个子区域大雨日数(R20mm)的时间序列,从图6a、6e可以看出东南亚、东亚地区大雨日数总体为显著上升趋势。东南亚地区2000s中期之后年代际增加,特别是近10 a大雨日数仅2015年低于气候态,为9 d,低于气候态0.3 d。大雨日数近5 a最大值为2018年的30 d,与中雨日数最大值年份重合,意味着该地区是欧亚大陆极端强降水影响最为严重的地区。如图6b、6c所示南亚、北亚地区大雨日数总体没有明显的上升趋势。南亚地区大雨日数从2000s中期年代际增加。近10 a里,该地区大雨日数均大于气候态,特别是2018年高达18.1 d,高于气候态13.7 d,自2014年起该地区大雨日数显著上升。西亚地区大雨日数自2000s初年代际增加,特别是近10 a该地区大雨日数均大于或等于气候态。从图6d可以看出,西亚地区大雨日数总体没有显著的增加或减少趋势。大雨日数自2000s初年代际增加,同时增加趋势较之前强,特别是近10 a该地区大雨日数均大于或等于气候态,最小值出现在2008年,低达1 d,低于气候态0.17 d。从图6f可以看出,中亚地区大雨日数总体上没有显著的变化趋势。该地区大雨日数自21世纪00年代初年代际增加,但是增加趋势较之前变缓,值得注意的是,2014—2016年大雨日数增加显著,2016年为近年来的最大值,高达0.86 d,超出气候态0.16 d。北欧地区(图6g)大雨日数总体为显著下降趋势,特别是21世纪10年代初之后大雨日数下降趋势较为明显。20世纪90年代中期至21世纪00年代中期为该地区大雨日数的频发期。该地区大雨日数自2000s中期开始年代际减少,同时减少趋势更为明显,特别是2011—2013年这个时间段内,大雨日数减少趋势显著。近年来最低值位于2018年,低达0.6 d,低于气候态0.9 d。

图61979—2018年期间各区域的极端降水指数(R20mm(单位:d)时间序列(黑色实线)、线性趋势(色虚线)、5年滑动平均序列(黑色虚线)及气候态(蓝色实线)):(a)东南亚;(b)南亚;(c)北亚;(d)西亚;(e)东亚;(f)中亚;(g)北欧;(h)南欧

而南欧地区(图6h)大雨日数总体没有明显的上升趋势。该地区大雨日数自2000s初开始年代际增加,2017—2018年这个时间段内大雨日数增加明显且2018年为最大值,高达6.5 d。表明该地区近年来受极端强降水影响可能性增加。

图7为1979—2018年期间欧亚大陆8个子区域全年总降水量(PRCPTOT)的时间序列图。从图7a、7b、7e可以看出东南亚、南亚、东亚地区全年总降水量与前4个指数有显著的趋势变化差异。总体为显著的上升趋势。2005年为这三个地区全年总降水量年代际变化的一个显著转折点。2005年之前全年总降水量变化较为平稳,而2005年后,特别是2005—2008年这个时间段内全年总降水量增加显著。对于南亚地区而言,全年总降水量总体同样为显著的上升趋势,自21世纪00年代中期年代际增加,与此同时,近10 a南亚地区的RX1day,RX5day,中雨日数和大雨日数均发生年代际增加(图3b、4b、5b、6b)。这说明,降水强度增强和频次增加对该地区年降水量发生年代际增加的都有一定的贡献。如图7c、7d所示,北亚、西亚地区全年总降水量总体为显著的上升趋势。北亚地区全年总降水量自2000s中期年代际增加。值得注意的是,近10 a北亚地区的RX1day,RX5day,中雨日数和大雨日数均发生年代际增加(图3c、4c、5c、6c)。这也表明,降水强度增强和频次增加对该地区年降水量发生年代际增加的都有一定的贡献。中亚、北欧地区(图7f、7g)全年总降水量总体上没有明显的变化趋势,但是自本世纪初北欧地区的全年总降水量明显增多。该地区全年总降水量自21世纪00年代中期年代际增加,而自2010s初年代际减少。值得注意的是,自2014年开始该地区全年总降水量明显下降,尤其是2018年达到了最低值的328 mm。与此同时,近10 a北欧地区的RX1day,RX5day,中雨日数和大雨日数均发生年代际减小(图3g、4g、5g、6g)。这说明,降水强度减弱和频次减少对该地区年降水量发生年代际减小的都有一定的贡献。表明了该地区气候有变干趋势且极端干旱事件出现可能性增大。由图7h可以明显地看到南欧地区全年总降水量总体呈显著的上升趋势。该地区全年总降水自21世纪00年代中期开始年代际增加,特别是近

图71979—2018年期间各区域的极端降水指数:PRCPTOT(单位:mm)时间序列(黑色实线)、线性趋势(红色虚线)、5 a滑动平均序列(黑色虚线)及气候态(蓝色实线):(a)东南亚;(b)南亚;(c)北亚;(d)西亚;(e)东亚;(f)中亚;(g)北欧;(h)南欧

图8为1979—2018年期间欧亚大陆8个子区域最大连续干旱日数(CDD)的时间序列。从图8a、8b、8c、8e、8f、8h可以看出东南亚,南亚,北亚、东亚、中亚、南欧地区最大连续干旱日数总体没有显著的下降趋势。值得注意的是,中亚地区最大连续干旱日数最大值出现在2014年,高达106 d,超出气候态37 d,是近10 a唯一高于气候态的一年,同时也是东南亚,南亚和东亚RX1day,RX5day,中雨日数和大雨日数近5 a开始增加的一年。就西亚、北欧地区而言(图8d、8g),最大连续干旱日数总体为显著的上升趋势。西亚地区最大连续干旱日数在1990s初之后年代际增加,近10 a最大连续干旱日数普遍大于或等于气候态。变干趋势较南亚以及北亚更为显著。北欧地区最大连续干旱日数自2010s初年代际增加、与此同时增加趋势较之前增强,2010s中期年至2018年为该地区最大连续干旱日数的频发期,其中2018年达到多年来最大值的44 d,超出气候态20 d。北欧地区变干趋势显著,是欧亚大陆受极端干旱事件影响较为严重的地区之一。

4 讨论和结论

以美国气候预测中心的逐日降水资料计算了欧亚大陆最大连续干旱日数(CDD)、全年总降水量(PRCPTOT)、日最大降水量(RX1day)、中雨日数(R10mm)、大雨日数(R20mm)、连续5 d最大降水量(RX5day)6组极端降水指数,分析了欧亚大陆各个子区域极端降水事件的空间分布、趋势特征、年际和年代际变化特征。结果表明:1)由空间变化的结果来看,欧亚大陆日最大降水量及连续5 d降水量有明显的地域性特征。季风区域以及海陆沿岸为强降水多发地区,南欧、南亚、东南亚、东亚地区为欧亚大陆全年总降水量高值区,全年总降水量由南向北呈阶梯式逐渐增多,同时这些降水多发地区的日最大降水量、大雨日数趋势变化普遍较大,是极端强降水(RX1day、RX5day、R10mm、R20mm)频发地区,

图81979—2018年期间各区域的极端降水指数:CDD(单位:d)时间序列(黑色实线)、线性趋势(红色虚线)、5 a滑动平均序列(黑色虚线)及气候态(蓝色实线):(a)东南亚;(b)南亚;(c)北亚;(d)西亚;(e)东亚;(f)中亚;(g)北欧;(h)南欧

未来也是防范极端强降水所造成灾害的重点区域。中亚、西亚及北欧却与之相反,降水量相对较少,最大连续干旱日数较高,尤其是东亚地区青藏高原,中国中西部至蒙古一带,南亚地区印度次大陆所对应的最大连续干旱日数为欧亚大陆最高值,且呈显著的增长趋势,同时全年总降水量,连续5 d最大降水量的减少趋势显著。可见,欧亚大陆的南亚地区印度次大陆以及中亚、东亚部分地区、西亚、北欧的部分地区是连续性干旱事件(CDD)的高频区,极端强降水事件发生频次较少。2)自21世纪00年代中期欧亚大陆的东南亚、南亚、东亚、北亚、西亚和南欧这6个地区的全年总降水量发生年代际增加。东南亚,南亚和东亚降水强度增强和频次增加对该地区年降水量发生年代际增加的都有一定的贡献,而南欧地区降水强度增强贡献相对更大。除北欧外,另外7个地区全年总降水量长期呈显著增加趋势。在过去近40 a,南亚、东亚和中亚的RX1day、RX5day、中雨日数(R10mm)、大雨日数(R20mm)自1990s中期年代际增加,极端强降水事件总量和频数都增加。受季风影响严重的东南亚地区这4个极端降水指数近年来都有不同程度的年代际增加趋势。中亚地区这4个极端降水指数的总体增加趋势并不显著,而北欧地区这4个极端降水指数的总体趋势显著降低。最大连续干旱日数(CDD)在南亚、北亚、东亚、中亚这4个地区于20世纪80年代初显著增加但并无显著的长期趋势。北欧地区总体呈显著增加趋势且近年来最大连续干旱日数显著增加。需要指出的是,自2014年起欧亚大陆极端强降水事件在东南亚、南亚和东亚等地区持续增多,而极端干旱事件在北欧地区持续增多。

参考文献