东亚极端气候变化

本书介绍关于小冰期以来不同时间尺度东亚季风区极端气候变化及机制研究的最新成果。全书共9章，内容包括近六百年来极端气温、降水（干湿）事件变化特征、成因机制和社会经济影响，近代（20世纪初以来）和现代（20世纪中以来）极端气候事件及其长期变化特征、成因机理和人为影响信号。

前言
第1章 过去六百年局地气候要素序列及极端事件 1
1.1 气温序列及极端气温事件 2
1.1.1 珠江流域北部暖季气温重建序列 2
1.1.2 川西贡嘎山区冬季最低气温重建序列 5
1.1.3 东部地区夏季高温事件 7
1.2 降水及干旱指数序列 10
1.2.1 珠江流域东部年均湿度变化序列 10
1.2.2 汉江流域旱涝等级变化 13
1.2.3 长江流域梅雨带移动特征 15
1.2.4 新疆阿克苏地区干旱指数重建序列 19
1.3 水文气候要素序列 21
1.3.1 黄河径流过去千年重建序列 22
1.3.2 黄河洪水过去两千年频率序列 24
1.3.3 华中地区小冰期以来洪水频率记录 27
1.3.4 19世纪中叶长江极端洪水事件 30
1.3.5 长江上游过去千年极端水文干旱 31
1.4 海温序列 33
1.4.1 琼东和粤西过去两千年SST变化 33
1.4.2 琼东、粤西和北部湾过去六百年SST变化 37
参考文献 38
第2章 过去六百年区域气候要素序列及极端气候事件 43
2.1 区域气候要素序列及极端气候事件 44
2.1.1 中国北方地区过去千年极端干旱序列 44
2.1.2 黄河流域过去两百年典型干旱事件 47
2.1.3 西南地区过去六百年极端旱涝事件 50
2.1.4 华东地区过去三百年超强台风序列 52
2.2 东亚地区集成序列及分析 54
2.2.1 东亚季风区树轮集合记录的ENSO信号 54
2.2.2 东亚季风区高分辨率降水量重建及分析 58
2.2.3 东亚季风区温度及二氧化碳增长率重构 61
参考文献 64
第3章 过去六百年极端气候变化成因机制 67
3.1 过去六百年中国极端气候事件的全球模式模拟 68
3.1.1 CMIP5模式对中国极端温度事件的模拟 68
3.1.2 CMIP5/6模式对中国极端旱涝事件的模拟 70
3.2 历史时期典型极端气候事件模拟与机理分析 75
3.2.1 1743年华北极端热事件 75
3.2.2 1815年坦博拉火山喷发导致的中国极端冷事件 77
3.2.3 1849年长江大水 77
3.2.4 1876～1878年丁戊奇荒 81
3.3 过去六百年典型极端旱涝事件的对比 85
3.3.1 极端干旱事件的机制对比 85
3.3.2 长江古洪水模拟对比 90
参考文献 91
第4章 过去六百年极端气候社会经济影响 93
4.1 小冰期以来的极端灾害事件 94
4.2 极端灾害事件社会影响的个案研究 100
4.2.1 1743年华北极热与社会响应 100
4.2.2 1816年极端寒冷事件与云南哈尼族大起义 102
4.2.3 1849年长江中下游大水灾与南京城市应对 104
4.2.4 1877～1878年极端干旱事件与饥荒、饥民迁徙 107
4.3 极端灾害事件社会影响的机理 110
4.3.1 极端气候对人类–环境耦合系统的影响传递 110
4.3.2 极端气候事件影响的非线性与级联效应 111
4.3.3 极端气候事件与构建弹性/韧性社会 111
4.3.4 极端气候事件影响的区际扩散与异地响应 112
参考文献 112
第5章 器测时期高分辨率地面气候数据集 115
5.1 资料拯救、数字化和处理 116
5.1.1 科学意义、ACRE-China活动 116
5.1.2 国际和国内进展 117
5.1.3 中国现有早期数据编目、数字化 118
5.1.4 东北案例介绍 120
5.2 早期资料插补和序列重建技术 123
5.2.1 观测资料序列重建方法 123
5.2.2 气压阈值台风重建方法 131
5.2.3 涡度阈值台风重建方法 136
5.3 早期日气温数据集建设 138
5.3.1 气温数据来源 138
5.3.2 数据预处理 139
5.3.3 气温数据时空分布 142
5.3.4 站点和格点数据集构建与质量评估 143
5.4 早期日降水数据集建设 147
5.4.1 降水数据来源 147
5.4.2 降水数据质量控制 148
5.4.3 降水数据拼接和数据时空插补 149
5.4.4 站点和格点数据集构建与质量评估 150
5.5 早期日气压数据集建设 157
5.5.1 气压数据来源、数据拼接 157
5.5.2 气压数据时空插补 158
5.5.3 主站点亚日数据插补、均一化 161
5.6 早期资料与再分析资料对比评估 163
5.6.1 早期气温资料评估 163
5.6.2 早期降水资料评估 171
参考文献 177
第6章 近现代极端气候变化特征规律 179
6.1 极端气温事件长期变化 180
6.1.1 全球陆地和东亚平均气温 181
6.1.2 全球陆地和东亚最高、最低气温和日较差 184
6.1.3 东亚季风区极端高、低温事件 187
6.1.4 中国最高、最低气温和日较差 191
6.1.5 东北地区案例城市极端气温 193
6.2 极端降水事件长期变化 196
6.2.1 亚洲大陆降水 197
6.2.2 东亚季风区极端降水 201
6.2.3 中国东部极端强降水 205
6.2.4 长江流域极端降水事件 209
6.3 热带气旋事件长期变化 211
6.3.1 香港登陆热带气旋频次 211
6.3.2 东亚地区登陆热带气旋数据序列及其分析 214
6.3.3 中国沿海台风风暴潮 216
6.4 干旱频次和强度长期变化 219
6.4.1 汉江流域干旱重建 220
6.4.2 汉江流域百年干旱变化 220
6.5 中小尺度强对流天气变化 221
6.5.1 东北地区早期中小尺度天气观测 221
6.5.2 东北地区百年雷暴和冰雹变化 224
参考文献 226
第7章 现代极端气候变化特征规律 229
7.1 极端气温事件变化 230
7.1.1 全球陆地极端气温 230
7.1.2 中国平均与极端气温 233
7.1.3 中国气温直减率 238
7.2 极端降水事件变化 239
7.2.1 东亚与中国极端降水 239
7.2.2 中国降雪和极端强降雪事件 242
7.2.3 山东半岛海效降水 244
7.3 热带气旋事件变化 247
7.3.1 热带气旋强度、历时、频次时空变化特征 247
7.3.2 热带气旋移动距离、移动速度和衰减速度变化特征 249
7.3.3 热带气旋诱发的强降水时空变化特征 253
7.4 干旱时空变化特征 255
7.4.1 中国气象干旱时空演变特征 255
7.4.2 中国水文干旱时空演变特征 257
7.4.3 中国农业干旱时空演变特征 259
7.4.4 变暖减缓期华北土壤水分变化 262
7.5 复合型极端气候事件变化 264
7.5.1 中国热浪–强降水复合型极端事件 264
7.5.2 中国冷热不舒适极端事件 268
7.5.3 西北地区高温–干旱复合型极端事件 270
7.6 中小尺度强对流天气变化 272
7.6.1 中国暖季雷暴、闪电日数 272
7.6.2 中国冰雹、龙卷频次 274
7.6.3 中小尺度强对流天气变化影响因子 276
7.6.4 中小尺度强对流天气变化局地环境因子 278
7.7 城市化与城市极端气候变化 282
7.7.1 全球陆地气象站极端气温 282
7.7.2 中国国家站极端气温 285
7.7.3 中国国家站轻量级小雨频次 287
7.7.4 特大城市极端高温和短时强降水 289
参考文献 292
第8章 近现代重大极端气候事件的成因机理 297
8.1 极端降水事件的变化规律 298
8.1.1 极端降水事件的定义及其应用 299
8.1.2 1980年以来中国大陆的极端累积降水变化 302
8.2 重大极端降水事件的成因机理 313
8.2.1 大尺度环流分型方法 313
8.2.2 极端降水事件与大尺度环流型 314
8.2.3 “75·8”和“21·7”河南省灾难性降水事件 320
8.3 西北太平洋台风长期变化的成因机理 331
8.3.1 台风PDI突变增长与ENSO相关性 331
8.3.2 西太台风活动对夏–秋型ENSO事件的响应 335
8.3.3 西太副高年代际变化及其对台风年际变化的影响 338
8.3.4 西北太平洋辐射通量对西太台风的影响 342
8.4 小结 346
参考文献 349
第9章 近现代时期人类活动对极端气候变化的影响 355
9.1 气候变化检测归因的方法 356
9.1.1 检测归因的定义 356
9.1.2 最优指纹法 356
9.1.3 重大极端事件的归因方法 358
9.2 极端气温变化的检测归因 359
9.2.1 全球和亚洲等极端气温变化 360
9.2.2 中国区域极端气温变化 363
9.2.3 青藏高原气温和极端气温变化 365
9.3 极端降水变化的检测归因 367
9.3.1 全球极端降水变化 367
9.3.2 亚洲和中国区域极端降水变化 368
9.4 重大极端气候事件的归因 371
9.4.1 极端高温 372
9.4.2 极端低温 379
9.4.3 强降水 379
参考文献 385
附录 缩略词 388