高温热浪脆弱性与适应性研究进展_杨红龙
南阳市1960-2013年高温日数变化特征及原因分析
南阳市1960-2013年高温日数变化特征及原因分析陈建新;闫瑛;周鑫;陈燕;易伟霞;陈宇;温洛【期刊名称】《气象与环境科学》【年(卷),期】2015(038)002【摘要】根据国家气象信息中心气象资料室1960-2013年南阳市地面气象月报表的观测资料,采用线性回归、简单相关系数法、M-K突变检验和Morlet小波分析等方法,研究了南阳市高温日数的变化特征,结果表明:1960-2013年南阳市共出现788次高温日;出现高温日数最多的是2013年,为37天;1987年无高温日.南阳市高温日数6月份最多,占高温天气发生总次数的36.7％;9月最少,占总次数的2.2％.从1960-2013年高温日的逐年分布情况可以看出,54 a间高温日数整体呈下降趋势,倾向率为-1.59天/10a.南阳市年高温日数在20世纪70年代的降低是一突变,具体是从1971年开始.由南阳高温日数小波系数实部图可见,高温日数存在多重时间周期尺度上的嵌套复杂结构现象,包含了多个不同尺度的周期变化,南阳年高温日数变化存在3个明显的周期振荡,分别是10 ～ 12 a、26 ～28 a和50～51 a的尺度.从小波方差图中可以看出,12a、28 a、50 a存在峰值,其中尺度50 a峰值最高,能量最大;其次是尺度12a的.高温日数较多年比高温日数较少年6-8月500 hPa平均环流场副高西伸脊点更偏西;高温日数较多年500 hPa平均环流场更为平直,以纬向环流为主,不利于冷空气南下,因此多睛热天气.高温日数较少年环流场上华北地区波动幅度更大,冷空气和降水天气过程较多.1960-2013年5-9月降水量呈增加趋势,这也相应地减少了高温天气.1960-2013年5-9月南阳市日照时数一直处于下降趋势,日照时数的下降也使高温日数减少.【总页数】5页(P87-91)【作者】陈建新;闫瑛;周鑫;陈燕;易伟霞;陈宇;温洛【作者单位】南阳市气象局河南南阳473000;南阳市气象局河南南阳473000;南阳市气象局河南南阳473000;南阳市气象局河南南阳473000;南阳市气象局河南南阳473000;南阳市气象局河南南阳473000;南阳市气象局河南南阳473000【正文语种】中文【中图分类】P423.3+6【相关文献】1.1960-2013年洞庭湖区夏季高温的变化特征 [J], 覃鸿;闫雍;黄菊梅;王辉2.1961～2014年鲁西南高温日数及高温热浪时空变化特征 [J], 窦坤;程德海;孙翠凤;董东3.30年昌吉州高温日数时空变化特征 [J], 纪策;彭敏;局马;谭政华;肖昕;;;;;4.1961-2017年贵州省极端高温和低温日数的时空变化特征 [J], 周昌礼;韩会庆;张新鼎;杨今晶;江双权;杨毅;苏跃5.茂名市1972—2017年高温日数的气候变化特征 [J], 李晓枫;莫梁狄;黄冬至;钟雄蔼因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
气象灾害学 高温灾害
著名的长江流域“三 大火炉”是南京、武汉和重庆，高温 天气分别有15.8、21.0 和34.8 天。
二、高温灾害的季节性
高温灾害主要发生在夏半年，但我国南北方的高温出现 有先后，先在南方出现，然后向北方推移，高温区域逐 渐扩大。
三、高温灾害的波动性
高温天气断断续续出现，波动十分明显。即使在出现 高温日的一天中，气温也因太阳辐射的作用，有显著 波动，白天高于夜间。极端最高气温一般在下午2时前 后出现，极端最低期气温一般在早晨5时前后出现。
的高温天气
闷热型——由于夏季水汽丰富、空气湿度大，在气温
并不太高时，人们的感觉是闷热，就像在蒸笼中
三、高温的危害
高温酷暑会给工农业生产和人民生活带来严重影响，尤其 是人体健康、交通、用水用电、农作物生长等方面的影响 更为严重。
1.高温热浪与人体舒适度 2.高温热浪对人体健康的影响
高温酷暑会使人的身体不适应。闷热难耐，工作效率降 低，病人增加，死亡率增高。
四、避暑注意衣食住行
穿衣。夏天穿衣最好穿具有吸水、透湿、 快干特点并稍宽大的衣 服，这样的衣服有利于散发体表热量。颜色以白、浅色为宜，因为 白色可将太阳光反射掉，减少吸热。 饮食。夏天因为天热，人们必然会出很多汗，所需的水分、盐分等 物质。宜吃咸食，多喝凉茶、冷盐水、白菊花水、绿豆汤，吃饭时 可喝些番茄咸菜汤等汤类，以补充失去的水分和盐分。
高温胁迫生理
（一）热害与抗热性
１、概念：由高温引起植物伤害的现象称为热 害。而植物对高温胁迫的适应则称为抗热性。
２、根据不同植物对温度的反应，可将植物 分三类：
喜冷植物
中生植物
喜温植物
（1）喜冷植物：例如某些藻类、细菌和真菌，在零上 低温（0～20℃）环境中生长发育，当温度在15～ 20℃以上即受高温伤害。 （2）中生植物：例如水生和阴生的高等植物，地衣和 苔藓等，在中等温度10～30℃环境下生长和发育，温 度超过35℃就会受伤。 （3）喜温植物：可能 在30～100℃中生长。其中有 一些是在45℃以上就受伤害，称为适度喜温植物，在 65～100℃才受害，称为极度喜温植物。
典型脆弱生态修复与保护研究重点专项
“典型脆弱生态修复与保护研究”重点专项
申报指南编制专家名单
序号姓名单位职称职务傅伯杰中科院生态环境研究中心研究员
舒俭民中国环科院研究员
孟平中国林科院研究员
蒋忠诚中国地质科学院岩溶地质研究所研究员
王磐岩中国城市建设研究院有限公司教授级高工
杨志峰北京师范大学环境学院教授
沈渭寿南京环境科学研究所研究员
宁堆虎水利部国际泥沙研究培训中心教授级高工
卞正富中国矿业大学（徐州）教授
赵新全中科院成都生物所研究员
于贵瑞中科院地理科学与资源研究所研究员
牛健植北京林业大学水土保持学院教授
毕宝贵国家气象中心高工
蔡运龙北京大学城市与环境学院教授
赵景柱中国科学院城市环境研究所研究员
李秀彬中科院地理科学与资源研究所研究员
周忠发贵州师范大学中国南方喀斯特研究院教授
吴永贵中节能生态技术中心研究员。
福州市区居民对高温热浪影响的感知研究_叶士琳
图 2 受访者的样本属性 Fig. 2 He characteristics of the interviewees
2 福州市高温热浪特征与居民感知情况
2. 1 居民感知的高温热浪变化背景
1953 － 2011 年期间福 州市高温 （ ≥35℃ ） 日数 共 计 1 663 d， 平 均 28. 2 d·a － 1 ， 其 中 2003 年 最 多，达 到 63 d， 其 次 是 1991 年 （ 60 d ） 和 1998 年 （ 47 d ） ． 图 3 给 出 了 1953 － 2011 年福州市高温 总日 数 的 年 际 变 化 情 况， 总体来看，福州市近 59 a
The Perception of Urban Ｒesidents to the Impact of Heatwaves in Fuzhou
YE Shi-lin1 ，QI Xin-hua1，2 ，LIN Ｒong-ping1 ，LIN Yue-xi1 ，ZOU Xiu-qi1
1. School of Geographic Sciences，Fujian Normal University，Fuzhou 350007，China； 2 . Key Laboratory for Subtropical Mountain Ecology，Fuzhou 350007，China）
Abstract： Based on the daily maximum temperature data of Fuzhou from 1953 to 2011 and 585 questionnaire surveys concerning the perception of urban residents to heat wave in Fuzhou，some characteristics of heat waves and residents' perception to the impact of heat wave are explored． The factors of residents' perception are analyzed by the Logistic regression model． The results indicates that： Heat waves presented a fluctuated improving trend in the past 59 years，and it's changes were greatest from the late 1990s up to now． The residents have a high level of perception to the impact of heat waves and 85. 81% of them believe that heat waves have significantly affected their daily life． The residents' perception to the impact of heat waves are significantly affected by number of air － conditioning，total household population and heat waves experience． It is of great significance to explore the perception of urban residents to heat waves，which will guide them to take measures to alleviate the impact of heat waves，and help local governments to devise adaptation strategies．
作物抵御高温胁迫的机理分析
作物抵御高温胁迫的机理分析作者：来源：《世界热带农业信息》2021年第07期近几年来，极端天气频发，高温气象灾害尤为严重。
高温胁迫严重地影响了农作物的产量及品质，严重时甚至导致农作物死亡。
然而，作物在与自然长期的抗争中演化出了一系列抵御高温胁迫的机制。
因此，明确作物抵御高温胁迫的生理生化机制，对进一步培育优良的作物品种具有十分重要的意义。
1渗透调节物质提高作物对高温胁迫的耐受能力渗透调节物质是指作物体内积累的一些小分子化合物，主要包括氨基酸、甜菜碱、可溶性糖、醇类物质、可溶性蛋白、可溶性酚类物质等。
目前脯氨酸和可溶性糖是研究最广泛的渗透调节物质[1]。
在正常的作物体内游离的脯氨酸含量很低，高温胁迫使脯氨酸合成酶对脯氨酸合成的负反馈调节敏感性降低导致脯氨含量的增加。
在对百合高温胁迫的研究表明，百合幼苗在37℃处理下Pro增加显著；此外在猕猴桃、月季、西瓜、番茄、水稻、柑桔等作物中也有相同的报道。
脯氨酸的大量积累可以提高原生质胶体的稳定性，保持水分，从而降低作物因高温引起的过度蒸腾造成的伤害[2]；此外，脯氨酸在保持与蛋白质相互作用，降低可溶蛋白因高温胁迫产生的沉淀，在维持生物膜系统结构的完整性方面起重要作用。
高温胁迫破坏了作物体内蔗糖——淀粉的平衡，促使淀粉水解加快，从而增加可溶性糖的含量。
有报道指出在对杉木进行高温胁迫研究时，高温胁迫能够改变杉木的可溶性糖含量，杉木针叶的果糖含量变化不明显，但葡萄糖的含量提高了16.5%，蔗糖的含量提高了169.8%；而在对马尾松的研究中，马尾松针叶内3种可溶性糖含量均上升，葡萄糖含量提高了36.1%，果糖含量提高了28 %，蔗糖含量提高了22.8 %[3]。
可溶性糖的积累能提高植株的保水能力，增加植株的抗热能力，同时还能水解能量，供维持植株的生长。
甜菜碱是一种季铵类的细胞质渗透物，分布在细胞质中。
高温胁迫引起水分胁迫时诱导甜菜碱的生成，甜菜碱比脯氨酸生成时间晚但却比脯氨酸额含量高约10倍，并且随高温胁迫时间的延长，甜菜碱比脯氨酸稳定。
基于脆弱性的高温热浪人群健康风险评估研究进展_李湉湉
基于脆弱性的高温热浪人群健康风险评估研究进展李湉湉1，杜艳君1，莫杨1，杜宗豪1，黄蕾2，程艳丽31．中国疾病预防控制中心环境与健康相关产品安全所，北京100050；2.南京大学环境学院；3.中国气象科学研究院摘要：目的全球气候变化是21世纪人类所面临的最严重的环境问题之一，联合国政府间气候变化专门委员会（IPCC ）发布预测，由于全球气候变化的影响，21世纪世界范围内的高温热浪事件无论在频率、强度还是持续时间上都将会继续增加，由于高温热浪具有高致病性和高致死性，因此评估及预测未来高温热浪人群健康风险对制定及实施高温热浪预警、预案措施具有重要意义。
该文简要介绍了气候变化背景下高温热浪的健康危害，对高温热浪人群健康风险评估技术的研究方法与现状进行了总结和归纳，最后对此方面研究进行了展望。
关键词：高温；热浪；健康风险；脆弱性；预测中图分类号：R181.3文献标志码：A文章编号：1001-5914（2014）06-0547-04Human health risk assessment of heat wave based on vulnerability:a review of recent studiesLI Tian-tian*,DU Yan-jun,MO Yang,DU Zong-hao,HUANG Lei,CHENG Yan-li*Institute of Environmental Health and Related Product Safety,Chinese Center for Disease Control and Prevention ，Beijing 100050，ChinaAbstract:Global climate change has been one of the most serious environmental problems in the 21st century,IPCC has projected that the frequency,the strength and the duration of heat waves will continue to increase due to the impact of global climate change,considering high mortality and high morbidity of heat wave,assessment and predicting of human health risk of heat wave have been more important to make and implement proper program and policy.The present article provided a brief overview of recent progress in assessing the human health risk of heat wave against the background of climate change,the adverse impacts of human health of heat wave were briefly introduced,the researches of assessing human health risk of heat wave were summarized,finally the insufficiency and the future perspective of current researches were indicated.Keywords:High temperature;Heat wave;Human health risk;Vulnerability;Risk prediction基金项目：国家自然科学基金（21277135，40905069）；北京市自然科学基金（8132048）作者简介：李湉湉（1979-），女，副研究员，从事环境健康研究。
六个大丽花品种对高温胁迫的生理响应及耐热性综合评价
DOI ：10.11913/PSJ. 2095-0837. 22167张映婵，韩胜男，王璐，牛善策，郝丽红，郑志兴，陈段芬，向地英. 六个大丽花品种对高温胁迫的生理响应及耐热性综合评价[J ]. 植物科学学报，2023，41（2）：245−255Zhang YC ，Han SN ，Wang L ，Niu SC ，Hao LH ，Zheng ZX ，Chen DF ，Xiang DY. Comprehensive evaluation of the physiological response and heat tolerance of six Dahlia pinnata Cav. cultivars to high-temperature stress [J ]. Plant Science Journal ，2023，41（2）：245−255六个大丽花品种对高温胁迫的生理响应及耐热性综合评价张映婵1，韩胜男1，王 璐1，牛善策1, 3，郝丽红1，郑志兴2，陈段芬1*，向地英1 *（1. 河北农业大学，河北保定 071000； 2. 张家口市农业科学院，河北张家口 075000； 3. 河北农业大学华北作物改良与调控国家重点实验室，河北保定 071000）摘 要： 本文以6个大丽花（Dahlia pinnata Cav.）品种为材料，研究高温胁迫处理（40℃/35℃，14 h 昼/10 h 夜）2 d 对其形态和生理指标的影响，应用相关性分析、主成分分析和隶属函数法计算耐热性综合评价值D ，并用逐步回归分析法筛选鉴定大丽花耐热性指标。
结果显示：（1）高温胁迫后，叶片中F v /F m 值和叶绿素含量均下降；抗坏血酸和还原型谷胱甘肽含量在叶片中上升，在茎中下降；可溶性糖和可溶性蛋白含量在叶片和茎中均下降；总酚含量在叶片中显著上升，在茎中显著下降；花青素含量在叶片和茎中均上升。
（2）基于耐热性综合评价值D ，6个品种中，‘SLGZ ’耐热性较强；‘KEW ’、‘QKL ’和‘YH-C11’耐热性中等；‘AGR-C1’和‘YY-C5’耐热性弱。
1966—2015_年长江流域水文干旱时空演变归因
第34卷第3期2023年5月㊀㊀水科学进展ADVANCES IN WATER SCIENCE Vol.34,No.3May 2023DOI:10.14042/ki.32.1309.2023.03.0031966 2015年长江流域水文干旱时空演变归因杨肖丽1,2,崔周宇1,2,任立良1,2,吴㊀凡1,2,袁山水1,3,江善虎1,2,刘㊀懿1,2(1.河海大学水灾害防御全国重点实验室,江苏南京㊀210098;2.河海大学水文水资源学院,江苏南京㊀210098;3.长江保护与绿色发展研究院,江苏南京㊀210098)摘要:气候变化和人类活动叠加影响下长江流域干旱情势日益严重且复杂多变,严重威胁着流域经济社会可持续发展,亟需探究自然变率和人类活动对长江流域水文干旱时空演变的作用机制,量化人类活动对水文干旱事件发生频次㊁破坏深度以及恢复速度的影响㊂本研究运用可细化人类活动影响的PCR-GLOBWB 2.0模型,耦合标准化径流指数(I SR )和可靠性-回弹性-脆弱性(RRV)框架,构建长江流域水文干旱状态的时空演变特征评估指标(I SRI-RRV ),揭示长江流域1966 2015年水文干旱状态的时空变化规律,定量评估水库调度和人类取用水等人类活动对长江流域极端水文干旱事件发生频率㊁持续时间和破坏深度的影响程度㊂结果表明:PCR-GLOBWB 2.0模型和I SRI-RRV 可准确表征长江流域水文干旱情势,量化人类活动对长江流域水文干旱状态时空演变特征的影响;19662015年长江流域水文干旱状态整体呈现恶化的趋势,但人类活动减少了1992年以来长江流域水文干旱面积占比;2006 2015年人类活动情景下长江流域的I SRI-RRV 明显高于自然情景,以水库调节为主的人类活动对长江流域整体I SRI-RRV 的提高贡献率较大㊂关键词:水文干旱;可靠性-回弹性-脆弱性框架;PCR-GLOBWB 2.0模型;人类活动;长江流域中图分类号:P339㊀㊀㊀文献标志码:A㊀㊀㊀文章编号:1001-6791(2023)03-0349-11收稿日期:2022-11-28;网络出版日期:2023-05-23网络出版地址:https :ʊ /kcms2/detail /32.1309.P.20230523.0848.002.html基金项目:国家自然科学基金资助项目(U2243203;52079036)作者简介:杨肖丽(1976 ),女,河北邯郸人,教授,博士,主要从事水文水资源研究㊂E-mail:yangxl@ 通信作者:任立良,RLL@ 干旱作为最复杂和频繁发生的自然灾害之一,对人类的生存环境造成了严重的影响,据统计全球不同地区每年因干旱造成的经济损失高达60亿~80亿美元[1]㊂长江流域作为中国最大的流域,受气候变化和人类活动干扰,径流量呈现出显著的下降趋势,发生干旱的频率㊁范围和强度均呈增加的趋势,造成了巨大的社会和经济损失,对流域水资源㊁粮食和生态安全带来了极大风险[2-3]㊂如2022年长江流域遭遇1961年有完整记录以来最严重的干旱,耕地受旱面积达4.42万km 2,约500万人用水困难[4]㊂随着城镇化㊁工业化的发展,流域取用水量的增加,水文干旱过程受人类活动的影响逐渐加大[2-3,5-9]㊂因此,厘清气候变化和人类活动影响下长江流域水文干旱的时空演变特征,定量评估人类活动对长江流域水文干旱时空演变状态的影响,对于制定缓解极端干旱的措施及管理计划,实现长江大保护战略具有重要的科学意义㊂表征干旱事件特征常用的干旱事件发生频次㊁历时和强度,无法反映干旱事件从发生到结束期间流域健康状态的变化,因此,无法确定干旱事件对流域的持续影响和干旱应对能力㊂Hashimoto 等[10]开发的可靠性-回弹性-脆弱性(Reliability-Resilience-Vulnerability,RRV)框架可以表征系统发生故障的频率(可靠性,Rel)㊁系统发生故障后恢复到令人满意状态的速度(回弹性,Res)和 不满意状态 对系统造成破坏的严重程度(脆弱性,Vul)[11],对量化风险指标具有明显的优势,为干旱事件影响的流域干旱状态评估提供了工具[12]㊂近年来,Zeng 等[11]㊁Hazbavi 等[13]将RRV 框架与标准化降水指数(SPI)㊁标准化蒸散发指数(SPEI)相结合,定量评估了不同地区的流域气象干旱的状态㊂RRV 框架通过流域应对干旱的可靠性,经历干旱事件后的恢复能力以及应对干旱的脆弱性[14],定量评估流域干旱状态的时空演变特征和流域或区域对干旱的350㊀水科学进展第34卷㊀响应,弥补了传统干旱指数的不足㊂但相关研究主要针对降水短缺的气象干旱[11,13,15]或以土壤水短缺表征的农业干旱[16],对以径流短缺为表现形式的水文干旱缺乏关注㊂能充分考虑人类用水与其他水文变量之间相互作用的PCR-GLOBWB(PCRaster Global Water Balance)2.0模型,通过水库调节㊁灌溉和用水模块模拟人类活动对产汇流的影响,可以量化人类活动对流域极端水文事件的影响[17-19]㊂鉴于此,本研究耦合PCR-GLOBWB2.0模型㊁标准化径流指数和可靠性-回弹性-脆弱性框架,构建长江流域水文干旱评估指标,综合考量水文干旱的频率㊁严重性和历时,定量分析人类活动对长江流域水文干旱状态的时空特征变化及影响机制,探究长江流域水文干旱状态的时空特征及归因,以期为长江流域极端干旱事件的应对和水资源规划配置提供科学参考㊂1㊀研究区与研究方法1.1㊀研究区概况长江流域位于24ʎ30ᶄN 30ʎ45ᶄN㊁90ʎ33ᶄE 122ʎ25ᶄE,总面积约180万km2,横跨中国西部㊁中部和东部三大经济区,流经19个省㊁自治区㊁直辖市,国内生产总值超过全国的40%㊂该流域处于亚洲季风气候区,水资源量较为丰富,多年平均径流量约9900亿m3,多年平均年降水量约1100mm㊂降水量时空分布不均衡,60%集中在夏季,从西部的约500mm到东部约2500mm㊂截至2020年,流域内有大㊁中型水库1700多座,其中2003年建成的三峡水库累计拦洪总量超过1800亿m3,补水总量为2894亿m3㊂基于长江流域1ʒ25万二级子流域分级数据集(http:ʊ),本研究将长江流域细分为长江干流流域㊁金沙江流域㊁岷江流域㊁乌江流域㊁嘉陵江流域㊁洞庭湖流域㊁汉江流域和鄱阳湖流域等8个子流域(图1)㊂图1㊀长江流域气象站㊁水文站和二级子流域分布Fig.1Map of meteorologic stations,hydrologic stations and sub-basins in the Yangtze River basin1.2㊀数据与方法1.2.1㊀数据本研究所用到的数据包括1966 2015年日降水和气温数据(https:ʊ/),长江流域9个水文站2006 2015年逐日径流量数据,长江流域2006 2015年年用水量(居民生活用水㊁工业用水㊁牲畜用水和灌溉用水)和年末水库蓄水量统计数据(2006 2015年长江流域及西南诸河水资源公报)㊂PCR-GLOB-WB2.0模型的参数主要包括气象驱动参数㊁土地覆盖参数㊁土壤参数㊁每层土壤的根系分数㊁地形参数㊁Arno方案(土壤水容量分布)指数㊁物候相关的参数㊁栅格土壤最大(最小)蓄水量㊁地下水参数和人类水管理参数[20](如非灌溉用水需求,自然水体和非自然水体)㊂㊀第3期杨肖丽,等:1966 2015年长江流域水文干旱时空演变归因351㊀1.2.2㊀PCR-GLOBWB 2.0模型模型的空间分辨率为10km ˑ10km,能充分考虑人类用水与其他水文变量之间的相互作用,通过水库调节㊁灌溉和用水模块模拟人类活动对产汇流过程的影响[20-21],极大地提高了季节性㊁极端性和正常状态下的流量特性的捕捉能力,且能够再现大多数河流总蓄水量的时空演变趋势和季节性特征㊂1.2.3㊀标准化径流指数采用标准化径流指数(I SR ),假设一定时间内径流量符合某一概率分布,通过对径流进行正态标准化[22],评估流域水文干旱[23]㊂基于I SR 的水文干旱[24]可以分为轻旱(-0.5~>-1)㊁中旱(-1~>-1.5)㊁重旱(-1.5~>-2)和特旱(ɤ-2)等5个级别㊂本研究主要分析研究区干旱程度达到中旱及以上(I SR ɤ-1)的水文干旱事件㊂1.2.4㊀I SRI-RRV 评估指标基于模型模拟的I SR 和能够衡量流域系统性能的可靠性(I Rel )㊁弹性(I Res )和脆弱性(I Vul )的RRV 框架,本研究构建了长江流域的水文干旱评估指标,综合评价水文干旱事件发生频次㊁破坏深度以及恢复速度,定量描述流域一定时间段内水文干旱的状态[25]㊂其中,RRV 框架的计算过程如下[26]:I Rel=1N ðN t =1Z t (1)I Res =ðN t =1W t /ðN t =1Z t (2)I Vul=1N ðT t =1L obs (t )-L std L std (t )ˑH (L obs (t )-L std )[](3)式中:N 为分析的总时段数;t 为当前时段;Z t 为当前时段的状态,若当前时段处于满意状态,则Z t =1,否则Z t =0;W t 记录总时段内处于满意状态遭到破坏的次数,若Z t =1且Z t +1=0,代表1次连续破坏的开始,则W t =0,否则W t =1;L obs (t )为第t 个时段的I SR ,L std 为相应的I SR 阈值㊂H (x )为Heaviside 函数,x <0,H (x )=0;x ȡ0,H (x )=1,确保对脆弱性的计算仅限于不满意状态㊂几何平均数对个体变量的变化更敏感,可选择其计算I SRI-RRV 值[27]:I SRI-RRV =3I Rel ˑI Res ˑI Vul (4)式中:I SRI-RRV 为水文干旱评估指数,该指数越高,表明流域水文干旱状态的健康度越好,即满意度越高[28],I SRI-RRV =1则表明某个时段该地区水文干旱状态处于 好 的状态㊂2㊀结果与讨论2.1㊀模型精度评估本研究采用百分比偏差(B P )和均方根误差(E RMS )验证PCR-GLOBWB 2.0模型对人类取用水和水库蓄水量的模拟精度,采用纳什效率系数(E NS )和皮尔逊相关系数(R )验证人类活动情景下径流过程的模拟精度[29-30]㊂长江流域2006 2015年生活用水㊁工业用水㊁灌溉用水和水库蓄水量模拟值与长江水资源公报统计值对比结果表明,B P 均小于10%,工业用水模拟的E RMS 稍差㊂生活用水和灌溉用水的模拟精度最好,B P 分别为-0.71%和-0.42%,E RMS 分别为15.97亿m 3/a 和26.98亿m 3/a;工业用水的B P 为-9.58%,E RMS 为99.34亿m 3㊂2006 2015年年末水库蓄水量模拟值与统计值的B P 为6.9%,E RMS 为264.39亿m 3/a㊂9个水文站2006 2015年的观测值与人类活动情景下模型模拟值的E NS 和R (表1)表明,PCR-GLOBWB 2.0模型模拟的人类活动情景下的月径流的结果较好,E NS 均达到0.6以上,九江站㊁螺山站和大通站E NS 均大于0.8,R 均大于0.9,其结果可用于进一步分析长江流域水文干旱过程㊂352㊀水科学进展第34卷㊀表1㊀2006—2015年PCR-GLOBWB 2.0模型径流模拟精度Table 1Validation results of the PCR-GLOBWB 2.0model simulation for month discharge from 2006to 2015站点经度纬度E NS R 寸滩106.60ʎE 29.62ʎN 0.620.93万县108.42ʎE 30.75ʎN 0.720.91朱沱105.85ʎE 29.02ʎN 0.740.90宜昌111.28ʎE 30.70ʎN 0.660.85高场104.42ʎE 28.80ʎN 0.710.95九江116.05ʎE 29.73ʎN 0.820.95汉口114.28ʎE 30.58ʎN 0.790.94螺山113.37ʎE 29.67ʎN 0.850.94大通117.62ʎE 30.77ʎN 0.830.962.2㊀长江流域水文干旱的时空特征图2㊀长江流域及各二级子流域水文干旱面积占比Fig.2Proportion of hydrological drought areas in the Yangtze River basin 1966 2015年长江及各二级子流域自然情景和人类活动情景下每年干旱程度达到中旱及以上(I SR ɤ-1)水文干旱的面积在流域总面积中的占比对比图(图2)显示,长江流域历史时期极端干旱主要发生在1972年㊁1978年㊁1986年㊁2006年和2011年,这与‘中国气象灾害大典“和长江流域及西南诸河水资源㊀第3期杨肖丽,等:1966 2015年长江流域水文干旱时空演变归因353㊀公报记录的长江流域历史旱情记录较为一致(表2),表明本研究所构建的I SR能很好地识别长江流域的水文干旱㊂表2㊀长江流域历史大旱实际文字资料记录与I SR识别水文干旱对照Table2Comparison of hydrological droughts between historical records and I SR calculateddroughts in the Yangtze River basin资料记载来源资料记载干旱年份资料记载干旱本文识别干旱范围‘中国气象灾害大典“1972年全国特大旱灾汉江流域㊁嘉陵江流域㊁金沙江流域㊁岷江流域1978年全国特大旱灾及高温洞庭湖流域㊁长江干流流域㊁嘉陵江流域㊁金沙江流域㊁鄱阳湖流域1986年长江中游地区旱灾及高温㊁江南旱灾洞庭湖流域㊁嘉陵江流域㊁岷江流域㊁鄱阳湖流域㊁乌江流域长江流域及西南诸河水资源公报2006年长江流域特大旱灾长江干流流域㊁金沙江流域㊁岷江流域㊁乌江流域2011年长江中下游和西南五省严重旱灾洞庭湖流域㊁长江干流流域㊁嘉陵江流域㊁金沙江流域㊁鄱阳湖流域㊁乌江流域㊀㊀1992年前自然情景下长江流域中度以上干旱发生面积小于人类活动情景,而1992年后则高于人类活动情景(图2)㊂二级子流域都呈现类似的规律,但在突变时间上略有差异,鄱阳湖流域最早(1973年),金沙江流域最迟(2000年)㊂长江中下游地区的洞庭湖流域㊁长江干流流域和鄱阳湖流域,人类活动对流域受旱面积的影响明显高于其他二级子流域㊂这可能与各个子流域人类开发利用的开始时间和强度有关㊂长江流域年代际水文干旱事件发生的频率㊁平均历时和强度时空差异性显著(图3)㊂2种情景下整个流域的水文干旱频率较低,历时多小于6个月,且以轻中度干旱为主㊂高频率的水文干旱主要发生在2006 2015年长江干流流域的上游及乌江流域,平均历时大于2个月,且多为平均干旱强度大于1的特旱㊂2.3㊀长江流域干旱状态时空演变特征I SRI-RRV年代际变化特征的时空分布图(图4)表明,长江流域和二级子流域的干旱状态的时空差异性显著㊂2006 2015年自然情景和人类活动情景下长江流域的I SRI-RRV比1966 1975年分别提升了4.91%和6.54%,但同期自然情景下部分二级子流域的I SRI-RRV均值均呈下降趋势,如汉江流域下降了3.28%,嘉陵江流域下降了0.04%,乌江流域下降了11.98%㊂人类活动改善了长江流域的水文干旱状态,扭转了自然状态下长江流域干旱状态的恶化趋势㊂1966 1975年,长江流域人类活动情景下的I SRI-RRV均值较自然情景低0.73%,仅有洞庭湖流域和长江干流流域人类活动情景下的I SRI-RRV均值高于自然情景,但相差较小(0.33%和0.36%);2006 2015年,人类活动情景下的I SRI-RRV均值比自然情景高1.68%,8个二级子流域中,仅有嘉陵江流域的人类活动加深了水文干旱状态的恶化,但是相较于1966 1975年,I SRI-RRV均值的恶化幅度由2.11%缩小至0.05%㊂图5对比了8个子流域2种情景下I Rel㊁I Res和I Vul均值㊂人类活动和自然情景下(图5中分别用N㊁H表示)可靠性指标在1966 1975年约为0.85和0.86,至2006 2015年分别提升了3.43%和1.99%,人类活动提升了可靠性的改善趋势㊂自然情景下各子流域的可靠性㊁回弹性和脆弱性变化趋势差异显著,汉江流域可靠性和回弹性指标均值分别下降了3.01%和6.64%,乌江流域可靠性㊁回弹性和脆弱性指标的均值依次下降了7.83%㊁23.45%和1.92%,其余的子流域则普遍呈上升趋势㊂人类活动对水文干旱的回弹性影响最为显著,2006 2015年人类活动情景下的回弹性均值比1966 1975年提高了近15.86%,而自然情景仅提升了9.20%㊂2种情景下水文干旱的脆弱性指标变化最小,分别提升了0.75%和0.64%㊂354㊀水科学进展第34卷㊀图3㊀1966 2015年长江流域的8个二级子流域水文干旱历时㊁频率与烈度特征箱线图Fig.3Frequency,duration and intensity characteristics of hydrological drought in eight sub-basins of the Yangtze River basin from1966to20152.4㊀干旱状态与人类活动相关性评价人类活动主要通过水库调度和取用水等影响河道径流,进而影响水文干旱的状态㊂据长江水资源公报统计,2006 2015年期间,长江流域年均水资源总量为9425.3亿m3,总耗水量由820.2亿m3增长至848.5亿m3,水库蓄水量由923.8亿m3增至1988.7亿m3㊂因此,本研究采用2种情景下I SRI-RRV的差值及其与水库蓄水量的相关分析,来计算人类活动(水库调节和人类取用水)对长江流域I SRI-RRV即水文干旱状态的影响程度(图6)㊂㊀第3期杨肖丽,等:1966 2015年长江流域水文干旱时空演变归因355㊀图4㊀自然情景与人类活动情景下I SRI-RRV年代对比Fig.4Chronological comparison of I SRI-RRV under the natural and human scenarios㊀㊀2006 2015年长江流域整体的I SRI-RRV均值呈现波动上升的趋势,自然和人类活动情景下年尺度I SRI-RRV均值分别提升了27.15%和18.09%㊂流域年末水库蓄水量与2种情景I SRI-RRV均值差的相关系数R=-0.90,蓄水量与干旱状态呈显著的负相关㊂2种情景下I SRI-RRV均值差较大的年份的年末水库蓄水量也偏少,水文干旱也较为严重,表明长江流域的水文干旱状态受到水库调蓄的影响㊂三峡水库2003年6月开始蓄水,2006年10月蓄水156m,将1996 2015年三峡水库下游的宜昌站的径流过程划分时段Ⅰ(1996年1月至2003年6月)和时段Ⅱ(2006年11月至2015年12月)进行对比(图7)㊂时段Ⅰ人类活动对宜昌径流的影响较小,人类活动对月径流的改变率为-0.81%~1.37%;时段Ⅱ内人类活动削减洪峰和补充枯水期径流的能力提升显著,水库调节于4 7月削减径流,使得6月削减径流幅度最大,年均约2.31%,于10 2月补充径流,12月补充径流的幅度最大,年均约4.19%㊂Chai等[31]发现在三峡水库2003年建成后出现了 旱季流量偏大,汛期流量偏小 的现象,2011年三峡水库缓解水文干旱的能力明显高于2006年㊂据统计,2006年和2011年大旱中,三峡水库分别向下游补水约35.8亿m3和215亿m3,有效缓解了长江中下游发生的旱情[32],表明人类活动(尤其是水库调度)对水文干旱状态有着显著的影响㊂356㊀水科学进展第34卷㊀图5㊀自然情景和人类活动情景下长江流域I Rel㊁I Res和I Vul均值热点图Fig.5Heat map of average I Rel,I Res and I Vul in the Yangtze River basin under natural and human scenarios图6㊀长江流域2006 2015年大型水库蓄水量与平均I SRI-RRV指数变化Fig.6Changes of water storage and I SRI-RRV of large reservoirs in the Yangtze River basin from2006to2015㊀第3期杨肖丽,等:1966 2015年长江流域水文干旱时空演变归因357㊀图7㊀1996 2015年宜昌站自然情景与人类活动情景下月平均径流对比Fig.7Comparison of monthly discharge under two scenarios at Yichang station from1996to20153㊀结㊀㊀论本研究耦合考虑人类活动对水文过程影响的PCR-GLOBWB2.0模型和水文干旱评估指数,定量评估了长江流域水文干旱状态的时空变化特征,探究了水库调节和人类取用水等活动对长江流域水文干旱事件发生频次㊁破坏深度以及恢复速度的影响,主要结论如下:(1)人类活动影响了长江流域水文干旱的时空变化特征,1966 1985年人类活动情景下水文干旱事件的面积占比高于自然情景,1985 2015年人类活动减少了长江流域水文干旱的面积占比㊂(2)长江流域的水文干旱状态在自然情景下呈现恶化的趋势,人类活动小幅改善了干旱状态,大幅提升了从不满意状态恢复的速率(回弹性)和减缓处于满意状态概率(可靠性)的下降趋势㊂(3)2006 2015年,人类活动情景下长江流域的水文干旱状态明显高于自然情景,水库调度是长江流域水文干旱状态改善的重要原因之一㊂参考文献:[1]周帅,王义民,畅建霞,等.黄河流域干旱时空演变的空间格局研究[J].水利学报,2019,50(10):1231-1241. (ZHOU S,WANG Y M,CHANG J X,et al.Research on spatio-temporal evolution of drought patterns in the Yellow River basin [J].Journal of Hydraulic Engineering,2019,50(10):1231-1241.(in Chinese))[2]任立良,沈鸿仁,袁飞,等.变化环境下渭河流域水文干旱演变特征剖析[J].水科学进展,2016,27(4):492-500. (REN L L,SHEN H R,YUAN F,et al.Hydrological drought characteristics in the Weihe catchment in a changing environment [J].Advances in Water Science,2016,27(4):492-500.(in Chinese))[3]张建云,章四龙,王金星,等.近50年来中国六大流域年际径流变化趋势研究[J].水科学进展,2007,18(2):230-234.(ZHANG J Y,ZHANG S L,WANG J X,et al.Study on runoff trends of the six larger basins in China over the past50 years[J].Advances in Water Science,2007,18(2):230-234.(in Chinese))[4]夏军,陈进,佘敦先.2022年长江流域极端干旱事件及其影响与对策[J].水利学报,2022,53(10):1143-1153.(XIA J,CHEN J,SHE D X.Impacts and countermeasures of extreme drought in the Yangtze River basin in2022[J].Journal of Hy-draulic Engineering,2022,53(10):1143-1153.(in Chinese))358㊀水科学进展第34卷㊀[5]ZHANG D,ZHANG Q,WERNER A D,et al.GRACE-based hydrological drought evaluation of the Yangtze River basin,China [J].Journal of Hydrometeorology,2016,17(3):811-828.[6]HONG X J,GUO S L,ZHOU Y L,et al.Uncertainties in assessing hydrological drought using streamflow drought index for the Upper Yangtze River basin[J].Stochastic Environmental Research and Risk Assessment,2015,29(4):1235-1247. [7]SUN F Y,MEJIA A,ZENG P,et al.Projecting meteorological,hydrological and agricultural droughts for the Yangtze River ba-sin[J].Science of the Total Environment,2019,696:134076.[8]JIAO D L,WANG D J,LV H Y.Effects of human activities on hydrological drought patterns in the Yangtze River basin,China [J].Natural Hazards,2020,104(1):1111-1124.[9]HUANG S,ZHANG X,CHEN N,et al.Drought propagation modification after the construction of the Three Gorges Dam in the Yangtze River basin[J].Journal of Hydrology,2021,603:127138.[10]HASHIMOTO T,STEDINGER J R,LOUCKS D P.Reliability,resiliency,and vulnerability criteria for water resource systemperformance evaluation[J].Water Resources Research,1982,18(1):14-20.[11]ZENG P,SUN F Y,LIU Y Y,et al.Future river basin health assessment through reliability-resilience-vulnerability:thresholdsof multiple dryness conditions[J].Science of the Total Environment,2020,741:140395.[12]MAITY R,SHARMA A,NAGESH KUMAR D,et al.Characterizing drought using the reliability-resilience-vulnerability concept[J].Journal of Hydrologic Engineering,2013,18(7):859-869.[13]HAZBAVI Z,SADEGHI S H R.Watershed health characterization using reliability-resilience-vulnerability conceptual frameworkbased on hydrological responses[J].Land Degradation&Development,2017,28(5):1528-1537.[14]MAIER H R,LENCE B J,TOLSON B A,et al.First-order reliability method for estimating reliability,vulnerability,and resil-ience[J].Water Resources Research,2001,37(3):779-790.[15]FOOLADI M,GOLMOHAMMADI M H,SAFAVI H R,et al.Application of meteorological drought for assessing watershedhealth using fuzzy-based reliability,resilience,and vulnerability[J].International Journal of Disaster Risk Reduction,2021, 66:102616.[16]MAHMOUDI P,MAITY R,AMIR JAHANSHAHI S M,et al.Changing spectral patterns of long-term drought propensity in Iranthrough reliability-resilience-vulnerability-based drought management index[J].International Journal of Climatology,2022,42(8):4147-4163.[17]YANG X L,ZHANG M R,HE X G,et al.Contrasting influences of human activities on hydrological drought regimes over Chinabased on high-resolution simulations[J].Water Resources Research,2020,56(6):e2019WR025843.[18]van BEEK L P H,WADA Y,BIERKENS M F P.Global monthly water stress:1:water balance and water availability[J].Water Resources Research,2011,47(7):W07517.[19]HOCH J M,HAAG A V,VAN DAM A,et al.Assessing the impact of hydrodynamics on large-scale flood wave propagation:acase study for the Amazon Basin[J].Hydrology and Earth System Sciences,2017,21(1):117-132.[20]SUTANUDJAJA E H,van BEEK R,WANDERS N,et al.PCR-GLOBWB2:a5arcmin global hydrological and water resourcesmodel[J].Geoscientific Model Development,2018,11(6):2429-2453.[21]WADA Y,van BEEK L P H,BIERKENS M F P.Modelling global water stress of the recent past:on the relative importance oftrends in water demand and climate variability[J].Hydrology and Earth System Sciences,2011,15(12):3785-3808. [22]SHUKLA S,WOOD A e of a standardized runoff index for characterizing hydrologic drought[J].Geophysical ResearchLetters,2008,35(2):L02405.[23]邵进,李毅,宋松柏.标准化径流指数计算的新方法及其应用[J].自然灾害学报,2014,23(6):79-87.(SHAO J,LI Y,SONG S B.New computing method for standardized runoff index and its application[J].Journal of Natural Disasters, 2014,23(6):79-87.(in Chinese))[24]李敏,李建柱,冯平,等.变化环境下时变标准化径流指数的构建与应用[J].水利学报,2018,49(11):1386-1395.(LI M,LI J Z,FENG P,et al.Construction of time-dependent drought index under changing environment and its application [J].Journal of Hydraulic Engineering,2018,49(11):1386-1395.(in Chinese))[25]孙鹏,孙玉燕,姚蕊,等.基于标准化径流指数的水文干旱特征分析:以塔里木河为例[J].北京师范大学学报(自然科学版),2018,54(2):261-268.(SUN P,SUN Y Y,YAO R,et al.Analysis on hydrological drought characteristics based㊀第3期杨肖丽,等:1966 2015年长江流域水文干旱时空演变归因359㊀on standardized runoff index:a case study in the Tarim River basin[J].Journal of Beijing Normal University(Natural Science), 2018,54(2):261-268.(in Chinese))[26]SUNG J H,CHUNG E S,SHAHID S.Reliability-resiliency-vulnerability approach for drought analysis in South Korea using28GCMs[J].Sustainability,2018,10(9):3043.[27]徐博,张弛,蒋云钟,等.供水系统可靠性-回弹性-脆弱性与多元要素的响应关系研究[J].水利学报,2020,51(12):1502-1513.(XU B,ZHANG C,JIANG Y Z,et al.Reliability-resilience-vulnerability of water supply system and its response relationship to multiple factors[J].Journal of Hydraulic Engineering,2020,51(12):1502-1513.(in Chinese)) [28]CUDE C G.Oregon water quality index a tool for evaluating water quality management effectiveness[J].Journal of the AmericanWater Resources Association,2001,37(1):125-137.[29]HAZBAVI Z,BAARTMAN J E M,NUNES J P,et al.Changeability of reliability,resilience and vulnerability indicators withrespect to drought patterns[J].Ecological Indicators,2018,87:196-208.[30]NASH J E,SUTCLIFFE J V.River flow forecasting through conceptual models part I:a discussion of principles[J].Journal ofHydrology,1970,10(3):282-290.[31]CHAI Y F,LI Y T,YANG Y P,et al.Influence of climate variability and reservoir operation on streamflow in the Yangtze River[J].Scientific Reports,2019,9:5060.[32]YU M X,LIU X L,LI Q F.Impacts of the Three Gorges Reservoir on its immediate downstream hydrological drought regime dur-ing1950 2016[J].Natural Hazards,2019,96(1):413-430.Patterns and attributions of hydrological drought in the Yangtze Riverbasin from1966to2015∗YANG Xiaoli1,2,CUI Zhouyu1,2,REN Liliang1,2,WU Fan1,2,YUAN Shanshui1,3,JIANG Shanhu1,2,LIU Yi1,2(1.The National Key Laboratory of Water Disaster Prevention,Hohai University,Nanjing210098,China;2.College of Hydrology and Water Resources,Hohai University,Nanjing210098,China;3.Yangtze Institute forConservation and Development,Nanjing210098,China)Abstract:As one of the possible consequences of climate change and human activities,extreme drought becomes more frequent.This study investigates how human activities altered the hydrological droughts pattern in the Yangtze River basin from1966to2015by using the I SRI-RRV.I SRI-RRV is calculated based on the PCR-GLOBWB2.0model sim-ulated I SR and Reliability-Resilience-Vulnerability(RRV).The results show that the model simulated I SR can effec-tively reflect the hydrological drought situation of the Yangtze River basin.From1966to2015,the hydrological drought in the Yangtze River basin showed an increasing trend and the human activities can reduce the proportion of the hydrological drought area in the Yangtze River basin after1992.The I SRI-RRV of the Yangtze River basin under the human activity scenario from2006to2015is significantly higher than that under the natural scenario.The human wa-ter intake activities dominated by reservoir regulation have the largest contribution to the increase of I SRI-RRV of the Yan-gtze River basin.Key words:hydrological drought;reliability-resilience-vulnerability framework;PCR-GLOBWB2.0model;hu-man activity;the Yangtze River basin∗The study is financially supported by the National Natural Science Foundation of China(No.U2243203;No.52079036).Copyright©博看网. All Rights Reserved.。
影响华北重度和轻度高温热浪的大气背景场差异分析
影响华北重度和轻度高温热浪的大气背景场差异分析作者：靳鑫桐周波涛谢文欣胡跃鹏范怡来源：《大气科学学报》2024年第01期摘要首先识别了1961—2020年华北地区的高温热浪事件，在此基础上筛选出重度和轻度高温热浪事件多发年份，对比分析了重度和轻度高温热浪事件的时空变化特征以及大气背景差异。
结果表明，重度和轻度高温热浪发生频次的高值区分别位于华北北部和中南部。
自20世纪60年代以来，华北重度和轻度高温热浪事件频次均呈现显著的增长趋势，其中重度高温热浪事件频次的增加更为明显。
对应华北重度高温热浪事件多发，东亚中纬度地区为准相当正压结构的异常反气旋性环流控制，华北地区位于异常反气旋性环流的东南部。
在该异常环流背景下，华北地区上空呈现异常下沉运动、云量偏少、大气整体偏干。
在异常下沉绝热增温的同时，晴朗干燥的配置有利于更多的太阳辐射到达地表，相应的向上长波辐射和感热通量增加，进一步加热近地表大气。
在华北轻度高温热浪事件高发年，华北位于异常反气旋（东南侧）和气旋（西北侧）性环流之间，主要受异常西南风控制。
异常西南风向华北输送暖平流加热大气的同时，增加了华北上空的水汽。
偏多的水汽捕获更多的长波辐射并反射至地表，利于气温升高。
关键词重度高温热浪;轻度高温热浪;华北;大气背景;动力水汽条件;热力条件近几十年来，全球地表平均温度显著升高。
据政府间气候变化专门委员会（IPCC）第六次评估报告（AR6），2011—2020年全球地表平均温度相较工业化前增暖约1.09 ℃（IPCC，2021）。
在全球变暖大背景下，极端天气气候事件趋多趋强（周波涛和钱进，2021）。
特别是极端高温事件发生频次和强度自20世纪50年代以来明显增加（IPCC，2021），对人体健康、生态环境、经济发展等方面造成重要影响（Dunne et al.，2013;Porfiriev，2014;Orlov et al.，2019;Ebi et al.，2021）。
高温热浪脆弱性与适应性研究进展_杨红龙
高温热浪主要是由于空气温度高，且这样的高温持续时 间较长，引起人、动物、植物不能适应的一种天气过程。
根据高温热浪的定义，高温热浪的标准主要依据高温对 人体产生影响或危害的量值制定。 由于高温热浪灾害的出现
受地理、社会和经济等多方面的影响，世界各国和地区研究 高温热浪所采取的方法不同， 高温热浪的标准也有很大差 异。 目前，国际上还没有统一而明确的高温热浪标准。 世界气 象组 织 （WMO） 建 议 高 温 热 浪 的 标准 为 ： 日 最 高 气 温 高 于 32℃，且持续 3d 以上。 荷兰皇家气象研究所则定为：日最高气 温高 于 25℃，且 持 续 5d 以 上 ，其 中 至 少 有 3d 最 高 气 温 高 于 30℃。 美国、加拿大、以色列等国家气象部门都依据温度和相 对湿度影响的热指数（显温）发布高温警报。 发布标准是：当 白天热指数连续两天有 3h 超 过 40.5℃或 者 预 计 热 指 数在 任 一时间超过 46.5℃，发布高温警报。 德国科学家基于人体热量 平衡模型 ， 制 定 了 人 体 生 理等 效 温 度 （PET）。 当 PET 超 过 41℃，热死亡率显著上升。 因此，以 PET>41℃为高温热浪预警 标准。
0 引言
近年来，随着全球气候变暖和加速发展的城市化进程引 起的更加显著的热岛效应， 使得全球范围内的酷热日益频 繁，高温热浪事件越来越突出，正逐渐成为一种严重气象灾 害[1-4]。 这种灾害不仅影响工农业生产 ，还 直 接 危 害 到 广 大人 民的身体健康，同时造成供水、供电紧张，并加剧光化学污 染，严重威胁到广大人民的生存和生活质量。 此外，高温热浪 对农业生产的影响也特别严重，持续高温少雨，极易造成干 旱，影响作物生长发育，使农林牧业的产量和品质下降，当高 温天气频繁发生，大气降水量就会明显减少，高温还加快了 土壤水分蒸发速度，使土壤含水量迅速下降，夏季高温酷暑 天气伴随着大气干旱和土壤干旱同时发生，从而造成严重干 旱 的 发 生 或 加 重 干 旱 的 严 重 程 度 ，使 农 作 物 严 重 受 损 [5-7]，也 极易引发森林或草原火灾。 持续高温天气还可引发大面积蓝 藻发生，导致水源污染。 对军事活动有很大影响，由于酷暑导 致失败的战例也不少。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
综述文章（Reviews）
高温热浪脆弱性与适应性研究进展
杨红龙 1,2,3，许吟隆 2，陶生才 2，潘 婕 2，刘 珂 2，吴美双 2,4
1. 兰州大学大气科学学院；半干旱气候变化教育部重点实验室，兰州 730000 2. 中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所；农业部农业环境与气候变化重点开放实验室，北京 100081 3. 深圳市气象局；深圳市国家气候观象台，广东深圳 518040 4. 中山大学大气科学院系；季风与环境研究中心，广州 510275
3. Shenzhen National Climate Observatory; Shenzhen Meteorological Bureau, Shenzhen 518040, Guangdong Province, China 4. Research Center for Monsoon and Environment; Department of Atmospheric Sciences, Sun Yat-sen University,
0 引言
近年来，随着全球气候变暖和加速发展的城市化进程引 起的更加显著的热岛效应， 使得全球范围内的酷热日益频 繁，高温热浪事件越来越突出，正逐渐成为一种严重气象灾 害[1-4]。 这种灾害不仅影响工农业生产 ，还 直 接 危 害 到 广 大人 民的身体健康，同时造成供水、供电紧张，并加剧光化学污 染，严重威胁到广大人民的生存和生活质量。 此外，高温热浪 对农业生产的影响也特别严重，持续高温少雨，极易造成干 旱，影响作物生长发育，使农林牧业的产量和品质下降，当高 温天气频繁发生，大气降水量就会明显减少，高温还加快了 土壤水分蒸发速度，使土壤含水量迅速下降，夏季高温酷暑 天气伴随着大气干旱和土壤干旱同时发生，从而造成严重干 旱 的 发 生 或 加 重 干 旱 的 严 重 程 度 ，使 农 作 物 严 重 受 损 [5-7]，也 极易引发森林或草原火灾。 持续高温天气还可引发大面积蓝 藻发生，导致水源污染。 对军事活动有很大影响，由于酷暑导 致失败的战例也不少。
收稿日期： 2010-02-08；修回日期：2010-09-19 基金项目： “十一五”国家科技支撑计划项目（2007BAC03A02）；国家自然科学基金重点项目（70933004）；国家自然科学基金国际合 作 与 交 流 重 大
项 目 （40921140410 ） 作者简介： 杨红龙，博士研究生，研究方向为极端气候事件变化，电子信箱：yanghl01@；许吟隆（通信作者），研究员，研究方向为区域气候变
Vulnerability to Heat Waves and Adaptation: A Summary
YANG Honglong1,2,3, XU Yinlong2, TAO Shengcai2, PAN Jie2, LIU Ke2, WU Meishuang2,4
1. Key Laboratory for Semi-Arid Climate Change, Ministry of Education; College of Atmospheric Sciences, Lanzhou University, Lanzhou 730000, China
2. Key Open Laboratory of Agro-environment and Climate Change, Ministry of Agriculture of China; Institute of Environment and Sustainable Development in Agriculture, Chinese Academy of Agricultural Sciences, Beijing 100081, China
摘要 由于全球气候变化和城市热岛效应，高温热浪成为世界范围内夏季频繁发生的极端灾害天气事件，这引起了社会各界的广
泛的关注。 高温热浪对人类生存、社会经济候变化的大背景下，对高温热浪的定
义和影响高温热浪脆弱性的主要因素等方面已经开展的研究工作进行了综述，主要包括影响高温热浪危害程度的因子、高温热浪
化 ，电 子 信 箱 ：xuyl@
98 科技导报 2010，28（19）
综述文章（Reviews）
which could prove unsustainable in terms of energy. Strategies for coping with heat include changing the way in which urban areas are developed or re-developed, and setting up heat watch warning systems that integrate weather forecast information with heat warnings and associated intervention strategies. Keywords heat wave; extreme events; vulnerability
的敏感性和适应能力三个方面。 在综述国内外研究进展的基础上，对未来应对高温热浪措施和策略进行了初步探讨，旨在为减轻
高温热浪危害，加强适应和应对气候变化背景下的极端事件的研究。
关键词 高温热浪；极端事件；脆弱性
中图分类号 X16
文献标识码 A
文章编号 1000-7857（2010）19-0098-05
Guangzhou 510275, China
Abstract An increase in the frequency and intensity of heat waves is likely to be one effect of global climate change, one which will attract the attention of the broader scientific community. Heat waves have serious impacts on society including probable increases in mortality, strain on infrastructure (power, water and transport) and social disturbance. Wider impacts may include effects on industries, tourism and ecosystems. To date, heat largely has been ignored. To develop better coping strategies, this paper explores the main factors that shape vulnerability to heat waves, the definition of heat waves and initiates an avenue of research to address considerable knowledge gaps in this area. Vulnerability to heat waves includes degree of exposure to the heat hazard, sensitivity to changes in weather/climate and adaptive capacity. Furthermore, based on a broad range of research, this paper outlines some suggestions to decrease the impact of heat waves and explores coping strategies for extreme events in the future. Heat waves do not affect everyone. The most likely to suffer are vulnerable individuals or sectors of society such as those who are elderly, have pre-existing health problems, work in jobs requiring heavy labor, live alone, are immobile or have a low-income. The synergistic effects of such factors may prove fatal for some. Adapting to more frequent heat waves should include soft engineering options and, where possible, avoidance of widespread use of air conditioning,
近 50 年来，中国区域的年平均地表气温上升 1.1℃，增温 速率为 0.22℃/10a，比全球或北半球同期平均高得多[8]。 随着 温室气体浓度的增加，未来情景下中国区域平均温度可能继 续升高[9]。 平均温度的升高不仅引起 了 最 高 温 度 和最 低 温 度 平 均 值 的 增 加， 而 且 也 使 它 们 统 计 分 布 的 两 端 发 生 改 变[10]。 Gao 等[11]和 Zhang 等[12]的结果表明，未来情景下中国区域极端 高温气候事件呈现增加趋势，低温冷害事件可能减少。 极端 事件的这种变化趋势暗示了未来中国区域高温热浪事件可 能增加[13]。 相对于其他极端气候事件，高温热浪受到的关注较 少。 国外对高温热浪已经开展了诸多研究，而国内在这方面 的研究较少，高温热浪的脆弱性研究、预测和预警水平，以及 适应、减灾技术等方面的研究尚未完全开展。 因此，总结国内 外对高温热浪研究的方法和进展， 对开展未来的预估研究、 脆弱性及适应性研究都有重要意义。 本文从影响高温热浪危 害程度的因子、高温热浪的敏感性和适应能力三个方面综述 和分析国内外关于高温热浪脆弱性的研究，并在此基础上探 讨应对高温热浪的适应措施和策略，为研究高温热浪脆弱性 和适应性研究提供科学参考，同时为制定高温热浪的适应政 策和措施提供科学依据。