长江三角洲极端高温演变机理研究

在全球气候变化和区域快速城市化影响下，长江三角洲近年极端高温事件增加，对当地社会经济系统和居民生活等造成较大影响。本项目借助于气候统计诊断、遥感、地理信息系统和数理统计等技术，对该地区夏季极端高温的演变特征及影响机制开展如下研究工作：.（1）利用地面气象观测资料、人口死亡和用电量资料，进行长江三角洲极端高温阈值选取和高温强度指标的建立；.（2）研究近50年和3站(上海、南京和杭州)近100年极端高温(包括高温频数和高温强度)的时空演变特征及对气温变暖和波动的响应；.（3）从不同的时间和空间尺度上研究西太平洋副高变化和全球关键区和关键时段海温变化对极端高温的影响机制；.（4）分析区域城市、城镇和乡村极端高温的时空差异和高温与城市化发展因子、土地利用变化的关系，探讨城市化对极端高温的累加影响机制。

在全球气候变化和区域快速城市化的双重影响下，近年来长江三角洲极端高温频发。该项目借助于气候统计诊断、遥感、地理信息系统、数值模式和数理统计等技术，开展了如下工作并取得一些成果：（1）基于上海夏季日最高用电负荷和日死亡人数，确定了基于日超死亡率和日最高用电负荷的高温阈值，分析了高温持续日数对死亡人数和用电负荷的影响，建立了综合反映高温持续日数和日最高气温的高温强度指标。结果表明35℃、37℃、38℃和39℃可以作为衡量高温不同严重程度的阈值温度，高温持续日数的影响程度与高温所处的区间范围以及影响行业密切有关。（2）利用两套逐日最高气温资料和上海130多年气温资料，分析了长江三角洲高温频数、强度和过程的变化特征，并基于一种预估极端气候事件强度的新方法，对上海2010年8月中旬的极端高温进行模拟和气候变化预估。结果表明过去50年间，长江三角洲高温日数以1.0d/10a的线性趋势增加，2002年为高温日数增多突变点。2010年8月中旬的连续高温过程若发生在2050年代气候背景下，其强度将更强，且城区增温更为明显。（3）分析了长江三角洲极端高温、高温过程不同阶段WPSH和500hPa位势高度特征，并以上海为案例探讨了高温发生与控制或影响天气系统的关系。结果表明长江三角洲高温日数与夏季WPSH面积和强度均呈显著正相关，在1981～2010年期间，高温与WPSH的相关性在8月最好。夏季上海高温日的主要控制系统都是WPSH，占高温总日数的95%。（4）开展了长江三角洲极端高温与前期逐季和逐月Niño区海温的关系分析，并对2003年夏季高温前期Niño区海温变化特征进行分析。结果表明长江三角洲高温日数与前年6～12月Niño4和Niño3.4区海温都呈显著或极显著正相关，前年秋季Niño3.4和Niño4区海温的正负距平与长江三角洲高温日数对应最好。（5）利用DMSP/OLS夜间灯光数据、土地利用变化数据以及卫星遥感反演的地表温度和自动气象站逐时数据，开展了长江三角洲城市、城镇和乡村站点的划分，分析了城乡站点间高温的差异和城市化、土地利用变化对气温的影响。结果表明1981～2010年期间，长江三角洲城市化对高温日数的贡献为3.4d/10a。过去50年间上海城区高温日数较远郊明显偏多，城市热岛强度与城市化因子呈显著的对数关系，上海地表温度与土地利用类型也具有很好的对应关系。