上海市极端气候事件及气候韧性评估

来源 :上海师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:snowliya
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全球变暖导致极端气候事件频发,对自然生态、社会经济和人们的生命财产安全等造成了严重的影响。上海作为中国人口和经济高度集聚的沿海超大型城市,因其海陆相连的特殊地理区位,极易遭受极端气候事件的冲击,随之而来的影响对上海的社会经济和人们的生产生活等造成了潜在的威胁。本文选取上海市1960—2018年10个地面气象观测站点的逐日气温和降水数据,利用13种极端气温与降水指数来定义极端气候事件,结合中国气象局定义的高温热浪标准,采用数理统计方法探究上海市极端气候事件的时空变化及危险性特征。并基于国内外城市气候韧性建设管理理论及上海市的极端气候特征,构建上海市气候韧性评估框架和指标体系。主要工作和结论如下:(1)基于RclimDex1.0软件对选取的13个极端气候指数进行计算,运用线性回归对生成的极端气候指数进行趋势分析,并采用Mann-kendall突变检验方法进行时间变化特征分析和突变检验。结果表明1960-2018年,研究区内高温日数(SU35)、暖昼日数(TX90p)、日最高气温极高值(TXx)、累积热浪频次和年均热浪天数等高温极端气温指数均呈上升趋势,气候倾向率分别为2.273d/(10a)、1.736d/(10a)、0.475℃/(10a)、3.065次/(10a)和1.902d/(10a)。低温极端气温指数中冷夜日数(TN10p)呈下降趋势,气候倾向率为-2.443d/(10a),日最低气温极低值(TNn)呈上升趋势,气候倾向率为0.38℃/(10a),且所有指数均通过了0.05显著性水平检验。MK非参数检验结果显示,高温日数(SU35)、日最高气温极高值(TXx)、累积热浪频次、年均热浪天数在2003年发生突变。日最低气温极低值(TNn)、暖昼日数(TX90p)和冷夜日数(TN10p)分别在1988年、2001年和1994年发生突变,所有极端气温指数UFk和UBk曲线都相交于置信区间[-1.96,1.96]内,均通过了0.05显著性水平检验。除冷夜日数外,所有极端气温指数的最高值均位于市区徐家汇站点,表明市中心城区的极端高温强度和频次明显高于其他地区。(2)极端降水方面,研究区内持续干燥指数(CDD)整体呈波动下降趋势,且通过了0.05显著性水平检验,气候倾向率为-0.973d/(10a),持续湿润指数(CWD)没有明显变化趋势,未通过0.05显著性水平检验。年降水总量(PRCPTOT)、强降水量(R95p)、大雨日数(R20)、日最大降水量(Rx1day)和降水强度(SDII)呈明显的上升趋势,均通过了0.05显著性水平检验,气候倾向率分别为1.361mm/(10a)、0.834mm/(10a)、1.219d/(10a)、0.588mm/(10a)、1.36d/(10a)。从拟合曲线来看,近20年间,年降水总量(PRCPTOT)、日最大降水量(Rx1day)和大雨日数(R20)3个指数上升趋势明显加快,说明近20年来,上海市极端降水事件趋于增多,极端干旱事件有所减少。M-K非参数检验结果显示,日最大降水量(Rx1day)、5日最大降水量(Rx5day)、强降水量(R95p)三个极端降水指数在2010年发生突变,其他降水指数无明显突变年份。所有指数最高值均位于徐家汇站点,表明市中心地区的极端降水强度和频次较高。(3)基于广义极值分布概率计算方法,计算各站点10年、20年、50年、100年一遇情景下年日最高气温(TXx)和年日最大降水量(Rx1day),利用Arc GIS软件进行反距离权重插值,得到四种情景下上海市极端高温和极端降水危险性等级空间分布。结果显示,极端气温高危险区主要集中在上海市中部和松江区西部,极端降水高危险区主要集中在杨浦、虹口、静安、普陀和上海市北部的宝山和嘉定等地区。综合来看,市中心城区既是极端高温的高危险性地区,也是极端降水的高危险性地区。(4)基于国内外有关韧性评估模型与指标体系的研究,选取较为成熟并得到广泛认可的社区韧性基准指数(BRIC)和气候灾害韧性指数(CDRI)作为研究基础,参照这两种模型并结合国内城市发展现状,从社会、经济、基础设施、生态环境和制度五个层面构建城市气候韧性评估模型与指标体系,并选取上海16个地级行政区进行案例分析。综合评估结果显示:研究区内综合气候韧性得分平均值为0.46,为中等韧性水平。其中,黄浦区韧性最高,为0.706,金山区韧性最低,为0.34。韧性指数较高的区主要分布在上海市中心城区的黄浦区和静安区,崇明区、嘉定区、青浦区、闵行区、奉贤区、松江区和金山区等市郊区的韧性水平较低。(5)城市气候韧性关键影响因子结果显示:排名第一、第二、第五的救灾物资储备点密度、消防站点密度和每万人医疗卫生机构床位数属于基础设施维度,排名第三、第四的每万人拥有的卫生技术人员数量和每万人拥有的减灾示范社区数量属于社会维度。说明当地的基础设施建设水平、公共健康服务(医生的可获得性以及其他医疗服务)、社会服务(援助项目等)和社会安全是影响一个地区气候韧性水平高低的关键因素。
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