DB43T 1717-2019 湖南異常氣候事件判別方法

ICS07.060A47DB43湖南省地方標(biāo)準(zhǔn)DB43/T17172019異常氣候事件判別方法DeterminationMethodofAbnormalclimateEvents2019-12-31發(fā)布2020-03-01實(shí)施湖南省市場(chǎng)監(jiān)督管理局發(fā)布DB43/T17172019前言 II2術(shù)語(yǔ)和定義…13監(jiān)測(cè)指標(biāo)……24判別方法和標(biāo)準(zhǔn)2附錄A(規(guī)范性附錄)滑動(dòng)平均氣溫及其氣候平均值計(jì)算方法 附錄B(資料性附錄)標(biāo)準(zhǔn)化降水指數(shù)計(jì)算方法 附錄C(資料性附錄)核密度估計(jì)計(jì)算方法 DB43/T17172019本標(biāo)準(zhǔn)按照GB/T1.12009給出的規(guī)則起草。本標(biāo)準(zhǔn)由湖南省氣象局提出。本標(biāo)準(zhǔn)由湖南省氣象標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)歸口。本標(biāo)準(zhǔn)起草單位:湖南省氣候中心、湖南省氣象科學(xué)研究所。本標(biāo)準(zhǔn)主要起草人員:廖玉芳、張劍明、杜東升、曾宇星、張建軍、黃超。DB43/T17172019異常氣候事件判別方法本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了異常氣候事件監(jiān)測(cè)指標(biāo)、判別方法和標(biāo)準(zhǔn)。本標(biāo)準(zhǔn)適用于異常氣候事件監(jiān)測(cè)評(píng)估及影響調(diào)查2術(shù)語(yǔ)和定義下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。氣候cliMate氣候是大氣物理現(xiàn)象在長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)(月、季、年、數(shù)年、數(shù)十年和數(shù)百年等)的平均或統(tǒng)計(jì)狀況(概率分布和極端值)。2.2異常事件AbnormaEVEnt發(fā)生概率較低的事件。2.3空氣溫度AirtempErature地面氣象觀測(cè)中測(cè)定百葉箱等防輻射裝置內(nèi)距地面1.50米高度的空氣溫度,表示空氣冷熱程度的物理量,簡(jiǎn)稱氣溫。單位為攝氏度(℃)。[GB/T352262017,術(shù)語(yǔ)和定義3.1]2.4平均氣溫TempEraturEaverage某一時(shí)段或空間范圍氣溫的平均值。單位為攝氏度(℃)。[GB/T355622017,術(shù)語(yǔ)和定義2.3]2.5降水量precipitation某一時(shí)段內(nèi),從天空降落到地面上的液態(tài)(降雨)或固態(tài)(降雪)(經(jīng)融化后)降水,未經(jīng)蒸發(fā)、滲透、流失,而在水平面上積聚的水層深度。單位為毫米(mm)。[GB/T285922012,術(shù)語(yǔ)和定義2.1]氣候平均值CIimatEnorma氣象要素30年或其以上的平均值。本標(biāo)準(zhǔn)取1981-2010年的平均值。[QX/T1522012,術(shù)語(yǔ)和定義2.5]2.7標(biāo)準(zhǔn)化降水指數(shù)standardizedpreciptationindex假設(shè)某時(shí)間段降水量服從r概率分布,對(duì)其經(jīng)過(guò)正態(tài)標(biāo)準(zhǔn)化處理得到的指數(shù)。其具體計(jì)算原理和方法見(jiàn)附錄B。1DB43/T17172019[GB/T204812017,術(shù)語(yǔ)和定義3.7]2.8月尺度MonthlyscalE將30天作為月尺度度量單位?；瑒?dòng)平均氣溫RunningmeantemperaturE平均氣溫時(shí)間序列依次以當(dāng)天及前n-1天這n個(gè)數(shù)據(jù)為一組求取的平均值,經(jīng)常應(yīng)用的n有5、10、30等。單位為攝氏度(℃)。[QX/T1522011,術(shù)語(yǔ)和定義2.3]2.10平均氣溫距平MeantemperaturEanoMaly某時(shí)段平均氣溫(2.4)與其同期氣候平均值(2.6)之差。單位為攝氏度(℃)。[GB/T355622017,術(shù)語(yǔ)和定義2.5]降水距平百分率precipitationanomalyinpercEntagE某時(shí)段降水量(2.5)與同期氣候平均值(2.6)之差除以同期氣候平均值的百分比。單位為百分率(%)。[GB/T204812017,術(shù)語(yǔ)和定義3.4]重現(xiàn)期RecurrEnceinterval統(tǒng)計(jì)量的特定值重復(fù)出現(xiàn)的時(shí)間間隔,以年計(jì)。本標(biāo)準(zhǔn)采用核密度估算法計(jì)算重現(xiàn)期。其具體計(jì)算原理和方法見(jiàn)附錄C。[GB/T336692017,術(shù)語(yǔ)和定義2.9]3監(jiān)測(cè)指標(biāo)3.1異常氣溫監(jiān)測(cè)指標(biāo)3.1.1某站逐日30天滑動(dòng)平均氣溫(T,計(jì)算見(jiàn)附錄A)。3.1.2某站逐日30天滑動(dòng)平均氣溫氣候平均值(T30,計(jì)算見(jiàn)附錄A)。3.1.3某站逐日5天滑動(dòng)平均氣溫(T5計(jì)算見(jiàn)附錄A)。3.1.4某站逐日5天滑動(dòng)平均氣溫氣候平均值(T5,計(jì)算見(jiàn)附錄A)。3.1.5某站各日30天滑動(dòng)平均氣溫30年一遇統(tǒng)計(jì)值(計(jì)算見(jiàn)附錄C)。3.2異常降水監(jiān)測(cè)指標(biāo)3.2.1某站逐日30天滑動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)化降水指數(shù)(SPIan,計(jì)算見(jiàn)附錄B)。3.2.2某站年逐日降水量。4判別方法和標(biāo)準(zhǔn)4.1異常冷(暖)事件4.11判別方法2DB43/T17172019異常冷事件:當(dāng)T30≤T033,向后搜尋直至不滿足條件為止(T033,計(jì)算見(jiàn)附錄C)。異常暖事件:當(dāng)T≥T966,向后搜尋直至不滿足條件為止(TOS,計(jì)算見(jiàn)附錄C)。4.12起止日期的確定開(kāi)始日期:以第次Ta≤T33(Ta≥T的期為準(zhǔn)向前推390天,開(kāi)始向后第一次(T5T5>2.0℃)i的期。 結(jié)束日期:以最后一次達(dá)到異常冷(暖)事件的日期為準(zhǔn),向前最后-次T5T5<-2.0℃(T5T5>2.0℃)的日期(若結(jié)束日期日氣溫距平偏高(低),則結(jié)束日期往前推至日氣溫距平偏低(高)4.2異常多雨(少雨)事件4.2.1判別方法異常多雨事件:當(dāng)SPIso>2.0,向后搜尋直至不滿足條件為止。異常少雨事件:當(dāng)SPIan<-2.0,向后搜尋直至不滿足條件為止。4.2.2起止日期的確定開(kāi)始日期:以第一次SPIa0>2.0(SPIan<-2.0)的日期為準(zhǔn),向前推30天,第一個(gè)降水日(無(wú)降水日)的日期。結(jié)束日期:以最后一次達(dá)到異常多雨(少雨)事件后一天的日期為準(zhǔn),自該日向前搜尋最后一個(gè)有降水日(無(wú)降水日)的日期。3DB43/T17172019附錄A(規(guī)范性附錄)滑動(dòng)平均氣溫及其氣候平均值計(jì)算方法A.1滑動(dòng)平均氣溫計(jì)算公式,見(jiàn)式(A.1):式中:Tkn天滑動(dòng)平均氣溫,n=5、30;i日序號(hào),i=1,2,…,n,本標(biāo)準(zhǔn)中i取當(dāng)天及其前n-1天;ti日平均氣溫的逐日值。A.2滑動(dòng)平均氣溫的氣候平均值計(jì)算公式,見(jiàn)式(A.2)A.2)式中:T-nn天滑動(dòng)平均氣溫的氣候平均值,取1981-2010年30年的平均值;j年份序號(hào),j=1,2,…,30;Tnjn天滑動(dòng)平均氣溫的逐年值。4DB43/T17172019附錄B(資料性附錄)標(biāo)準(zhǔn)化降水指數(shù)計(jì)算方法假設(shè)某時(shí)段降水量為隨機(jī)變量x,則其r分布的概率密度函數(shù)為:B,…(B.4)式中:xi降水量樣本;x降水量多年平均值;β>0尺度參數(shù);Y>0形狀參數(shù)。確定概率密度函數(shù)中的參數(shù)后,對(duì)于某一年的降水量xo,可求出隨機(jī)變量x小于xo事件的概率為:利用數(shù)值積分可以計(jì)算用(B.1)式代入(B.6)式后的事件概率近似估計(jì)值。降水量為。時(shí)的事件概率由下式估計(jì):…式中:m降水量為。的樣本數(shù);n總樣本數(shù)。對(duì)分布概率進(jìn)行正態(tài)標(biāo)準(zhǔn)化處理,即將(B.6)、(B.7)式求得的概率值代入標(biāo)準(zhǔn)化正態(tài)分布函數(shù),即:B.8對(duì)(B.8)式進(jìn)行近似求解可得:,5DB43/T17172019式中:P—(B.6)式或(B.7)式求得的概率,并當(dāng)P>0.5時(shí),P=1.0-P,S=1;當(dāng)P≤0.5時(shí),S--1.0ci=2.515517;C=0.802853;C2=0.010328;d=1.432788;d=0.189269;d;,=0.001308由(B.9)式求得的Z值就是此標(biāo)準(zhǔn)化降水指數(shù)SPI.DB43/T17172019附錄C(資料性附錄)核密度估計(jì)計(jì)算方法假設(shè)xi,x2,"-n為單變量a,樣本,則az的概率密度函數(shù)fx)的高斯核密度估計(jì)公式為:-----