1. 研究目的与意义及国内外研究现状

气候变化是当今全球共同面临的重大课题。近年来，极端降水事件作为极端气候事件之一，带来了巨大的社会、经济损失和生态系统的破坏。中国地处东亚季风区，多发暴雨，每年受到极端降水的影响较为严重。因此对于极端降水事件的研究与分析，一直是中国气象界的重大研究课题之一。但值得注意的是，目前广泛使用的平稳条件下的广义极值分布模型，其气候极端事件的重现期和重现水平不随时间变化而发生改变。然而近年来城市化进程不断加快，全球气候呈现变暖趋势，这使得我们不得不考虑到气候变化给气候极值问题带来的影响。

本文将引入参数随时间变化的非平稳广义极值分布极值模型，分析和对比中国区域极端降水平稳和非平稳情形下重现期值和重现水平的变化情况，以及重现期极值的空间分布规律，这对为改善和提高我国水资源管理、城市基础设施标准建设以及其他人类活动提供了重要的依据，具有重要参考价值。

国内外研究现状

联合政府气候变化专门委员会（IPCC）在管理极端事件和灾害风险的特别报告中强调，全球变暖的情况会改变极端气候的发生频率、严重性和空间格局。近年来，极端气候事件已在空间和时间尺度的范围被广泛研究。赵军等（2012）利用几个代表性测站研究了中国极端气温的时空分布，并指出极端温度呈上升趋势，对深入理解气候变化规律和探讨气候变化原因有所帮助。国内外学者广泛应用了基于极值统计理论的概率模型方法，对极端气候变化进行研究，如Linyin Cheng等（2014）提出了一个使用贝叶斯方法估计平稳及非平稳条件下重现水平、重现期和极端气候风险的框架，旨在帮助分析地球科学中的极端情形；江志红、丁裕国等（2012）提出了气候极值推断的不确定性，评估了极值分位数的置信区间及其在地域上的分布特征，并提出样本容量大小是影响广义极值的分位数标准误差的主要因素。国内学者对于中国区域极端气候的变化也进行了大量探讨，特别是作为极端气候事件之一的极端降水事件，同样受到了广泛关注。李洋、杨赤（2015）导出了极值的重现水平及其变率随重现期和事件变化的一般表达式，指出日最大降水量普遍适用平稳模型；任正果、张明军等（2014）利用中国南方地区极端降水数据评估了格点降水资料在南方地区的可信度，并发现各点资料和实测资料之间偏差普遍偏小，且各极端降水指数与总降水量之间存在较好相关性；任玉国等（2010）为研究中国极端气候变化规律，通过分布函数来分析气候极值的统计特征，得出了全国平均暴雨和极端降水事件频率和强度有所增长；高涛、谢立安等（2014）对近50年来中国极端降水事件的研究表明，在全球变暖背景下极端降水事件的频率和强度均有升高趋势，但存在明显区域差异；袁文德、郑江坤等（2014）利用百分位阈值法定义了极端降水事件，并利用曼肯德尔秩次相关法和反距离加权插值法对西南地区极端降水事件的时空变化做出分析；等等。

2. 研究的基本内容

（1）通过引入广义极值分布方法（GEV）和贝叶斯推断，分析和对比中国区域极端降水平稳和非平稳情形下重现期值和重现期水平变化情况，以及重现期极值的空间分布规律。

（2）相对于传统平稳广义极值分布，这里引入随时间变化参数构建的非平稳极值分布，并使用肯德尔曼检验法和似然比检验法检验模型的拟合、模拟效果，确定最优模型。

3. 实施方案、进度安排及预期效果

实施方案：

研究对象：1961-2012年全国756个站的逐日降水数据；

研究方法：引入随时间变化的参数构建的非平稳极值分布和贝叶斯推断，分析和对比中国区域极端降水平稳和非平稳情形下重现期值和重现期水平变化情况，以及重现期极值的空间分布规律，并使用肯德尔曼检验法和似然比检验法检验模型的拟合、模拟效果，确定最优模型。

4. 参考文献

[1] 高涛, 谢立安. 2014. 近50年来中国极端降水趋势与物理成因研究综述[j]. 地理科学进展, 29（5）: 577-589.

[2] 江志红. 2012. 气候极值推断的不确定性及其置信区间初步探讨[j]. 气象学报, 70(6): 1327-1333.