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1. 研究目的与意义及国内外研究现状

工业革命开始后，由于人类活动对自然环境的大肆破坏，造成近年来世界各地天气灾害频发。近十几年，国际上针对极端气候事件的研究有很多，极端气候事件大致可分为两类，一类为极端冷气候，例如冷夜、冷日、低温、霜冻、寒潮等；另一类为极端暖气候，例如暖夜、暖日、热浪等。由于全球气候变暖，极端气候发生的频率、强度、持续时间、影响范围都有所变化，自20世纪中期，冷日、冷夜出现的次数显著减少，而暖日、暖夜逐渐增多，大部分地区常年遭遇热浪干旱等极端气候的影响。黄淮海平原作为典型的暖温带大陆性季风气候区，是中国的气候脆弱区，也是中国重要的粮食生产区，该地区主要的极端气候为干旱、洪涝、热浪、强降雨。受气候暖化的影响，洪涝、强降雨显著减少，干旱、热浪出现较为频繁，因此本文主要研究黄淮海平原的干旱和热浪两个极端气候的时空分布特征。

干旱是所有自然灾害中较为常见、发生频率较高、灾情较为复杂的一种气象灾害，其影响范围之广，持续时间之长给人类社会造成了极为深远的影响，例如粮食减产、经济受损、饥荒以及土地退化等问题。中国位于国际气候脆弱区之一，由于受东亚季风的影响，地理条件和气候情况复杂多变，因此气象灾害频发^[1]。据相关数据统计，自20世纪中期干旱的出现次数呈上升趋势，这无疑是对中国的经济发展、粮食安全以及社会稳定的一项巨大挑战，因此面对由于气候变化所加深的干旱化趋势，深入了解干旱地区干旱变化特征和规律，对于能够及时有效地加强干旱地区灾情管理与提高干旱地区抗旱防灾的能力具有重要意义。黄淮海平原是中国第二大平原，也是我国重要的粮食种植区域，但由于常年降水量少、河流水量小、农作物需水量大、蒸发旺盛等原因导致土壤缺水，因此黄淮海平原成为了我国干旱重灾区之一。干旱化问题对国民经济的发展、当地农业生产和人民生活造成了巨大而深远的影响，这一现象引起了政府和科学界的高度关注。尽管早在20世纪30年代竺可桢就对黄淮海平原的干旱问题展开了相关的研究，然而一直到80年代中期黄淮海地区发生了严重干旱，针对此地区的干旱研究才逐渐受到了高度重视。ipcc第四、五次评估报告显示^[2,3,4]，近百年全球地表温度上升了0.56℃~0.92 ℃。气候变暖这一现象将会导致极端气象灾害发生的频率和强度日益增长，农业生态系统受到深远而又广泛的影响，因此，深入研究干旱的时空变化的特征，并对其形成机制进行阐述，这对农业生态系统的科学管理和气象灾害预警具有重要意义^[1]。目前，众多研究表明标准化降水蒸散指数（spei）针对干旱问题有着较强的适用性，不同时间尺度下的spei对干旱的不同方面有着不同的指向性。因此我们选用其对黄淮海地区干旱时空变化特征进行系统的分析，用以探寻黄淮海平原不同等级干旱发生规律和不同地区之间的联系与区别，这对各界人员能够及时有效地进行抗旱防旱、规避损失具有重要的指导意义。

随着人类社会的高速发展，人口数量井喷式的增加，城市化进程的加重造成全球气候变暖和城市热岛效应的加剧，从而导致高温热浪频发。2003年夏季，全球爆发了一系列的高温热浪事件，使得整个欧亚大陆的死亡率在短时间内飞速增长；2012年夏季，近五十年以来最严重的高温干旱席卷了美国，造成了巨大的损失^[5]；2015年夏季一场起始于西班牙和葡萄牙继而转移至法国、英国、德国、波兰和欧洲其他地区的高温热浪给整个欧洲造成了巨大的影响，是欧洲五百年来最严重的一场高温热浪。高温热浪会影响体温调节功能引起中暑，严重时可造成死亡^[5]。另外，热浪也影响着交通、建筑、旅游、农业、社会活动，造成大量的经济损失，因此研究黄淮海平原的高温热浪时空分布特征对分析黄淮海平原的干旱成因和极端天气具有重要知道意义。目前国内对于局部地区高温热浪的研究已经取得一定的成果，绝对与相对的高温阈值皆有使用，绝大多数采用了绝对法即将日最高气温大于等于35℃定义为一个高温日，本研究也将采用这个标准的高温阈值对黄淮海平原热浪的时空分布特征及其35年来的变化趋势展开探讨，用以全面深入了解这种气候灾害的发生、发展及其未来演变规律，这对相关部门能够针对热浪开展及时有效的监测、预警具有重要支撑作用，对各界人员能够实施有效的对策进行趋利避害无疑具有十分重要的意义。

2. 研究的基本内容

（1）利用1981~2015年北京、天津、山东、山西、河南、河北六个省份的逐月平均气温、平均日照时数、平均降水量计算spei指数、干旱发生频率和干旱发生强度。用逐日最高气温计算高温热浪日数。

（2）讨论并分析干旱和高温热浪的时空分布特征。

（3）总结分析黄淮海地区极端气候。

3. 实施方案、进度安排及预期效果

实行方案：

（1）计算潜在蒸散发( pet)，采用的是thornthwaite 法。

4. 参考文献

[1] 周磊, 吴建军, 吕爱峰, 张洁, 赵林. 华北不同地表覆盖类型区干旱演变特征[j]. 地理研究, 2012, 31(4): 597-607.

[2] ipcc. working group i contribution to the ipcc fifth assessment report,climate change, 2013: the physical science basis: summary of for policymakers. [2013-10-28]. http: // www. climatechange2013. org/images/uploads/wgiar5spm_approved27sep2013. pdf.