DB45T-氣候變化監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)技術(shù)規(guī)范

Q/LB.□XXXXX-XXXXDB45/TXXXX—XXXX目次TOC\o"1-1"\h\t"標(biāo)準(zhǔn)文件_一級(jí)條標(biāo)題,2,標(biāo)準(zhǔn)文件_附錄一級(jí)條標(biāo)題,2,"前言 IV1范圍 12規(guī)范性引用文件 13術(shù)語(yǔ)和定義 14基本資料要求 25監(jiān)測(cè)和評(píng)價(jià)要求 3附錄A（規(guī)范性）氣候系統(tǒng)各圈層監(jiān)測(cè)指標(biāo) 5附錄B（資料性）常用氣候變化趨勢(shì)檢驗(yàn)方法 7附錄C（資料性）常用時(shí)間序列周期分析方法 8參考文獻(xiàn) 10前言本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。請(qǐng)注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專(zhuān)利。本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)不承擔(dān)識(shí)別這些專(zhuān)利的責(zé)任。本文件由廣西壯族自治區(qū)氣象局提出。本文件由廣西氣象標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)委員會(huì)歸口。本文件起草單位：廣西壯族自治區(qū)氣候中心本文件主要起草人：何潔琳、李艷蘭、何如、黃卓、陳思蓉、周秀華、陳燕麗、謝敏、廖勝石、李妍君。氣候變化監(jiān)測(cè)和評(píng)價(jià)技術(shù)規(guī)范范圍本文件規(guī)定了氣候變化監(jiān)測(cè)和評(píng)價(jià)的主要指標(biāo)、基本資料和評(píng)價(jià)方法等技術(shù)要求。本文件適用于廣西行政區(qū)域內(nèi)開(kāi)展氣候變化事實(shí)的監(jiān)測(cè)、評(píng)價(jià)報(bào)告的編制及科研等工作。規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過(guò)文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對(duì)應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB/T33669極端降水監(jiān)測(cè)指標(biāo)GB/T34293極端低溫和降溫監(jiān)測(cè)指標(biāo)GB/T20481氣象干旱等級(jí)QX/T280極端高溫監(jiān)測(cè)指標(biāo)QX/T573氣候公報(bào)編寫(xiě)規(guī)范DB45/T2154影響和登陸廣西的熱帶氣旋術(shù)語(yǔ)和定義下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。氣候值climatenormals至少包括連續(xù)30年的要素累年平均值。[來(lái)源：GB/T34412—2017，3.2]

常年值climatologicalstandardnormals世界氣象組織規(guī)定的最近連續(xù)3個(gè)整年代的要素平均值。3個(gè)整年代通常指1981—2010年，1991—2020年，2001—2030年，以此類(lèi)推。[來(lái)源：GB/T34412—2017，3.3]

臨時(shí)氣候值provisionclimatenormals不滿足標(biāo)準(zhǔn)氣候值或氣候值的統(tǒng)計(jì)要求時(shí)，在該時(shí)段內(nèi)連續(xù)10年及其10年以上的氣象要素累年平均值。[來(lái)源：GB/T34412—2017，3.4]

年值yearlystatistic基于每年1—12月逐日資料計(jì)算的統(tǒng)計(jì)值。

距平值departure年值與常年值、或氣候值、或臨時(shí)氣候值的離差值。

極值extremum給定時(shí)段內(nèi)時(shí)間序列的最大或最小值。

汛期值statisticsforfloodseason基于4—9月逐日資料計(jì)算的統(tǒng)計(jì)值。

季節(jié)值statisticsforseason春、夏、秋、冬的統(tǒng)計(jì)值。春季為3—5月，夏季為6—8月，秋季為9—11月，冬季為12月至次年2月。

區(qū)域平均值regionalaverage給定區(qū)域所有觀測(cè)站點(diǎn)或格點(diǎn)數(shù)據(jù)的平均值。

氣候系統(tǒng)climatesystem由大氣圈、水圈、生物圈、冰凍圈和巖石圈五個(gè)部分組成的，可產(chǎn)生物質(zhì)和能量交換的緊密聯(lián)系的開(kāi)放系統(tǒng)。

氣候變化climatechange氣候值、臨時(shí)氣候值或距平值發(fā)生了統(tǒng)計(jì)意義上的顯著變化。基本資料要求時(shí)間尺度通常達(dá)到30年及以上時(shí)間長(zhǎng)度的長(zhǎng)序列資料。若無(wú)法達(dá)到，至少10年及以上時(shí)間尺度。規(guī)范性觀測(cè)站點(diǎn)和觀測(cè)內(nèi)容符合國(guó)家、行業(yè)、地方標(biāo)準(zhǔn)或行業(yè)規(guī)定。有效性資料具有代表性、準(zhǔn)確性、比較性和均一性。監(jiān)測(cè)和評(píng)價(jià)要求監(jiān)測(cè)內(nèi)容可全面反映區(qū)域內(nèi)氣候系統(tǒng)各圈層發(fā)生氣候變化的要素指標(biāo)。由于廣西氣候特點(diǎn)及以及考慮巖石圈的穩(wěn)定性，指標(biāo)不考慮冰凍圈和巖石圈。區(qū)域氣候特點(diǎn)不同，選取的指標(biāo)可不同，側(cè)重反映區(qū)域的氣候和生態(tài)特點(diǎn)。監(jiān)測(cè)指標(biāo)大氣圈指標(biāo)包括氣候要素指標(biāo)和天氣氣候事件指標(biāo)，見(jiàn)附錄A表A.1。根據(jù)需要可適當(dāng)補(bǔ)充指標(biāo)。氣候要素指標(biāo)指氣溫、降水、日照、相對(duì)濕度、風(fēng)等氣象觀測(cè)要素的各類(lèi)統(tǒng)計(jì)值，統(tǒng)計(jì)值見(jiàn)本文件3.1—3.9，下同。天氣氣候事件指標(biāo)指大氣圈內(nèi)發(fā)生的天氣氣候事件，包括強(qiáng)降水、高溫、低溫、干旱、熱帶氣旋等事件的各類(lèi)統(tǒng)計(jì)值。各指標(biāo)中，活動(dòng)積溫根據(jù)需要統(tǒng)計(jì)日最低氣溫超過(guò)一定溫度值的累計(jì)值；極端降水監(jiān)測(cè)指標(biāo)按GB/T33669規(guī)定的方法確定；高溫和極端高溫指標(biāo)按QX/T280規(guī)定的方法確定；極端低溫監(jiān)測(cè)指標(biāo)按GB/T34293規(guī)定的方法確定；氣象干旱等級(jí)按GB/T20481確定；影響廣西的熱帶氣旋按DB45/T2154確定。低溫日數(shù)指日最低氣溫小于等于5℃的日數(shù)；熱夜指日最低氣溫大于等于28℃的日數(shù)。水圈指標(biāo)海洋和江河湖泊觀測(cè)指標(biāo)，含海溫、海平面高度、地表水資源量、湖泊水體面積和水位等各類(lèi)統(tǒng)計(jì)值。見(jiàn)附錄A表A.2，根據(jù)需要可適當(dāng)補(bǔ)充監(jiān)測(cè)指標(biāo)。北部灣海域選取范圍為105°E～110°E,17°N～22°N。生物圈指標(biāo)地表溫度、土壤濕度、物候、陸地植被等觀測(cè)要素的各類(lèi)統(tǒng)計(jì)值。見(jiàn)附錄A表A.3，根據(jù)需要可適當(dāng)補(bǔ)充監(jiān)測(cè)指標(biāo)。評(píng)價(jià)內(nèi)容和方法評(píng)價(jià)包括時(shí)間序列分析和空間分析，以時(shí)間序列分析為主。統(tǒng)計(jì)各圈層監(jiān)測(cè)指標(biāo)，包括氣候值或臨時(shí)氣候值、常年值、季節(jié)值、汛期值、年值、距平值和極值等，根據(jù)需要選擇合適的統(tǒng)計(jì)值，建立符合時(shí)間尺度要求的長(zhǎng)時(shí)間序列；若區(qū)域內(nèi)有多點(diǎn)觀測(cè)值，可形成空間分布序列。根據(jù)時(shí)間序列和空間分布分析、評(píng)述各圈層指標(biāo)的氣候特征、長(zhǎng)期趨勢(shì)變化特征、要素變化幅度及其發(fā)生時(shí)段或地區(qū)。根據(jù)線性?xún)A向估計(jì)、低頻波動(dòng)、滑動(dòng)平均、譜分析、小波分析等統(tǒng)計(jì)方法判斷要素指標(biāo)的氣候變化趨勢(shì)或周期變化規(guī)律。常用氣候變化趨勢(shì)檢驗(yàn)方法見(jiàn)附錄B。常用時(shí)間序列周期規(guī)律分析方法見(jiàn)附錄C。評(píng)價(jià)結(jié)論大氣圈氣溫、降水量、日照時(shí)數(shù)的評(píng)價(jià)等級(jí)參照QXT573，附錄B，給出給出監(jiān)測(cè)指標(biāo)的評(píng)價(jià)年值屬于正常或偏多（少）、偏高（低）、或異常偏高（低）的評(píng)價(jià)結(jié)論。其余圈層要素可給出距平值偏離幅度和偏離方向的評(píng)價(jià)結(jié)論。根據(jù)各圈層監(jiān)測(cè)指標(biāo)的氣候變化趨勢(shì)顯著性統(tǒng)計(jì)分析，給出某指標(biāo)是否發(fā)生氣候變化的評(píng)價(jià)結(jié)論。若發(fā)生氣候變化，應(yīng)陳述發(fā)生的變化是增多（大）或減少（小），以何種速率發(fā)生變化；若未發(fā)生氣候變化，則陳述監(jiān)測(cè)指標(biāo)序列變化的周期波動(dòng)、年際、年代變化等特征。

（規(guī)范性）

氣候系統(tǒng)各圈層監(jiān)測(cè)指標(biāo)大氣圈監(jiān)測(cè)指標(biāo)大氣圈的氣候要素和天氣氣候事件監(jiān)測(cè)指標(biāo)見(jiàn)表A.1。大氣圈監(jiān)測(cè)要素指標(biāo)指標(biāo)層要素單位名稱(chēng)（符號(hào)）說(shuō)明地表氣溫平均氣溫?cái)z氏度（℃）必選最高氣溫?cái)z氏度（℃）必選最低氣溫?cái)z氏度（℃）必選高層大氣溫度對(duì)流層低層850hPa氣溫?cái)z氏度（℃）可選對(duì)流層頂100hpPa或200hPa氣溫?cái)z氏度（℃）可選降水降水量毫米（mm）必選降水日數(shù)天（d）可選其他相對(duì)濕度百分率（%）必選風(fēng)速m/s必選日照時(shí)數(shù)h必選活動(dòng)積溫?cái)z氏度（℃）可選天氣氣候事件暴雨日數(shù)d必選最大日降水量毫米（mm）可選極端降水站次站?日可選影響熱帶氣旋個(gè)數(shù)個(gè)可選影響熱帶氣旋強(qiáng)度hPa可選高溫日數(shù)天（d）必選熱夜數(shù)天（d）可選極端高溫站次站?日可選低溫日數(shù)天（d）必選極端低溫站次站?日可選各等級(jí)氣象干旱日數(shù)天（d）可選干旱面積平方公里（km2）可選水圈監(jiān)測(cè)指標(biāo)水圈要素監(jiān)測(cè)指標(biāo)見(jiàn)表A.2。水圈要素監(jiān)測(cè)指標(biāo)a指標(biāo)層要素單位名稱(chēng)（符號(hào)）說(shuō)明北部灣海域海平面高度毫米（mm）可選海表溫度攝氏度（℃）可選陸地水地表水資源量?jī)|立方米（108×m3）必選地下水資源量?jī)|立方米（108×m3）可選江河徑流深毫米（mm）可選湖泊水體面積平方公里（km2）可選湖泊水位米（m）可選海平面高度的常年值遵循海洋行業(yè)規(guī)范生物圈監(jiān)測(cè)指標(biāo)生物圈要素監(jiān)測(cè)指標(biāo)見(jiàn)表A.3。生物圈要素監(jiān)測(cè)指標(biāo)指標(biāo)層要素單位名稱(chēng)（符號(hào)）說(shuō)明地溫0cm\10cm\40cm地溫?cái)z氏度（℃）必選土壤相對(duì)濕度10cm\30cm\50cm土壤相對(duì)濕度百分率（%）可選物候植物活動(dòng)和發(fā)育期日期（月-日）苦楝樹(shù)開(kāi)花期、落葉期。可選動(dòng)物活動(dòng)期日期（月-日）家燕始見(jiàn)期、絕見(jiàn)期?？蛇x植被植被指數(shù)/可選植被覆蓋率百分率（%）可選

（資料性）

常用氣候變化趨勢(shì)檢驗(yàn)方法線性?xún)A向分析用xi表示樣本量為n的某一氣候變量，用ti表示xi所對(duì)應(yīng)的時(shí)間，建立x xi=a+bti式中：a——回歸常數(shù)；b——傾向系數(shù)。利用傾向系數(shù)b與相關(guān)系數(shù)之間的關(guān)系，求出時(shí)間ti與變量xi之間的相關(guān)系數(shù)r。分析傾向系數(shù)b和相關(guān)系數(shù)r。當(dāng)傾向系數(shù)b＞0時(shí)，表示隨時(shí)間t的增加x呈上升趨勢(shì)；當(dāng)b＜0時(shí)，表示隨時(shí)間t的增加x呈下降趨勢(shì)。確定顯著性水平α，若r＞ra，表明x隨時(shí)間t的變化趨勢(shì)在α滑動(dòng)平均分析滑動(dòng)平均是用確定時(shí)間序列的平滑值來(lái)顯示變化趨勢(shì)。對(duì)樣本量為n的序列x，其滑動(dòng)平均序列表示為： xj=1ki=1kxi+j?1式中：k——滑動(dòng)長(zhǎng)度；n個(gè)數(shù)據(jù)可以得到n-k+1個(gè)平滑值。分析時(shí)從滑動(dòng)平均序列曲線有幾次波動(dòng)，呈上升還是下降趨勢(shì)來(lái)判斷變化趨勢(shì)。對(duì)滑動(dòng)平均序列xi進(jìn)行趨勢(shì)顯著性檢驗(yàn)，在i時(shí)刻，i=1，2，…，n當(dāng)xj＞xi（j=i+1，…，n否則計(jì)算統(tǒng)計(jì)量 z=4i=1n?1rin(n?1)?1式中：ri——i時(shí)刻以后的數(shù)值xi，j=i+1，…，n為給定顯著性水平α，若Z＞Zα，則認(rèn)為變化趨勢(shì)在α

（資料性）

常用時(shí)間序列周期分析方法功率譜分析功率譜分析是以傅里葉變化為基礎(chǔ)的頻域分析方法，將時(shí)間序列的總能量分解到不同頻率上的分量，根據(jù)不同頻率的波的方差貢獻(xiàn)診斷出序列的主要周期，從而確定出周期的主要頻率，即序列隱含的顯著周期。主要計(jì)算步驟如下：據(jù)公式（C.4）計(jì)算自相關(guān)系數(shù)。對(duì)一時(shí)間序列xt，最大滯后時(shí)間長(zhǎng)度為m的自相關(guān)系數(shù)r（j），j=0，1，2，…，m如下： rj=1n?jt=1n?jxt據(jù)公式（C.5）計(jì)算不同波數(shù)k的粗譜估計(jì)值。 s0=12mr0+r(m)+據(jù)公式（C.6）計(jì)算平滑譜估計(jì)值。 s0=0.5s0+0.5s1s確定周期。周期值Tk與波數(shù)k的關(guān)系如下： Tk=2mk (C.seqfulu_equation_133155431682912874式中：x——序列的均值；S——為序列的標(biāo)準(zhǔn)差。Sk——為不同波數(shù)的功率譜值，k=0，1，…，m；最大滯后長(zhǎng)度m一般取為n/3～n/10。利用標(biāo)準(zhǔn)譜對(duì)譜估計(jì)作顯著性檢驗(yàn)。如果序列的滯后自相關(guān)系數(shù)r（1）為較大正值時(shí)，表明序列具有持續(xù)性，用紅噪音標(biāo)準(zhǔn)譜檢驗(yàn)。若r（1）接近0或?yàn)樨?fù)值時(shí)，表明序列無(wú)持續(xù)性，用白噪音標(biāo)準(zhǔn)譜檢驗(yàn)。將功率譜估計(jì)和標(biāo)準(zhǔn)譜繪成曲線圖，根據(jù)繪出的曲線確定序列的顯著周期。首先看功率譜估計(jì)曲線的峰點(diǎn)是否超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)譜，若超過(guò)則說(shuō)明峰點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的周期是顯著的。這一周期是序列存在的第一顯著周期。再?gòu)膱D上找次峰點(diǎn)，再次峰點(diǎn)…看其是否超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)譜，從中找出第二、第三…顯著周期。

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