GB/T 33669-2017 极端降水监测指标

　　ICS 07 . 060 A 47

　　中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准

　　GB/T 33669—2017

　　极端降水监测指标

　　Monitoringindicesofprecipitationextremes

　　2017-05-12 发布 2017-12-01 实施

　　中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中 国 国 家 标 准 化 管 理 委 员 会

　　发

　　布

　　GB/T 33669—20 17

　　GB/T 33669—20 17

　　前 言

　　本标准按照 GB/T 1 . 1—2009 给出的规则起草。

　　本标准由中国气象局提出。

　　本标准由全国气候与气候变化标准化技术委员会(SAC/TC 540)归口 。

　　本标准起草单位：国家气候中心。

　　本标准主要起草人：邹旭恺、高荣、王遵娅、陈鲜艳。

　　GB/T 33669—20 17

　　极端降水监测指标

　　1 范围

　　本标准规定了单站日降水极端监测指标及其计算方法。

　　本标准适用于极端降水监测、评估和服务工作。

　　2 术语和定义

　　下列术语和定义适用于本文件。

　　2.1

　　降水量 precipitationamount

　　某一时段内的未经蒸发、渗透、流失的降水，在水平面上积累的深度。

　　2.2

　　气候标准期 climatenormalperiod

　　用于计算气象要素的多年平均值的最近三个连续整年代。

　　示例：如 1981 年—2010 年为 2011 年—2020 年所使用的气候标准期。

　　2.3

　　百分位数 percentile

　　将一组数据从小到大排序，并计算相应的累计百分位，某一百分位所对应数据的值即为这一百分位的百分位数。

　　2.4

　　极端阈值 extremethresholdvalue

　　某统计量达到极端状况的临界值。 极端降水采用第 95 百分位数作为极端阈值。

　　2.5

　　极值 extremum

　　某一时间段内统计量或监测指标的最大值或最小值。

　　2.6

　　连续降水 consecutiveprecipitation

　　连续多 日(大于或等于 2 天)日降水量大于或等于 0 . 1 mm 的现象。

　　2.7

　　连续降水日数 consecutivedaysofprecipitation

　　日降水量大于或等于 0 . 1 mm 的连续降水总 日数。

　　2.8

　　连续降水量 consecutiveprecipitationamounts

　　连续降水日数内的累计降水量。

　　2.9

　　重现期 returnperiod

　　统计量的特定值重复出现的时间间隔，以年计。

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　　3 监测指标

　　3 . 1 极端日 降水量

　　大于或等于日降水量极端阈值的 日降水量。

　　3 . 2 极端连续降水日数

　　大于或等于连续降水日数极端阈值的连续降水日数。

　　3 . 3 极端连续降水量

　　大于或等于连续降水量极端阈值的连续降水累计量。

　　3 . 4 极端降水重现期

　　大于或等于极端降水重现期阈值的极端降水指标的重现期。

　　4 资料与计算方法

　　4 . 1 使用资料

　　日降水量观测资料(统计时段使用北京时间 20 时—20 时或 08 时—08 时)。

　　4 . 2 计算方法

　　4 . 2 . 1 降水极端阈值的确定

　　采用百分位数确定降水极端阈值，即取气候标准期(如 1981 年—2010 年)内某降水指标每年的极值和次极值，构建一个包含 60 个样本的序列;对序列从小到大进行排序，取第 95 百分位数作为偏多(大)的降水极端阈值，大于或等于该阈值的事件为极端偏多(大)事件。

　　4 . 2 . 2 极端降水重现期的计算方法

　　采用广义极值分布(GEV)理论概率模型计算各极端降水指标的重现期，方法见附录 A。

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　　附 录 A

　　(规范性附录)

　　广义极值分布(GEV)方法

　　A.1 广义极值分布

　　在气象概率统计中常用 Gumbel、Fréchet 和 Weibull 三种极值分布函数对气候要素的极值进行拟合，这三种分布模型可写成一个通式，即具有三参数的极值分布函数，称为广义极值分布(GEV) ,它的理论分布函数见式(A. 1) :

　　烄F = exp k ≠ 0 ……………………( A.1 )

　　其中，y 见式(A. 2) :

　　y ……………………( A.2 )

　　式中：

　　X — 随机变量;

　　α —尺度参数;

　　β —位置参数;

　　k —形状参数。

　　当 k≠0 时，GEV分布函数见式(A. 3) :

　　F = exp ……………………( A.3 )

　　其中，当 k<0 时服从 Fréchet分布，而 k>0 时服从 Weibull分布。

　　当 k=0 时服从 Gumbel分布，见式(A.4) :

　　F ……………………( A.4 )

　　A.2 利用广义极值分布函数计算重现期

　　对于重现期 T 的分位数XT，有分布函数，见式(A. 5) :

　　F ……………………( A.5 )

　　由此可解得相应的分位数 XT 见式(A. 6) :

　　式中：

　　T— 重现期。

　　GB/T 33669—20 17

　　参 考 文 献

　　[1] GB/T 28592—2012 降水量等级

　　[2] QX/ T 52—2007 地面气象观测规范 第 8 部分：降水观测

　　[3] 丁裕国，江志红.极端气候研究方法导论[M] . 北京：气象出版社.2009

　　[4] 史道济.实用极值统计方法[M] . 天津：天津科学技术出版社.2005

　　[5] 高荣，邹旭恺，王遵娅，张强等.中国极端天气气候事件图集[M] . 北京：气象出版社.2012

　　[6] Alexander LV et al. Global observed changes in daily climatic extremes of temperature and precipitation. J Geophys Res , 2006 , 111 : D05109. doi : 10.1020/2005JD006290

　　[7] Jones PD, Horton EB, Folland CK, et al. The use of indices to identify changes in climatic extremes. Climatic Change, 1999 , 42 , 131-149

　　[8] Zhai P. , Zhang X, .Wan H , Pan X. Trends in Total Precipitation and Frequency of Daily Precipitation Extremes over China, J. Climat. , 2005,18(7) , 1096-1108

　　[9] Zhang, X. , Alexander, L. , Hegerl, G. C. , et al. Indices for monitoring changes in extremes based on daily temperature and precipitation data. WIREs Clim Change, 2011 , 2 : 851-870. doi : 10 . 1002 / wcc. 147