摘要。极端事件在世界范围内广泛研究,因为它们对许多社会,尤其是流浪者的主要影响。这些事件通常是根据降水量或温度极端指数研究的,这些指数通常不适合受雪融化造成的流量影响的区域。雪指数上的降雨已被广泛使用,但它忽略了只有雨的事件,这些事件预计将来会更加频繁。在这项研究中,我们确定了一个新的冬季化合物指数,并评估了大湖区这些事件的大气大气循环的过去和未来演变。使用加拿大区域气候模型大型连接(CRCM5-le)的温度和降水预测该指数的未来演变。这些气候数据被用作降水径流建模系统(PRMS)水文模型的输入,以模拟安大略省南部三个流域中高流量的未来演变。我们还使用了北美东北部的五次复发大气循环模式,并确定了它们如何控制新创建的索引和高流量的过去和未来变异性。结果表明,每日降水高于10 mm,温度高于5℃是在这三个流域中产生高流量的必要历史条件。在历史时期,这些大雨和温暖的事件的发生以及高流量与两个主要模式相关,其特征是以Z 500异常为中心,以东部大湖区(HP政权)和大西洋(南大西洋)(南方政权)(南政权)。在不久的将来,这些水文学极端事件仍将与相同的大气模式有关。该指数的未来演变将由气候系统的内部变异性调节,因为东海岸的Z 500较高将扩大事件数量的增加,尤其是温暖的事件。将来,随着积雪减少和雨水成为高流量产生的主要组成部分,极端天气指数和高流量之间的关系将在未来进行修改。这项研究显示了CRCM5-LE数据集在加拿大东部模拟水文极端事件中的价值,并更好地了解与气候内部变异性相关的不确定性。
气候模型旨在尽可能紧密地表示气候组件的统计特性,包括极端的事件,这些事件可能较少可用。这是由于人为强迫而导致的动态变化的基本要求。为了评估模型如何匹配观测值,我们需要能够选择,处理和评估气候组件的相关动力学特征的算法。必须对大型数据集有效地重申这一点,例如耦合模型对比项目6(CMIP6)发行的数据集。在这项工作中,我们使用潜在的Dirichlet分配(LDA),这是一种最初设计用于自然语言处理的统计软聚类方法,从海平面压力数据中提取天气模式,并评估CMIP6气候模型的动力学与ERA的动力学的近距离,无论是在总体情况下以及在极端温度事件的情况下,均与ERA 5 rean分析。
北大西洋喷气流强烈影响西北欧洲的天气,并在确定北大西洋大气循环指数(如北大西洋振荡(NAO),东大西洋(EA)模式)和斯堪的纳维亚(SCA)模式的强度和迹象中发挥了重要作用; the anomalous weather pat- terns of a particular season can be described by the inter- play of these modes of variability (Hall & Hanna, 2018 ).最近的极端季节的特征是不同的喷气流配置,喷气强度和位置与西北欧洲各地经验丰富的极端天气条件(例如,在温度和降水量)之间有着密切的联系(Hall&Hanna,2018年)。极端的季节性天气在避免风险方面具有重要的社会经济影响,其成本对保险业(例如,2013/14年冬季英国的15亿英镑(Davies,2014年))对农业,粮食安全,能源供应,公共健康/公共卫生/福祉和恶劣天气计划的影响。直到最近,北大西洋大气变异性很大程度上是由于不可预测的波动(Stephenson等,2000)。然而,动态季节性预测系统已被用来开发熟练的季节性预测,从未来几个月开始为英国冬季天气(Scaife等,2014)。这些喷气流变异性的驱动因素可以互相反对或加强,并且有迹象表明它们之间的相互作用(Hall等,2019)。喷射流变异性的驱动因素显示出季节性变化和喷气流变异性的独特驱动因素在不同的海子中起作用。Many fac- tors (drivers) appear to influence the NAO and jet-stream changes, and these potential drivers can be broadly grouped into cryosphere effects from variations in sea-ice extent and snow cover, oceanic effects from North Atlan- tic sea-surface temperatures (SST), tropical influences such as the El-Niño Southern Oscillation (ENSO), and stratospheric effects due to stratospheric circulation vari- ability, solar variability, volcanic eruptions and the Quasi-Biennial Oscillation (QBO) (Hall et al., 2015 ).除了这些可识别的驱动因素外,由于混乱的内部动力学过程,北大西洋喷气机的一部分的特征是内部未强制性的可变性驱动的(Kushnir等,2006; Lorenz,1963)。现在已经达成共识,即在气候模型中可以再现了一些观察到的驱动因素,但对最近确定的北大西洋地区驱动器的驱动因素的理解提高了,这对于在英国季节性气候预测中取得进展至关重要(Hall等人,2015年,2015年)。The focus of government-funded research is on dynami- cal forecast systems; however, such forecasts are not always