累积的水)以毫米(mm)为单位。 因此,有非常广泛的文献提出了用于在不同时间尺度(小时,每小时,每日,每月)下降水分布的模型。 例如,用于建模正降水的最流行的分布可能是伽马分布[79],由于其灵活的形状,它通常也提供适合每月降水量的足够适合,但是伽马分布无法在高时间尺度上捕获大降雨特征,即累积的水)以毫米(mm)为单位。因此,有非常广泛的文献提出了用于在不同时间尺度(小时,每小时,每日,每月)下降水分布的模型。例如,用于建模正降水的最流行的分布可能是伽马分布[79],由于其灵活的形状,它通常也提供适合每月降水量的足够适合,但是伽马分布无法在高时间尺度上捕获大降雨特征,即每天和每日。建模降水及其聚集体提出了与其他天气变量(例如温度)相比的独特挑战。精确地捕获随着时间或空间的降水的聚集行为对于许多应用至关重要,包括洪水或干旱风险评估。这需要对适当的依赖模型进行典范或隐式规范,以在时空中结合边缘分布,在时间和空间中,不仅极端,而且中度和低降水值都会有助于极端聚集体。特定于降水的另一个方面是其间歇性,这意味着当考虑完整的观察序列时,可以观察到许多零值。这需要将概率分布视为阳性降水的连续成分的混合物,而在没有沉淀的情况下以零为零成分。虽然整个分布对于降水很重要,但它的极端尤其引起了人们的关注,因为它们通过雨水引起的洪水对人们的影响[38],农业[99]和基础设施[85]。对局部极端的研究是极值分析[50,55]的重要早期应用,也是许多方法论发展的催化剂。的确,如果模型未正确指定,则将参数模型用于整个分布可能会导致尾部分位数估计值的显着偏差。因此,使用源自极值理论的模型来估计降水的尾矿[24,8,33]已成为普遍做法。本章回顾了用于研究极端降水的某些关键方面的统计方法,但没有任何声称是详尽的。第1.2节简要概述了典型的数据特征。第1.3节提出了单变量的概率分布,用于在极值和估计其参数的方法中建模可变性。然后,第1.4节演示了这些分布在代表不同持续时间和频率下的预提取强度或返回值时的应用。第1.5节说明了如何在空间上汇总信息以获得更有效的回报率估计值。上述部分中的方法假设极端降水事件是独立的,并且分布相同。但是,有多种原因认为事实并非如此。例如,季节性和空间模式以及气候变化可能引起非组织性。第1.6节回顾了各种检测和建模非组织降水极端的方法。最后一节是一个讨论,介绍了随机发生器的概念,并阐述了为模拟目的建模极端降雨的重要性。
1 CNRM,de toulouseUniversitéde toulouse,Météo -France,CNRS,Toulouse,法国,2 Laboratoire Alterato Milieux Milieux观察时代人/Institut Pierre Simon Laplace(IPSL) (DWD),德国奥登巴赫,4大气与气候科学研究所,苏黎世,苏黎世,瑞士,瑞士5 Wyss自然学院,伯恩大学,伯恩大学,瑞士6气候与环境物理,物理学,物理学,物理学研究所,伯恩,伯恩,伯恩,伯恩,伯尔尼,贝尔特,贝尔特,贝尔特,贝尔特,贝尔尼挪威奥斯陆气象学院,9卡尔斯鲁希技术研究所(KIT),德国卡尔斯鲁希,德国10个气候服务中心(Gerics),Helmholtz -Zentrum thermholtrum thermhore gmbh,德国汉堡,德国,11个研究所,乔格尔(Josci),乔格(Ibgg -3)德国,英国埃克塞特市大都会办公室12号办公室,德国勃兰登堡技术大学大气进程主席13,德国科特布斯,德国科特布斯,荷兰皇家气象研究所(KNMI)14号,荷兰,荷兰15 Fondazione Centro -Meditertro -Mediterraneo suiiii camcaty climcicali climccy climccy climccy climccy, Abdus Salam国际理论物理中心(ICTP),意大利Trieste,17 Faculdade deCiências,Instituto dom Luiz Instituto dom Luiz,Lisboa大学,里斯本,里斯本,葡萄牙,CESR 18 CESR(环境系统研究中心)
研究区域:位于西非和中部非洲北部的数据扫描盆地。研究重点:多次研究表明,全球栅格降水数据集可以为撒哈拉以南非洲的观察到的数据缺乏替代方案。这项工作评估了15个基于卫星降雨前的封闭前数据集(Arc v.2,Chirp v.2,Chirps v.2,Persiann-CDR,MSWEP v2.2和Tamsat V2.2和Tamsat V3),Reanalission,Reanalission,ERA5,JRA-55,JRA-55,Merra-2 Adj,Merra-2 Prectot,Merra-2 Prectot,Merra-2 Prectot,Merra-2 prectotcort and toctor and toctor and tho测量值(CPC V.1,CRU TS v.4.00和GPCC V.7)以及基于空间接近的区域估计方法,用于简单的每月水平衡模型GR2M的参数。基于分式样本的海上时间验证方案中的克林 - 古普塔效率评分评估了GR2M模型的区域模拟。该地区的新水文见解:结果表明,在所有降水产品中,Chirps是每月时间段的西部和中非水文建模最有效的。此外,排名前五的产品包括WFDEI-CRU,CRU,WFDEI-GPCC和GPCC。总体而言,区域水文建模对小于80,000 km 2的盆地更有效。通过空间接近度进行区域化的方法会导致各种降水产物再现排放的能力的总体下降,最值得注意的是使用WFDEI-GPCC和GPCC。chir仍然是最好的产品。
全球气候变化对陆地生态系统功能影响巨大,降水模式的波动范围从极端干旱到不适应这些条件的生态系统中的高强度降雨事件。同时,生态系统功能受到生物多样性迅速丧失的威胁(Tilman 等人,2012 年)。气候变化和生物多样性对生态系统功能产生复合影响的可能性凸显了同时考虑这两个因素的必要性。通过更好地了解生物多样性和气候变化对生态系统过程的潜在机制介质,可以更好地预测此类影响。大量研究表明土壤微生物在生态系统功能( Austin 等人, 2014 ; Dubey 等人, 2019 ; Podzikowski 等人, 2024 )和生物多样性维持( Van Der Heijden 等人, 2008 ; Bever 等人, 2015 )中发挥着关键作用,因此很可能成为调节生物多样性和气候变化对生态系统功能的联合影响的候选者。因此,了解土壤微生物组(包括功能不同的微生物群)如何应对气候扰动以及植物多样性和组成的变化至关重要。土壤微生物组已被证明对降水变化高度敏感( Barnard 等人, 2013 ; Engelhardt 等人, 2018 )。研究表明,细菌和真菌(包括真菌病原体(Coulhoun,1973 年;Talley 等人,2002 年;Delavaux 等人,2021 年 a)和丛枝菌根 (AM) 真菌(House and Bever,2018 年)和卵菌(Van West 等人,2003 年;Delavaux 等人,2021 年 a))的丰富度、丰度和组成会随着降水量的变化而变化。虽然细菌和真菌都对降水量的增加作出反应,但研究发现真菌比细菌更能耐受干旱条件(Barnard 等人,2013 年;Engelhardt 等人,2018 年)。同时,一些真菌病原体(例如锈病,Froelich 和 Snow,1986;根腐病 Wyka 等人,2018;Bevacqua 等人,2023)和腐生菌(Delavaux 等人,2021a)被发现在较潮湿的条件下繁殖。此外,陆生卵菌通常是植物病原体,它们在较潮湿的条件下多样性增加(Delavaux 等人,2021a),这可能是它们依赖水的生命周期所预期的(Thines,2018)。因此,这些对降水的不同反应对于微生物组对植物群落的反馈具有重大影响,例如在干旱条件下对 AM 真菌伙伴的依赖增加( Stahl 和 Smith,1984 ; Schultz 等人,2001 ; Auge,2001 ; Marulanda 等人,2003 )以及在潮湿条件下病原体的影响可能更大。因此,确定功能和分类学上不同的土壤微生物群对重大降水变化的相对敏感性,对于理解微生物组驱动的功能如何随着干旱期延长和降雨期加剧而发生变化至关重要。迄今为止,还没有研究测量过微生物功能群对降水实验性改变的广度。土壤微生物组对植物群落组成也高度敏感。植物物种丰富度的提高可以增加微生物多样性(Lamb 等人,2011 年;Burrill 等人,2023 年),因为植物物种的微生物组通常因根系结构(Saleem 等人,2018 年)、根系
在全球范围内,冬季温度正在上升,积雪正在缩小或完全消失。div>以前的研究和发表的文献综述,尚不清楚全球生物群落是否会在冬季温度和降水中跨越重要的阈值,从而导致重大的生态变化。在这里,我们将广泛使用的Köppen-Geiger气候分类系统与最糟糕的案例结合了全球每月温度和降水的预计变化,以说明到本世纪末,跨地球的多个气候区如何体验到冬季条件。然后,我们检查这些变化如何影响相应生物群落内的生态系统。我们的分析表明,在北极,北方和凉爽的温带区域中,极度冷(<-20°C)的潜在普遍损失。我们还表明了温度温度和旱地地区的冰冻温度可能消失(<0°C)和大幅下降。
。cc-by-nc 4.0国际许可(未获得同行评审证明),他授予Biorxiv授予Biorxiv的许可,以永久显示预印本。它是此预印本版本的版权持有人,该版本发布于2025年2月7日。 https://doi.org/10.1101/2025.02.03.636077 doi:Biorxiv Preprint
了解美国大平原(USGP)的氢化气候极端(USGP)对于有效的水资源管理,农业系统的弹性以及缓解气候变化影响至关重要。这项研究研究了USGP中的氢化气候状况的改变,重点是使用网格的Prism气候数据集中的降水数据,过去119年(1904- 2022)在过去119年(1904-2022)中的年度降水趋势和极端。我们将年度降水总数分为六类的氢化气候极端:(1)孤立的湿极端,(2)孤立的干燥极端,((3)干燥的重复极端极端极端,(4)(4)潮湿到湿的重复反复出现的极端极端,(5)(5)干燥的旋转鞭打极端的极端极端,以及(6)湿至湿的鞭打般的鞭打极端极端。“重复出现”和“鞭打”都是化合物极端的类型。为了评估棱镜数据的准确性,我们首先将年度Prism降水总数与整个地区的气象站进行了比较。我们发现在257个站中251个站点的相关性(R²≥0.75),几乎没有整体偏见,这表明棱镜数据对于年度降水动力学的区域尺度表征可靠。从年度降水量总计,我们观察到东部和北USGP的大部分趋势都显着增加。从氢化气候的极端情况下,我们观察到,孤立的湿和干燥极端物往往在USGP上分布相当均匀,而化合物极端却显示出更为明显的空间模式。这些发现对美国大平原的水资源管理和农业系统具有重要意义,强调了需要适应不断变化的氢化气候条件的自适应策略。干燥的重复极端极端,而潮湿潮湿的重复极端极端在明尼苏达州,爱荷华州,内布拉斯加州,内布拉斯加州和北达科他州北达科他州 - 南达科他州边境地区。
高分辨率降水数据对于现代水文和建筑物湿润性能模型至关重要。在澳大利亚,历史观察结果不足,因为半小时的录音仅取代了2000年代初的许多电台的每日观察。此外,现有的机器学习方法仅限于生成小时时间序列数据。本文使用长期短期记忆将每日降水观察结果分为半小时的时间间隔。该模型利用时间依赖性和小时的天气测量值。我们的结果是基于澳大利亚五个气候区域的站点,表明该模型e FF概述地保留了关键的半小时降水统计数据,包括方差以及半小时湿的半小时的数量和分布。当汇总到每小时间隔时,我们的模型在大多数指标中都优于其他模型。
这项工作探讨了孟加拉国降水模式的详细研究,特别着重于使用马尔可夫链在六个沿海城市进行年度降雨变化。为了创建具有四个不同降水状态的强大马尔可夫链模型,并提供了对这些状态之间过渡概率的洞察力,该研究将历史降雨数据整合到了近三十年(1994- 2023年)。为选定数量的沿海电台计算了固定测试统计量(χ²),并使用此历史数据预测了不同降雨状态之间的过渡概率。发现的结果表明,测试统计量的观察值χ²对所有沿海站都很重要,表明可靠的模型拟合。这些结果强调了了解降水模式的时间演变的重要性,这对于该地区的有效水资源管理,农业规划和灾难准备至关重要。该研究强调了降雨模式的动态性质以及自适应策略减轻气候变化影响的必要性。此外,这项研究强调了气候研究的相互联系,以及增强数据收集方法和国际协作的关键需求,以弥合有关气候变异性知识差距的差距。通过参考有关气候变化,极端降雨事件以及降水模式变化的全面学术著作,该研究详细概述了该领域当前的研究景观。总而言之,这项研究不仅有助于理解孟加拉国沿海城市的降水动态,而且还为参与参与气候适应和韧性计划的政策制定者和利益相关者提供了宝贵的见解。马尔可夫链模型与广泛的历史数据集的集成是预测未来降雨趋势并制定知情策略的强大工具,以应对改变降水模式所带来的挑战。
摘要由于气候变化的效果不断升级,可用的水资源处于风险状态。气候变化估计和预测。降水量和强度的变化对环境体系如何应对人类受影响的气候变化有重大影响,尤其是在阿曼的苏丹国中,这有很长的历史。为了预见2022 - 2050年的降水量,本研究使用社区气候系统模型版本4(CCSM4)与2006 - 2022年阿曼的历史记录记录的降水模式相比,预测未来的气候变化。本研究的目的是确定是否可以使用气候变化情景来预测降水量。这项研究阐明了未来的降水模式,就气候变化对局部降水量的影响而言。此外,这些发现将支持该国的决策者在管理和减轻该国当前的水资源以减少气候变化的影响方面的决策。