無論歷史還是現(xiàn)在，極端氣候事件如洪水和干旱對人類社會以及生態(tài)環(huán)境造成了巨大的負(fù)面影響。在我國西南地區(qū)，由于其特殊的地質(zhì)和社會經(jīng)濟(jì)條件（如人口密度大、經(jīng)濟(jì)落后、地形復(fù)雜等），對氣候變化具有高度的敏感性。另外，西南地區(qū)也是旱澇災(zāi)害多發(fā)地區(qū)，特別是2009/2010年干旱事件，造成4348萬公頃農(nóng)田欠收、5105萬人受災(zāi)、1609萬人口和1160萬牲畜飲水困難，并對當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)系統(tǒng)造成重大影響，直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)到190.2億元。更重要的是，歷史記錄資料表明，近年來西南地區(qū)發(fā)生旱澇災(zāi)害越來越頻繁，旱澇急轉(zhuǎn)或澇旱急轉(zhuǎn)現(xiàn)象屢屢發(fā)生，對生態(tài)系統(tǒng)和社會經(jīng)濟(jì)建設(shè)造成巨大影響。
圖1 西南地區(qū)十年一遇氣候事件強(qiáng)度分布及變化趨勢, (a) CDD10, (b) Rx510
顯然，了解極端氣候事件發(fā)生規(guī)律和風(fēng)險，對災(zāi)害防控、水利工程設(shè)計都非常重要。近幾十年來，國內(nèi)外學(xué)者也陸續(xù)關(guān)注了西南地區(qū)極端氣候事件（Climate extremes），但主要集中在氣候指標(biāo)的變化趨勢上，而且除個別指標(biāo)以外（如溫度、連續(xù)降雨天數(shù)等），并未發(fā)現(xiàn)顯著變化規(guī)律。然而，西南地區(qū)愈見頻繁的洪澇和旱災(zāi)說明當(dāng)?shù)匕l(fā)生極端氣候的風(fēng)險逐漸升高，因此，單純的分析不同氣候極值指標(biāo)的變化趨勢，并不能很好地表征極端氣候事件發(fā)生規(guī)律，而極端氣候事件發(fā)生的風(fēng)險或者概率非常重要。另外，氣候事件的變化往往是多個因素的耦合變化，因此，研究氣候事件的聯(lián)合發(fā)生風(fēng)險對了解極端氣候事件也具有重要意義。
中國科學(xué)院亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所生態(tài)水文組劉梅先博士在徐憲立研究員“中科院海外引進(jìn)杰出人才”項(xiàng)目的資助下，基于西南地區(qū)（云南、貴州、廣西）70多個站點(diǎn)1951年以來實(shí)測數(shù)據(jù)，利用概率模型、聯(lián)合概率模型（copula）以及MK檢驗(yàn)，分析了六個氣候極值（年降雨量（PT）、年降雨天數(shù)（RDs）、連續(xù)降雨天數(shù)（CWD）、最大5天降雨量（Rx5）、最大連續(xù)不降雨天數(shù)（CDD）以及大雨天數(shù)（R25，R > 25 mm/ day））的概率和聯(lián)合概率（copula）變化特征。研究發(fā)現(xiàn)，近60年以來，我國西南地區(qū)年降雨量以-11.4 mm/decade的速率下降，而極端氣候事件逐漸增強(qiáng)，在云南和廣西分別發(fā)生干旱和洪水的風(fēng)險較大。另外，西南地區(qū)氣候極值的變化規(guī)律具有明顯的地帶性特征（空間異質(zhì)性），廣西和貴州發(fā)生洪水的風(fēng)險升高，云南同年發(fā)生旱澇的風(fēng)險上升。同時，數(shù)據(jù)表明云南干旱強(qiáng)度逐漸降低，而廣西和貴州干旱強(qiáng)度逐漸升高，廣西和云南洪水強(qiáng)度逐年升高。
圖2 西南地區(qū)氣候事件聯(lián)合重現(xiàn)期分布及對應(yīng)變化趨勢, (a) T(CDD/Rx5: X>x and Y>y), (b) T(CDD/PT: X>x and Y<y)
這一研究成果發(fā)表在國際期刊Environmental Research Letters上（Liu, et al., Environ. Res. Lett. 9 (2014) 064002 (14pp)。