DB45T-气候变化监测评价技术规范编制说明

PAGE1广西地方标准《气候变化监测和评价技术规范》编制说明一、工作简况（一）任务来源2023年8月，根据《广西壮族自治区市场监督管理局关于下达2023年广西地方标准修订项目计划的通知》（桂市监函〔2023〕2257号），《气候变化监测和评价技术规范》列为2023年广西地方标准制定项目计划，项目编号为2023-1458，项目起止年限为2023年8月至2024年10月。（二）起草单位本文件起草单位为广西壮族自治区气候中心。（三）本文件主要起草人及其分工本标准主要起草人为：何洁琳、李艳兰、何如、黄卓、陈思蓉、周秀华、陈燕丽、谢敏、廖胜石、李妍君。其分工如下：何洁琳，广西壮族自治区气候中心，正高级工程师，第一起草人。全面主持标准的起草工作。负责编写标准制定工作方案、工作大纲以及标准制定的方法、原则，编制说明的编写。李艳兰，广西壮族自治区气候中心，正高级工程师，主要参加人。负责术语与定义部分的编写以及全文的校改。何如，广西壮族自治区气候中心，高级工程师，主要参加人。负责评价方法内容的编写和校改。黄卓，广西壮族自治区气候中心，高级工程师，主要参加人。高级工程师，负责资料和监测评价要求的编写和校改。陈思蓉、周秀华，广西壮族自治区气候中心，高级工程师，主要参加人。负责水圈监测指标的编写和校改。陈燕丽，广西气象科学研究所，正高级工程师，主要参加人。负责生态圈监测指标的编写和校改。谢敏、廖胜石，广西壮族自治区气候中心，高级工程师，主要参加人。负责大气圈部分监测指标的编写和校改。李妍君，广西壮族自治区气候中心，工程师，主要参加人。负责大气圈部分监测指标的编写和校改。制定标准的必要性和意义“坚持人与自然和谐共生”是习近平新时代中国特色社会主义思想中生态文明思想的核心。当前全球气候变暖导致的气候变化风险加剧，气候变化及其影响已经体现在社会经济发展和人民生活的方方面面，应对气候变化是生态文明建设的重要一节。广西气象部门作为应对气候变化工作的基础科技支撑部门，为贯彻执行广西“十四五”发展规划和《气象高质量发展纲要（2022—2035年）》，提高生态文明建设气象支撑和应对气候变化科技支撑能力，服务保障广西落实“双碳”目标，提出了全力提高全区气候变化监测、评估和预警能力的要求和工作实施方案。随着气候变化风险加剧，为应对气候变化，在开展各类重大规划、重大工程前，在各行业适应和减缓气候变化工作，都需要开展气候变化事实的监测评估工作，但当前广西乃至全国的气候变化监测和评价工作仍未建立一套完整的评价体系，仍未形成技术规范，不利于有效、规范、科学地开展广西及区内部分区域的气候变化监测和评估工作。为此，编制单位在前期实际科研和业务工作的基础上，编制适用于广西行政区域内的气候变化监测和评价技术规范，建设气候变化监测评价指标体系，为今后更好开展气候变化评估工作提供参考技术规范。三、主要起草过程（1）2023年8-9月，广西气候中心组织有关专家和技术人员，召开《气候变化监测和评价技术规范》地方标准制定启动会，成立标准编写小组，明确了目标和任务，确定了标准编写技术方案，进行了任务分工，制订了工作进度计划。（2）2023年10月-2024年3月，编制组按照审定后的编写工作大纲，细化编写工作方案，开展中国气象局和部分省（区）气候变化监测评价报告的调查研究和学习，组织起草标准初稿，形成标准征求意见初稿。（3）2023年4-6月，编制组在行业内部小范围开展修改意见征求，形成编制说明和提交的征求意见稿。四、制定标准的原则和依据（一）本文件编制原则本标准的编制遵循科学性、规范性、客观定量原则。（1）科学性根据联合国政府间气候变化专门委员会（IPCC）发布的气候变化科学基础评估报告及中国气候局变化中心编著发布的《中国气候变化蓝皮书》认可的关于气候系统定义、气候变化评估内容和方法为指导编制，即评估内容和指标具有国际认可的科学性。（2）规范性本标准遵循已有的气象观测和气候监测评价规范的行标、国标编制，从术语定义、资料要求、监测内容和指标、评价内容和方法、结论等几个层面规范，形成系统性监测评价指标体系和完整的评估技术规程，有利于指导气候变化事实监测评价的规范性开展。（3）全面客观性本标准中的监测评价指标体系涉及气候系统的大气、水和生物等圈层，监测和评价方法形成的评价结论定量化，具有全面、客观性，可为政府和各行业了解气候变化事实和开展相关研究提供有价值的科学基础信息。（二）主要依据（1）标准主要内容本标准主要内容包括适用范围、规范性引用文件、术语和定义、基本资料要求、监测和评价要求等。（2）主要依据本标准的主要编写依据有气象观测、气候监测评价的国家标准和气象行业标准，《GB/T34412-2017地面标准气候值统计方法》、《GB/T35221—2017地面气象观测规范总则》、《QXT573—2020气候公报编写规范》、《GBT20481-2017气象干旱等级》、《QXT302—2015极端低温监测指标》、《QXT280—2015极端高温监测指标》、《QXT303—2015极端降水监测指标》，《QX/T62-2007地面气象观测规范第18部分：月地面气象记录处理和报表编制》以及气候和气候变化、气象灾害影响评估和气候变化风险治理的相关论著。（三）与有关的现行法律、法规和强制性国家标准的关系本标准的制定没有引用国际和国外的同类标准。承诺本文件内容和各项指标不低于国家强制性标准。也没存在内容或某项指标低于推荐性国家标准的情况。本标准遵守国家宪法，遵守《中华人民共和国标准化法》、《中华人民共和国气象法》、《中华人民共和国港口法》等相关法律法规。在编制过程中参考了国家标准《GB/T23598—2009水资源公报编制规程》，行业标准《QX/T62—2007地面气象观测规范第18部分：月地面气象记录处理和报表编制》、《QX/T200—2013生态气象术语》、《SL/T247—2020水文资料整编规范》等。采用的相关技术符合国家强制性标准和推荐性标准的要求。本标准适用于开展海上客运航线气象服务工作。本标准文件与国内现行的法律、法规、政策及相关标准相一致，无冲突。五、主要条款的说明及主要技术指标、参数、试验验证的论述本标准为广西地方推荐性标准，规定了气候变化监测和评价的技术规范，主要内容包括适用范围、规范性引用文件、术语和定义、基本资料要求、监测和评价要求、附录等6个部分。（一）主要条款说明1.术语与定义为了明确认识，对气候变化相关的名词及监测和评估需要涉及的时间和空间统计术语进行了定义和解释说明。2.基本资料要求为了评价的科学性，可靠性，对参与评价资料的时间长度、规范性和有效性进行了规定。3.监测和评价要求规定了气候变化监测和评价的主要内容、监测指标、评价内容和方法及评价结论的相关技术要求，为气候变化事实的监测和评价工作提供技术指导。4.附录附录部分包括规范性附录A和资料性附录B及C，分别对气候系统的各圈层指标进行了详细说明，提供气候变化趋势和周期分析的常用技术方法，方便气候变化监测和评价业务的开展。（二）主要技术指标、参数的论述本文件是在充分理解IPCC气候变化科学评估报告、气候和气候变化、气象灾害影响评估和气候变化风险治理的相关论著基础上，在中国气象局气候变化中心编制的《中国气候变化蓝皮书》技术指导下，依据广西气象部门已经开展的气候变化监测业务工作经验，同时参考了北京、广东、四川、青海、安徽等省、市（自治区）的气候变化监测报告编制技术和规程来编制。第3章到第5章为文件的重要部分，下面对这几章内容进行详细论证说明。1、第3章“术语和定义”是进行气候变化评价的重要部分，包括“气候值、常年值、临时气候值、年值、距平值、极值、汛期值、季节值、区域平均值”的时间、空间统计术语，以及“气候变化”、“气候系统”的定义。通过明晰这些术语和定义，之后的监测指标和评价内容方法才能得到理解和具体执行。“气候值”和“临时气候值”分别来源于国标《GB/T34412—2017地面标准气候值统计方法》的定义3.2和3.4，说明了气候值的时间序列长度要求必须连续30年及以上，同时也注意到实际情况中有些监测指标不能达到时间长度标准的需求，提供了“临时气候值”的术语，规定了该值统计时间长度的要求；根据气候变化监测评价的时间间隔步长一般为年，因此定义为年平均统计值。“常年值”是气候评价常用的术语，即国标《GB/T34412—2017地面标准气候值统计方法》定义3.3标准气候值，是根据世界气象组织规定，指最近连续3个整年代的累年平均值，是气候变化监测评价的重要统计值。根据气候监测评价技术规范的要求，“距平值”定义为年值与常年值的离差值，也是气候变化监测评价的重要统计值之一，当无法取到常年值时，可用年值与气候值、年值与临时气候值的离差值代替。“极值”是针对气候变化监测评价的内容需要提出的定义，指给定时段内时间序列的最大或最小值。“汛期值、季节值、区域平均值”则分别是针对时空和广西本地气候特征需求定义的关于特殊时段、空间的统计值。这些统计值侧重关注季节变化、汛期变化和整个区域空间的平均变化。根据广西气候特征，一般认为广西的雨季主要发生在4—9月，因此“汛期值”定义为“4—9月逐日统计值”。季节值定义采用气象学的划分，3—5月为春季，6—8月为夏季，9—11月为秋季，12月至次年2月为冬季，季节值为对应月份的逐日统计值。“气候系统”定义参考了IPCC的气候变化评估报告、国内外对气候系统的认识和定义，所谓气候系统，是由包括大气圈、水圈、岩石圈、冰冻圈、生物圈五个圈层组成，气候变化是指气候系统发生的变化。“气候变化”的概念在不同需要时有不同理解，在时间尺度上气候变化可归为地质时期的气候变化（万年以上尺度）、历史时期的气候变化（万年内）和现代气候变化（1850年有器测气象记录以来的百年尺度），本文件主要是对现代气候变化进行评价的技术规范。在IPCC的评估报告中，“气候变化”是指“气候平均状态统计意义上的巨大变化或者持续较长一段时间（典型的为10年或更长）”的气候变动（IPCC，2007），郑国光等编著的《中国气候》中对气候变化的定义是“指气候平均值和气候离差值（距平）出现了统计意义上的显著变化；平均值的升降表明气候平均状态发生了变化，离差值的变化表明气候状态的不稳定性增加，离差值越大说明气候异常越明显”，薛澜等编著的《应对气候变化的风险治理》中对“气候变化”的定义是指“气候系统内部的自然变率和人类各种社会经济活动共同作用的结果”。结合以上对气候变化的认识和魏凤英编著的《现代气候统计诊断与预测技术》中关于气候统计诊断的方法说明，以及在实际中已经开展的气候变化事实的监测和评估工作，在本标准中“气候变化”定义为“气候值、临时气候值或距平值发生了统计意义上的显著变化”，是指气候统计值在可具备统计检验的时间长度上发生的如线性趋势或者年代变化或者突变等的变化，且该变化是通过显著性检验的，该定义为进行定量化的气候变化监测评价提供了基础。2、第4章“基本资料要求”从时间尺度、规范性和有效性规定了进入评价资料的要求。根据气候统计诊断的技术要求，规定了时间序列长度一般要达到30年及以上，但在实际情况中，有些监测指标无法达到，则应符合“临时气候值”的长度要求，即至少10年及以上时间尺度。“规范性”是指进行监测的站点和观测内容是符合国际、国家、行业标准或行业规定的，如符合气象、海洋、水文观测行业标准或规范的，或官方正式公开发布的资料数据，这是保证监测数据科学、准确、有效的前提。参考世界气象组织关于气象观测资料的规范及国家标准《GB/T35221—2017地面气象观测规范总则》和《GBT34412-2017地面标准气候值统计方法》的对气象观测资料和气候值统计的要求，以及根据气候变化影响评估技术和方法，本文件中规定了评价资料的“有效性”是指应具有“代表性、准确性、比较性和均一性”，“代表性”是指观测记录能够反映观测点及其周围一定范围内的平均状况；“准确性”指能真实地反映实际状况；“比较性”是指不同观测点在同一时间对同一要素的观测值，或者同一个观测点在不同时间观测的同一要素值能进行比较，基于这样规范的观测资料才能反映出观测要素随时间、空间分布上的变化特点；“均一性”是指测站观测的记录只能反映天气和气候实际发生的变化，由于仪器变动、站址迁移的地理环境较大变化、观测方法改变等原因造成的变动不应包含其中。3、第5章“监测和评价要求”是主要的技术规范内容。共包含“监测内容”、“监测指标”、“评价内容和方法”、“评价结论”4条内容，规范了气候变化事实从监测到评价的基本内容和要求。其中“5.2监测指标”是对“5.1监测内容”的进一步更详尽表达，按照气候系统的五大圈层构成，监测内容应尽可能全面反映气候系统各圈层发生的变化，结合广西气候实际特点：无海冰、冻土、多年积雪等，以及考虑岩石圈的稳定性，不适用百年内年际年代际尺度的气候变化评估指标，因此，本标准仅规范了大气圈、水圈、生物圈的监测指标。根据广西已开展的气候变化监测评估报告编制经验，参考了中国气象局编制的《中国气候变化监测报告（2016）》、《中国气候变化蓝皮书（2021）》等、以及青海省、广东省、四川省、福建省、安徽省气象局编制的气候变化监测评估报告内容，对大气圈、水圈、生态圈层的监测指标进行了具体的选取和规范，形成规范性附录A的表A.1表A.2和表A.3。根据广西不同区域长期气象观测内容区别和适用情况，确定了指标选择的可选项和必选项。“5.2监测指标”侧重于大气圈层，规范了能反映气温、降水、日照、风、相对湿度等气候要素及天气气候事件等变化的指标，其中气候要素指标分为地表气温、高层大气温度、降水和其他四类指标层共11项指标（表1），地表气温是必选项，包括平均气温、最高和最低气温，高层大气温度是可选项；降水指标包括降水量和降水日数，其中降水量是必选项。其他是指湿度、风、日照、活动积温等要素，除活动积温外都是必选项。各类气候要素的观测统计符合气象行业标准《QX/T62-2007地面气象观测规范第18部分：月地面气象记录处理和报表编制》和《QXT501-2019高空气候资料统计方法》中的相关要求。天气气候事件指标层包含12个指标，表征强降水、高温、低温、干旱、热带气旋等事件的变化。其中反映强降水事件的指标有暴雨日数、最大日降水量和极端降水站次；热带气旋事件包括个数及强度，影响热带气旋根据广西地方标准《DB45/T2154—2020影响和登陆广西的热带气旋》确定；高温事件包括高温日数、热夜数和极端高温站次，高温日数、极端高温站次指标根据气象行业标准《QX/T280-2015极端高温监测指标》规定的方法统计，热夜数是指日最低气温≥28℃的日数；低温事件包括低温日数和极端低温站次，低温日数指日最低气温≤5℃的日数，是根据华南地区的平均状况取可能出现霜冻天气的气温阈值来确定，极端低温站次根据国家标准《GBT34293-2017极端低温和降温监测指标》规定的方法统计。低端事件的统计方法都是依据超过极端阈值来确定，极端阈值的确定方法为对气候标准期内（最近连续30个整年代）的排名第一、第二极值进行排序，按5%排位取的值。气象干旱等级根据国家标准《GB/T20481-2017气象干旱等级》中的气象干旱综合指数MCI计算和确定，该指数是国家气候中心和广西气候中心干旱监测业务使用的指标。大气圈具体指标在标准文件中见附录A表A.1。表1大气圈监测要素指标指标层要素单位名称（符号）说明地表气温平均气温摄氏度（℃）必选最高气温摄氏度（℃）必选最低气温摄氏度（℃）必选高层大气温度对流层低层850hPa气温摄氏度（℃）可选对流层顶100hpPa或200hPa气温摄氏度（℃）可选降水降水量毫米（mm）必选降水日数天（d）可选其他相对湿度百分率（%）必选风速m/s必选日照时数h必选活动积温（≥10℃）摄氏度（℃）可选天气气候事件暴雨日数d必选最大日降水量毫米（mm）可选极端降水站次站•日可选影响热带气旋个数个可选影响热带气旋强度hPa可选高温日数天（d）必选热夜数天（d）可选极端高温站次站•日可选低温日数天（d）必选极端低温站次站•日可选各等级气象干旱日数天（d）可选干旱面积平方公里（km2）可选水圈指标主要为海洋和江河湖泊观测指标，含北部湾海域和陆地水的监测指标，包括海温、海平面高度、地表和地下水资源量、径流深、湖泊水体面积和水位等（表2），反映广西海域和地表水的气候变化状况。其中北部湾海域选取范围为105°E～110°E,17°N～22°N，海平面高度一般指广西沿海海平面高度，其中的常年海平面高度可参考中国海洋局发布的年度《中国海平面公报》的内容和数据。地表和地下水资源量、径流深等指标参考了国家标准《GB/T23598-2009水资源公报编制规程》和国家行业标准《SL/T247—2020水文资料整编规范》，为水文水利行业监测项目和术语；湖泊水体面积和水位是《中国气候变化蓝皮书》的监测和评估指标，对于广西水资源丰富地区来说是气候变化监测的可选指标，这部分监测内容和数据可来自水文、海洋、生态行业的公报和政府统计部门的年鉴，以及国家和国际认可的海洋大气水文网站提供的遥感和再分析等数据。根据各地不同的水体特征分布，水圈指标均为可选项。表2水圈要素监测指标a指标层要素单位名称（符号）说明北部湾海域海平面高度毫米（mm）可选海表温度摄氏度（℃）可选陆地水地表水资源量亿立方米（108×m3）必选地下水资源量亿立方米（108×m3）可选江河径流深毫米（mm）可选湖泊水体面积平方公里（km2）可选湖泊水位米（m）可选海平面高度的常年值遵循海洋行业规范生物圈指标主要为陆地生态环境及生物的监测指标，包括地表温度、土壤湿度、物候、陆地植被等（表3）。考虑到气象业务监测项目在不同台站的设置，除了地温必选，其他指标均为可选。考虑主要影响植被生长的地面深度，地温选取了0cm、10cm、40cm深度的温度，分别代表了地表、浅层和深层温度；土壤湿度选取了10cm、30cm、50cm的相对湿度。物候是生物长期适应季节性变化的环境而形成的生长发育节律，由于全球气候变暖，许多地方的气温、降水和日照等气候要素发生了变化，植物和动物物候也发生了相应的变化，因此是一个气候变化的反映指标。物候指标根据监测地区的季节性敏感物种确定，如《广西气候变化监测报告（1961-2015年）》选取了桂林雁山农业气象试验站苦楝树的春季开花盛期、秋季落叶期以及柳州沙塘农业气象试验站家燕的始见期作为监测指标；陆地植被指标有植被覆盖率和植被指数，植被覆盖率可选取林业部门、自然资源等政府部门监测和公开发布的数据；植被指数参考了《QXT200—2013生态气象术语》及《中国气候变化蓝皮书》，指对卫星不同波段进行线性或非线性组合以反映植物生长状况的量化信息，是用于描述植被覆盖度和质量的指数。由于气候变化涉及的生态自然系统较多也较复杂，各圈层监测指标都可根据需要适当补充。表3生物圈要素监测指标指标层要素单位名称（符号）说明地温0cm\10cm\40cm地温摄氏度（℃）必选土壤相对湿度10cm\30cm\50cm土壤相对湿度百分率（%）可选物候植物活动和发育期日期（月-日）苦楝树开花期、落叶期。可选动物活动期日期（月-日）家燕始见期、绝见期。可选植被植被指数/可选植被覆盖率百分率（%）可选“5.3评价内容和方法”主要规范了评价中需要分析的统计值，提供了分析方法及要求。统计值根据需要选择“第3章术语与定义”中的3.1-3.9的统计值来进行分析评价，包括气候值或临时气候值、常年值、季节值、汛期值、年值、距平值和极值等。“5.4评价结论”规范应当给出的分析结论及叙述要求。附录编写参考了气象观测标准和行业术语标准，以及魏凤英编著的《现代气候统计诊断与预测技术》中关于线性趋势、滑动平均、周期分析的统计方法等内容。标准文件的附录B和附录C分别给出了常用的气候变化趋势检验方法和周期分析方法，作为资料性附录。评价结论主要包括统计值偏离程度的认定和时间变化趋势的结论。大气圈气温、降水量、日照时数等的评价等级参照《QXT573-2020气候公报编写规范》附录B，给出监测指标属于正常或偏多（少）、偏高（低）、或异常偏高（低）、异常偏多（少）的结论。其他和其余圈层要素可给出距平值偏离幅度和偏离方向的评价结论。而时间变化趋势的结论，结合“第3章术语与定义”中的“气候变化”名词定义，以是否通过统计显著性检验来给出是否发生气候变化趋势的论断。4、时空变化分析方法举例说明。根据气候变化分析特点，规定了包括时空分析，以时间变化分析为主。下面举例说明。一般制作时间序列曲线图进行时间变化分析，如图1为1961—2020年广西平均气温距平变化图，利用线性倾向趋势变化分析方法，该时间序列的线性倾向系数为0.015，回归拟合与原时间系列的相关系数为0.59，通过了显著性水平α=0.001的显著性检验，存在显著上升的变化趋势。该要素的评价结论表述为“1961—2020年，广西地表年平均气温呈显著上升趋势，平均每年升温0.015℃”，也可表述为“1961—2020年，广西地表年平均气温呈显著上升趋势，升温速率为0.015℃/a”。当时间序列无显著的线性倾向，即没有发生气候变化时，如图2，1961-2020年广西年降水量的长期时间变化就没有发生显著变化，用周期分析方法统计分析其存在15年的主周期，绘制低频滤波曲线，该要素的评价结论表述为“1961—202