《Journal of Hydrology》：Duration-conditioned temporal profiles and synchronization networks reveal regional organization of midlatitude precipitation events
编辑推荐：
•对中纬度大陆地区极端降水的时态结构进行过程层面的刻画。•证明短时对流事件在降水事件频率中的主导作用。•根据事件起始时间构建区域降水事件同步网络，以定量识别控制强降雨空间协调的枢纽站点和核心连接。•开发极端事件的强度-持续时间-形态谱，并提出评估气候水文过程的结构框架。引言降
- •
对中纬度大陆地区极端降水的时态结构进行过程层面的刻画。
- •
证明短时对流事件在降水事件频率中的主导作用。
- •
根据事件起始时间构建区域降水事件同步网络，以定量识别控制强降雨空间协调的枢纽站点和核心连接。
- •
开发极端事件的强度-持续时间-形态谱，并提出评估气候水文过程的结构框架。
引言
降水事件涵盖广泛的持续时间和时态结构，从短暂的降雨片段到持续时间较长的事件。大尺度降水研究通常使用区块最大值法、超阈值法和元统计方法，在预设持续时间下刻画量级和频率（Formetta等，2022，Marani和Ignaccolo，2015，Marra等，2018）。这些方法对于量化极端事件概率和设计标准至关重要，但它们通常不是设计用于描述单个事件内部雨水的完整时间分布或跨地点的事件发生协调。因此，互补的事件基础描述提供了一种比较不同持续时间下降水组织的方法，上尾部分作为极端事件子集单独研究。
事件内时态结构指的是单个事件内雨水的时间分布，包括事件持续时间、峰值强度的相对时间，以及事件不同阶段雨水的集中或持续情况（Huff，1967，Jun等，2021）。这些特征在水文上具有重要意义，因为具有相似总量或峰值强度的事件在雨水时间分布不同时，可能引发不同的流域响应。集中在短暂、高强度阶段的降雨有利于快速产流和洪峰响应，而长时间降雨可以逐步增加流域湿度并维持产洪条件（Meyer等，2022，Shah等，2023）。尽管以往的研究已考察降雨的时间模式和其水文相关性，但联合刻画从小时观测中识别出的降水事件的事件内时态结构和空间同步性的大样本跨域比较仍然有限（Fowler等，2021）。
造成这一研究差距的主要原因是长期、高质量的小时观测数据稀缺。近年来，INTENSE项目牵头开发了全球次日降雨数据集（GSDR）（Blenkinsop等，2018），该数据集汇总了来自全球23,687个雨量站的次日降水记录，并采用一致的质量控制程序和标准化格式（Lewis等，2019）。多国质量控制小时记录的可用性为大尺度比较降水事件特征及其空间协调提供了观测基础（Pritchard等，2023）。
为了量化事件发生中的跨站点协调，我们使用事件同步作为降水记录中空间依赖性常规度量的补充。基于相关分析的连续降水序列量化站点间小时降水量之间的协变性，而区域化将具有相似降水特征的站点分为相对均匀的区域，通常用于支持区域估算、比较或信息传递（Agarwal等，2018）。这些方法对于总结统计相似性和区域组织很有价值，但它们并不具体量化邻近站点的离散降水事件是否在预设时间间隔内开始。事件同步通过评估单个事件起始的时间重合度提供互补的事件基础度量，然后可以表示为站间网络（Boers等，2013，Quiroga等，2002）。尽管事件基础和网络方法之前已被应用于国家和大陆尺度的降雨和洪水事件分析，但在一致的小时框架下将事件内时态结构与事件起始同步性结合的大尺度比较仍然有限。
基于这一动机，我们使用来自美国本土、欧洲部分国家和日本的质控小时雨量站记录，来考察广泛中纬度站网中降水事件的组织。具体而言，我们的目标是：(1) 量化事件持续时间组成和归一化事件内降雨剖面，并绘制三个研究区域中持续时段的站点级别比例；(2) 从事件起始时间构建降水事件同步网络并刻画其空间组织；(3) 单独识别极端事件子集，并比较三个研究区域中的峰值强度、累积降水、持续时间和时间演化。时间剖面和同步网络分析基于所有识别出的降水事件，而极端事件比较仅针对单独定义的极端事件子集进行。
章节片段
降水事件类型的分布
在基线3小时MIT下，五个持续时间组显示出不同的峰值归一化事件内降雨剖面（图2a）。短持续时间事件表现出最强的时间集中性，而随着事件持续时间的增加，剖面变宽并在更长的时期内持续。因此，这些剖面描述的是单个事件内雨水的时间分布，而非不同持续时间组之间绝对降雨强度的差异。两个y轴显示
事件持续结构作为事件尺度诊断
持续时间组和峰值归一化剖面为降水事件提供了互补的描述。持续时间刻画事件的持续特性，而归一化剖面描述雨水从起始到结束如何分布。这些指标共同区分了集中的短事件和逐渐更持续的降雨结构，并保留了仅事件总量或峰值强度无法表示的雨水时间信息。事件持续时间和
结论
使用来自美国本土、欧洲部分国家和日本的质控小时雨量站观测数据，我们在一致的事件基础框架内考察了降水事件的区域组织。意大利站点被纳入事件持续时间空间和同步网络分析中，但由于其记录较短且更具异质性，在时间极端事件比较中单独分析。主要发现如下。
CRediT作者贡献声明
Chun Zhou：撰写——审阅与编辑、撰写——初稿、方法论、形式分析、数据整理、概念化。Li Zhou：撰写——审阅与编辑、撰写——初稿、方法论、资金获取、形式分析、概念化。Luca Brocca：形式分析、数据整理。Xiaojun Guo：方法论。Ting Chen：形式分析。Jiajia Yue：可视化。Keying Liu：可视化。Ming Li：可视化。
利益冲突声明
作者声明他们没有任何已知的竞争性经济利益或个人关系可能会影响本文报告的工作。
致谢
我们感谢西藏自治区科学技术厅的科学技术项目（XZ202501ZY0145）、国家自然科学基金委员会（42322703）以及四川省科学技术厅青年自然科学基金项目（2024NSFSC0984）的支持。
Chun Zhou|Li Zhou|Luca Brocca|Xiaojun Guo|Ting Chen|Jiajia Yue|Keying Liu|Ming Li
