Abstract. Mass livestock mortality events during severe winters, a phenomenon that Mongolians call dzud, cause the country significant socioeconomic problems. Dzud is an example of a compound event, meaning that multiple climatic and social drivers contribute to the risk of occurrence. Existing studies argue that the frequency and intensity of dzud are rising due to the combined effects of climate change and variability, most notably summer drought and severe winter conditions, on top of socioeconomic dynamics such as overgrazing. Summer droughts are a precondition for dzud because scarce grasses cause malnutrition, which in turn makes livestock more vulnerable to harsh winter conditions. However, these studies typically look at a short time frame (i.e., after 1940); few have investigated either the risk or the recurrence of dzud over a century-scale climate record. This study aims to fill the gaps in technical knowledge about the recurrence probability of dzud by estimating the return levels of relevant climatic variables: summer drought conditions and winter minimum temperature. We divide the country into three regions (Northwest, Southwest, and East Mongolia) based on the mortality index at the soum (county) level. For droughts, our study uses as a proxy the tree-ring reconstructed Palmer Drought Severity Index (PDSI) for three regions between 1700–2013. For winter severity, our study uses observational data of winter minimum temperature after 1901 while inferring winter minimum temperature in Mongolia from instrumental data in Siberia that extends to the early 19th century. The Generalized Extreme Value (i.e., the statistical method to infer the probability of very rare or extreme events) shows that the return levels of drought conditions are changing over time, with variability increasing for all the regions. Winter severity, however, is constant. The median 100-year return levels of the winter minimum temperature in Mongolia have been, over the past 300 years, −26.08 °C for the Southwest, −27.99 °C for the Northwest, and −25.31 °C for the East. This study thus suggests that continued summer drought would lead to increased vulnerability and malnutrition. Here, we link meteorological characteristics to socioeconomic impacts related to livestock populations and draws attention to the need for livestock index insurance.

中文翻译：

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估算与蒙古冬季灾害和牲畜死亡率相关的极端气候条件的返回间隔

摘要。严冬期间牲畜大规模死亡事件，蒙古人称之为 dzud 的现象，给该国带来了重大的社会经济问题。Dzud 是复合事件的一个例子，这意味着多种气候和社会驱动因素促成了发生的风险。现有研究认为，由于过度放牧等社会经济动态，气候变化和变率（最显着的是夏季干旱和冬季严酷条件）的综合影响，dzud 的频率和强度正在上升。夏季干旱是 dzud 的先决条件，因为稀缺的草会导致营养不良，从而使牲畜更容易受到冬季严酷条件的影响。然而，这些研究通常着眼于较短的时间范围（即 1940 年之后）；很少有人调查过 dzud 在一个世纪尺度的气候记录中的风险或复发。本研究旨在通过估计相关气候变量（夏季干旱条件和冬季最低温度）的回归水平来填补有关 dzud 复发概率的技术知识空白。我们根据苏姆（县）级别的死亡率指数将全国划分为三个区域（西北、西南和蒙古东部）。对于干旱，我们的研究使用 1700 年至 2013 年三个地区的树轮重建帕尔默干旱严重程度指数 (PDSI) 作为代理。对于冬季严重程度，我们的研究使用了 1901 年以后冬季最低气温的观测数据，同时根据西伯利亚延伸至 19 世纪初的仪器数据推断蒙古的冬季最低气温。广义极值（即推断非常罕见或极端事件概率的统计方法）表明，干旱条件的回归水平随时间变化，所有地区的变异性都在增加。然而，冬季的严酷程度是恒定的。在过去的 300 年中，蒙古冬季最低气温的 100 年回归中位数为：西南 -26.08 °C，西北 -27.99 °C，东部 -25.31 °C。因此，这项研究表明，持续的夏季干旱会导致脆弱性增加和营养不良。在这里，我们将气象特征与与牲畜种群相关的社会经济影响联系起来，并提请注意牲畜指数保险的必要性。推断非常罕见或极端事件概率的统计方法）表明，干旱条件的回归水平随着时间的推移而变化，所有区域的变异性都在增加。然而，冬季的严酷程度是恒定的。在过去的 300 年中，蒙古冬季最低气温的 100 年回归中位数为：西南 -26.08 °C，西北 -27.99 °C，东部 -25.31 °C。因此，这项研究表明，持续的夏季干旱会导致脆弱性增加和营养不良。在这里，我们将气象特征与与牲畜种群相关的社会经济影响联系起来，并提请注意牲畜指数保险的必要性。推断非常罕见或极端事件概率的统计方法）表明，干旱条件的回归水平随着时间的推移而变化，所有区域的变异性都在增加。然而，冬季的严酷程度是恒定的。在过去的 300 年中，蒙古冬季最低气温的 100 年回归中位数为：西南 -26.08 °C，西北 -27.99 °C，东部 -25.31 °C。因此，这项研究表明，持续的夏季干旱会导致脆弱性增加和营养不良。在这里，我们将气象特征与与牲畜种群相关的社会经济影响联系起来，并提请注意牲畜指数保险的必要性。是恒定的。在过去的 300 年中，蒙古冬季最低气温的 100 年回归中位数为：西南 -26.08 °C，西北 -27.99 °C，东部 -25.31 °C。因此，这项研究表明，持续的夏季干旱会导致脆弱性增加和营养不良。在这里，我们将气象特征与与牲畜种群相关的社会经济影响联系起来，并提请注意牲畜指数保险的必要性。是恒定的。在过去的 300 年中，蒙古冬季最低气温的 100 年回归中位数为：西南 -26.08 °C，西北 -27.99 °C，东部 -25.31 °C。因此，这项研究表明，持续的夏季干旱会导致脆弱性增加和营养不良。在这里，我们将气象特征与与牲畜种群相关的社会经济影响联系起来，并提请注意牲畜指数保险的必要性。