中国西南地区时雨量分布特征与时月变化

利用2005-2017年夏半年国家大监站的逐小时降水量资料,14个要素被设计来进行多角度分析。多数要素与地形高度有良好的负相关关系。时段雨量最大值主要集中地是四川盆地西部,其次是贵州南部,云南南部边缘地带有少许站点,云贵高原主体及其与青藏高原交接带内没有最大值出现。多个要素在9到12时出现日变化最高峰。月际变化一般在7月出现最大值。随月份推进,强降水区会在贵州西南部、云南南部边缘出现后,跳跃到川渝地区出现。时段累积雨量最大值随时间增加而增加,多个要素的时间增加一倍时雨量增大10%到20%。以小时而言,西南地区降水几率平均为1/10,最多的可以达到1/4,最少的不到1/14。6月份降水时数最多,10月的雨时数仅次于6月,4月最少。连续时段与标准日界时段雨量的显著差异出现在川渝地区;白天12 h降水与夜间12 h降水的显著差异也出现在川渝地区。总体而言,连续时段的累积雨量大于标准日界的相同时间长度的累积雨量,白天降水量大于夜间降水量。     

湖南短时强降水时空分布及相关环境参数统计分析

为探讨湖南不同区域短时强降水气候规律及相关环境参数特征,利用2002-2018年1 h雨量资料,对湖南5个区域短时强降水时空分布特征进行了统计分析。同时,利用NCEP1°×1°再分析资料,对5个相关环境参数进行了计算分析。研究结果表明:短时强降水主要出现在4-9月,以夏季最多,呈单峰型分布;不同月份也有一定差异,4-5月夜雨出现较多,而6-7月对流降水频繁,8-9月则各时段都可能出现短时强降水;湖南5个区域短时强降水日变化也有较大差异,洞庭湖地区日变化较小,湘西北和湘中地区在夜间和傍晚有两次峰值,湘西南有夜雨特征,湘东南在午后达峰值;地形对短时降水有一定影响,武陵山脉、雪峰山、南岭与罗霄山附近是短时强降水高发区。各月短时强降水发生时环境条件存在差异,热力不稳定参数百分位变化存在南高于北,且暖季高于冷季特征,水汽参数亦南高于北,动力不稳定参数冷季高于暖季,尤其在湘东南无论在水汽、动力、热力及不稳定参数都高于其他区域。     

云南省山洪地质灾害气象预报预警方法研究

通过分析云南省2000-2011年116个县站共计1 101次山洪地质灾害个例和近12年的逐日降水数据,探讨山洪地质灾害与降水之间的关系,并提出适用于本省的山洪地质灾害气象预报预警的方法。研究表明云南省的山洪地质灾害时间变化与降水的时间变化吻合,灾害主要集中在雨季(5-10月)发生,并在主汛期出现峰值;灾害的空间分布具有西多东少、西北多东南少的特征,在滇南和滇西南山洪地质灾害总次数的高中心的分布与强降水日数中心值的空间分布基本一致。经过计算116个县站各次个例的日综合雨量,分析得出各县站诱发山洪地质灾害的临界雨量,并对临界雨量分级定出各县站山洪地质灾害气象预报预警的5个风险等级,在2012年的山洪地质灾害气象预报预警业务中取得良好效果。     

珠江三角洲地区热带气旋逐时雨量分布特征

利用广东省自动观测站、常规地面站的逐时降水量资料,对1999-2002年登陆珠江三角洲地区的热带气旋进行了动态合成等分析.结果表明,登陆前后广东的逐时雨量和热带气旋本身的逐时雨量都发生了变化;热带气旋降水具有明显的不对称性,降水量级越强,分布不对称性越明显;随着降水量级的减弱,最大出现概率圈有外移的趋势;极强和强等级时雨量的落区与热带气旋移动方向有关.     

强台风“纳沙”暴雨中尺度特征分析

利用海口多普勒天气雷达、闪电定位和日本静止卫星0.05°×0.05°TBB资料,对1117号强台风"纳沙"造成的海南岛暴雨的中尺度特征进行了分析。结果表明:台风暴雨分布特征与TC环流和地形增幅密切相关;明显的辐合性暖平流和"列车效应"有利于暴雨的持续;最大回波强度和小时雨量间有很好的对应关系,建议了海口多普勒雷达TC估测降水产品使用公式Z=230R1.25;海南岛强降水时段TBB值普遍小于-70℃,但仍属于降水效率高的弱对流;西半部地区强降水出现时间与中尺度对流云团对应较好,而东半部地区中尺度对流云团的发展则超前于强降水出现时间。     

宁夏地质灾害气象预报预警研究

利用1982—2004年宁夏的地质灾害与降水资料，分析了宁夏主要地质灾害的分布规律和形成机理，重点研究了引发地质灾害的气象条件。结果表明，滑坡和泥石流是宁夏主要的地质灾害类型，它们形成的气候条件都与降雨有直接的关系；地质灾害主要集中在其易发区内强降雨和暴雨出现频次较多的季节，由降雨引发的滑坡等地质灾害大多发生于降雨时段的中后期或稍后，泥石流一般与暴雨、持续降雨同时发生，雨量越大的地区地质灾害越发育，而连续性降水、短时强降水和暴雨是造成地质灾害的主要气象诱因。同时，根据研究结果，采用统计学方法建立了宁夏汛期地质灾害潜势预报模型，通过2004年汛期业务试运行，表明该预报模型有一定的参考价值，但还需进一步改进。     

华北地区汛期降水特征及对铁路水害的影响

收集整理了近几十年华北地区逐日降水(1961-2012年)和铁路水害资料(1973-2012年),采用了趋势分析、相关分析等多种统计方法分析了华北地区汛期降水特性及其与铁路水害的关系,并提出了应对这一铁路水害的防御措施。结果表明,华北地区夏季各等级降水量和降水日数均呈现出显著下降趋势,其中暴雨量和小雨日数的下降趋势最为显著。各等级降水强度变化趋势不同,小雨和大雨强度呈上升趋势。华北夏季持续性强降水过程的发生次数、持续天数及过程降水量均有减少趋势,并呈现一致的年代际特征。7月持续性强降水过程出现次数最多,其次为8月。2000年以来,6月发生持续性强降水过程的次数明显增多。华北铁路水害断道时间和次数均呈下降趋势。     

西安市汛期降水变化特征及驱动机制研究

变化环境下城市内涝灾害事件频发,已严重威胁城市居民生命财产安全,汛期降水强度大、持续时间长、影响范围广,是城市内涝主要致灾因子,通过分析城市汛期降水变化特征并进一步揭示其驱动机制,可为城市防洪减灾与水资源管理提供参考。本文采用Mann-Kendall检验、累积距平和连续小波变化等方法分析西安市1951-2017年汛期降水变化特征,采用交叉小波和小波相干揭示太阳黑子、大气环流异常指数北极涛动(AO)、南方涛动指数(SOI)、厄尔尼诺(ENSO)、太平洋年代际振荡(PDO)、北大西洋振荡(NAO)对西安市汛期降水变化驱动机制。结果表明:西安市汛期降水量主要集中在中雨和大雨。汛期降水总量、小雨和暴雨降水量均呈减少趋势,日降水量、中雨和大雨降水量呈增加趋势。汛期降水总强度、日降水强度、月降水强度和不同等级降水的强度均呈增加趋势。汛期降水集中度Q指数呈增加趋势,降水日数减少,汛期降水有更为集中的趋势。汛期降水量存在1958和2002年两个突变点,并且有7-9年的显著周期。AO和太阳黑子对汛期降水的影响最为显著,其次为SOI、NAO和ENSO,PDO的影响相对较弱。AO、SOI、PDO和NAO对汛期降水主要存在正向驱动,ENSO对汛期降水主要为负向驱动。1975年之前太阳黑子对汛期降水有正向驱动,1975年之后则为负向驱动。     

基于洪灾发生频率的辽宁省汛期分期研究

以辽宁省近55年(1956-2010年)历史洪涝灾害为研究对象,依据洪涝灾害在年内各时段的发生频率,进行汛期划分.从55年的洪灾资料中共摘录洪灾44次,其中一般灾害27次,严重灾害17次.根据各候一般灾害和严重灾害次数,确定辽宁省汛期为6月1日-9月5日,主汛期为7月11日-8月20日.55年的洪涝灾害统计表明,汛期一般洪灾和严重洪灾所占比例达到100％,主汛期严重灾害比例达到100％,一般洪灾比例达到70.4％.汛期降水和径流占全年60％以上,主汛期占全年30％～40％.与辽宁省主要流域代表性水文站点降水和径流汛期分期结果的对比分析表明,洪涝灾害的发生时间、频率、等级能够反映降水和径流的年内变化特征,重大灾害的出现与主汛期的出现具有同步性.     

河套地区暴雨的地域性特点及灾情分析

选取河套地区87个气象站1961-2010年逐日降水量资料,采用线性趋势分析、Mann-Kendall检验以及合成分析等方法,分析了河套地区暴雨日数的时空分布特征及其气候变化规律。结果表明:河套地区暴雨日数呈明显的"东南多、西北少"空间分布特征,暴雨主要出现在河套地区东南部;暴雨以单站暴雨为主,同日1个站出现暴雨占暴雨总数的49.5%,同日10站以上出现暴雨主要是在河南、山西、陕西三省交界和山西、陕西、内蒙古三省交界地区;7-8月份暴雨日数占暴雨总日数的74.1%;局地性暴雨平均每年出现26.3 d、区域性暴雨平均每年出现4.4 d,暴雨总日数、局地性暴雨日数和区域性暴雨日数均呈减少趋势,并存在明显的波动性年际变化,但均未发生突变现象;河套地区暴雨具有雨日少、雨量大,局地性暴雨多、区域性暴雨少的分布特点,暴雨常常造成人员伤亡、农作物受灾、牲畜死亡、房屋倒塌、道路与通信设施毁损,因灾经济损失十分巨大。     

不得不防的强对流天气

正部分地区雨量达到200多毫米、直径达三四十毫米的冰雹、瞬间掀翻蔬菜大棚超过12级的大风、明晃晃的闪电、滚滚惊雷……今年3月以来,我国南方特别是华南地区接连出现暴雨和强对流天气,部分地区损失较重。尽管生活在华南地区的人们对所处地区三四月份的降雨颇为了解,但在今年3月27日~3月31日南方暴雨和强对流天气发生期间,3月30日华南进入前汛期,较常年(4月6日)提前7天,这一情形让这一带的许多百姓略显紧张。     

一次大范围对流大风及局地短时强降水多尺度分析

本文利用常规资料、NECP1°×1°再分析资料、EC细网格、FY-2静止气象卫星云图、新一代天气雷达、区域自动站资料对2017年7月18-19日发生在黑龙江省北部至东南部大范围大风天气以及南部、东南部局地强降水过程进行详细的多尺度分析。这次过程中,18日对流云团前沿的飑线发展移动过程中在黑龙江北部和中部地区出现对流大风,飑线成熟后期在黑龙江南部、东南部产生大风同时伴有局地强降水,19日中午前后黑龙江南部又出现新的对流云团产生局地极端强降水。分析结果表明:高空弱槽东移加强并推动副热带高压南撤,同时配合地面气旋底部多次分裂出尺度和强度相对较小的闭合低压是强天气产生的环境背景;副高南撤使得水汽通道畅、水汽集中程度加强,上冷下暖,干侵入、大的对流有效位能、逆温层的存在使高的能量得到短时间存储,最后在阵风锋、地形、中尺度辐合线、热力抬升等触发下集中释放是强对流天气产生和类型变化的根本原因;典型飑线和热带飑线均有出现,并观测到有界弱回波区、穹窿和前侧入流、风暴顶辐散等超级单体结构,这些超级单体之间出现断裂,引发强天气,并由于移速不同导致飑线走向的变化;超级单体的出现和出流边界的消失使得强降水开始产生或加强;强降水超级单体、列车效应、回波缓慢移动是产生强降水直接原因;冷区面积突然增大、云顶亮温陡降至低值后维持稳定、云顶亮温梯度增长速度变缓、多个小云团和大云团合并是强对流产生的初始时间。     

基于多指标综合降水指数的安徽省暴雨灾害的时空演变

基于安徽省77个气象站点1973—2017年件暴雨事件的雨量、频次、强度、贡献率、持续性等特征,通过与实际灾情比对构建了的多指标综合降水指数,以此探求了研究区暴雨灾害的时空演变。主要结果表明：鉴于大暴雨累积量、暴雨最长持续日数、最大过程降水量与实际雨涝灾情统计数据的线性关联最好,由其构建了适用于研究区风险评估的暴雨灾害指数(RDI);基于RDI空间分布的年代际变化,安徽省暴雨灾害的高风险区域主要分布在江淮之间的大别山地区、长江以南的皖南地区、沿淮地区的西部;安徽省暴雨灾害呈现出一定的增强趋势,特别是呈现显著增加趋势的站点主要集中在沿淮地区;暴雨灾害等级与环流指数呈现出显著的时滞相关性,特别是前冬期西半球暖池指数的数值偏高表征着来年汛期安徽省高危害的暴雨灾害。     

上海降雨特征及其对城市水情灾害的影响

利用上海降雨资料,分析了上海汛期降雨的变化和最大年日雨量极值的累积分布规律,近期降雨空间分布、暴雨频度和强降雨特征,及气候因子对水情灾害的影响。结果显示,汛期雨量大小对水情灾害影响较为复杂,大暴雨或强降雨是造成水情灾害的重要原因。初步探讨和提出了气候因子的灾害危险评估方法,并对上海各区(县)近期的暴雨灾害影响进行了危险评估;暴雨对上海地区水情灾害影响差异明显,崇明、市中心区和浦东新区暴雨灾害危险较大,南部地区的青浦、金山、奉贤和松江区危险较小。     

我国主要流域降水过程时空分布特征分析

应用改进的中国区域降水过程综合强度评估方法,提取了1961—2016年珠江、长江中下游、太湖、淮河、黄河、海河、松辽等七个主要流域的降水过程。统计各流域降水过程次数的时空演变特征以及降水过程强度等级的年变化和月变化规律,研究发现:珠江流域、长江中下游和太湖流域年平均降水过程次数较其他流域明显偏多;珠江流域、长江中下游和松辽流域过程平均持续时间较其他流域明显偏长;珠江流域极端和特强降水过程出现概率最高,太湖流域和松辽流域次之;1961年以来各流域降水过程强度明显增强,特强和强降水过程均明显增多;珠江流域、长江中下游降水过程次数高峰期在4-5月,太湖流域、淮河流域、黄河流域、海河流域在7-8月,松辽流域在6-8月;珠江流域、长江中下游、太湖流域极端和特强降水过程峰值出现在6月;淮河流域、黄河流域、海河流域和松辽流域峰值出现在7月。此外,文中还将流域性大洪水与同期出现的降水过程匹配、比对和分析,总结出引起流域性洪水的降水过程特征。上述研究成果可直接应用于气象预报与气象服务业务,为我国流域性洪水灾害的提前预警评估和防御提供重要决策依据。     

云南省山洪地质灾害分布特征及致灾因子分析

云南省受山洪、滑坡、泥石流灾害影响十分严重。基于精细化灾害风险普查,综合全省125个站1971-2016年逐日降水数据,以大雨日数、暴雨日数和大暴雨日数作为强降水因子;以10 min,30 min,1 h,3 h,6 h和12 h极端降水极值作为极端降水因子。结果表明:云南省山洪沟主要分布于河流及河谷周边地区,滇西北南部、滇西南北部、滇东南西部分布密集。泥石流、滑坡呈现西部高于东部、北部高于南部的特征。强降水主要集中发生在滇西南及滇南边缘地区,北部及东部强降水较少。极端降水主要集中在滇东北、滇中以北及滇南边缘地区。怒江、大理西部、丽江东部、德宏、保山、临沧、西双版纳及红河南部的强降水因子和极端降水因子匹配较好,也是山洪、滑坡、泥石流分布最多的地区。     

北京2012、2013年汛期暴雨响应行为的对比研究

基于气象数据和报刊信息,构建了2012、2013年北京汛期逐日降水及响应行为序列。对比分析结果显示:2012年降水呈极端性,响应行为多(包括15类),可划分出灾害管理的4个阶段,响应次数最多、频次最高的分别是灾后恢复和灾中应急阶段,并没有形成灾前预防的模式,响应峰值期与暴雨致灾-内涝成灾期一致,但在时序上呈现"滞后"到"超前"的变化;2013年多小型降水,响应行为少(仅4类),在汛期内出现次数均衡,与降水量基本无关。     

江苏省里下河地区一次暴雨过程的模拟研究

采用WRFV3.4模式中9种微物理过程方案对1991年7月6日02时-7日08时(北京时)里下河地区的一次暴雨天气过程进行了模拟试验,着重分析了不同微物理过程方案模拟的降水的数量特征、时空分布及雨区范围等方面,并将模拟结果与降水显著的6个测站的实测值进行了相关的对比分析。结果表明,不同微物理过程方案模拟的24 h累积降水量的降水带均呈西南—东北走向,强降水中心主要位于里下河地区,各方案基本模拟出了雨带的走向、降水落区,但降水强度以及降水中心均有不同程度的偏差。模拟结果的对比分析表明:Kessler方案对建湖和宝应地区降水的模拟效果较好,WSM5方案对高邮和扬州地区降水的模拟效果较好,WSM3方案对兴化地区降水的模拟效果较好,WDM6方案对泰州地区的降水模拟较好。     

台风“威马逊”造成云南强降水灾害天气分析

利用云南7部新一代天气雷达观测数据和Micaps常规资料,对台风"威马逊"登陆后减弱生成的热带低压引发强降水进行分析,揭示了台风"威马逊"造成的强降水成因及对云南的影响情况。结果表明:"威马逊"的外围云系于2014年7月19日下午开始影响云南,19日17时滇东南地区出现降雨,其中20-22日,云南省连续3d出现暴雨天气过程,滇中以西以南大部地区出现大暴雨、暴雨天气(其中屏边站和宁洱站日降水突破了历史极值),23日降雨过程结束。这次台风低压天气过程是近5年来影响云南造成降水最强的一次,热带低压西移与西南气流汇合,低压倒槽造成的强降水对云南西部造成持续影响。热带低压带来了强降水,造成了37人死亡、9人失踪的重大灾害。以文山新一代天气雷达观测资料分析,发现使用雷达对远距离低层云系的探测,能较好地判断"威马逊"台风外围云系的结构及演变情况,对改进强降水的短时临近预警有较好的价值;在现行体扫模式下增加超低仰角探测,应有助于更好预测风暴影响的强度和发展趋势,进一步改进预警能力,从而对短时临近预报有一定的帮助。就台风"威马逊"而言,发现较好的应用雷达资料,在一定的条件下对改进短时临近预警业务有一些帮助,因此提出重视雷达探测可能对提高强天气监测预警水平和防灾减灾应具有一定的价值。     

宁夏汛期地质灾害气象预报预警模型研究

利用近20a宁夏地质灾害及降水资料分析了宁夏地质灾害分布规律,研究了降雨与地质灾害发生的关系,发现连续性降水、短时强降水和暴雨是造成地质灾害的主要气象诱因,并介绍了宁夏汛期地质灾害潜势预报模型及2004年试运行情况.