江南地区两类区域性极端降水的特征对比分析

基于中国气象局1961~2018年地面降水日值格点（0.5°×0.5°）数据集(V2.0)及位势高度、风速、比湿等NCEP/NCAR逐日再分析资料，采用百分位阈值法确认江南区域性极端降水事件，并对其天气图进行综合分析提取锋面型和气旋型极端降水，并对两类极端降水的时空分布及环流演变特征进行了对比。结果表明：（1）锋面型极端降水事件主要分布在春季，而气旋型主要分布在夏季，并且锋面型极端降水事件发生频率约为气旋型的3倍；（2）锋面型极端降水主要分布于武夷山脉、南岭等地势较高地区，而气旋型则位于东南沿岸地区，福建等地受两类极端降水影响都较大；（3）锋面型和气旋型极端降水发生前两天至当天，气流垂直上升速度均增大，副高西移，锋面型极端降水的最大水汽辐合中心由江南地区850 hPa等压面降至地表，而气旋型的水汽辐合中心位于地表由南向北移至江南地区；（4）锋面型极端降水形成所需的水汽主要来源于西太平洋、印度洋和孟加拉湾，汇合于江南地区，而气旋型水汽主要来源于印度洋，并呈涡旋型随时间西移。     

长江上游流域大洪水天气分型特征分析

通过对1981~2012年24例长江上游流域大洪水过程进行普查,发现影响长江上游大洪水强降水过程的天气系统主要为:巴湖槽东移型、贝湖槽稳定型和东北冷槽型。采用统计、诊断及合成分析方法,对3种不同天气类型的大尺度环流背景、主要影响系统及致洪降水发生机理进行研究,并总结其特点及差异。结果表明:3种类型大洪水的洪水特征及降水特征各不相同,大尺度环流背景及天气系统也有所差异。副高及500hPa中高纬环流形势异常是导致强降水发生的直接因素,西南涡、冷暖式切变线及冷空气在不同的类型洪水降水中作用各不相同,异常气旋性环流场、水汽输送方向及水汽通量辐合区与强降水的位置密切相关。     

淮河流域近50年降水异常及其大尺度环流特征

根据国家气象中心整编的全国714站月平均降水量资料，运用REOF分析、Morlet小波分析、差值分析等方法，通过对淮河流域代表站点的选取，分析了1960～2009年淮河流域降水的趋势变化特征、周期特征，以及多雨、少雨年的大气环流异常特征。结果表明：（1）淮河流域年降水总量呈缓慢增长趋势，20世纪80年代初期由负距平转为正距平。冬季和夏季降水量呈显著增长趋势，春季和秋季降水量呈显著减少趋势，80年代前期为降水变化的转折期；(2)淮河流域夏季降水存在准3 a的显著振荡周期和准10 a的次显著振荡周期，同时在60～90年代还存在准6 a振荡周期；（3）淮河流域多雨年，500 hPa经向风偏强且范围广，850 hPa上从孟加拉湾经南海向华东地区的水汽输送明显偏强，在江苏、安徽地区有水汽的正涡度辐合区；少雨年，经向风偏弱，华东地区方向的水汽输送明显减弱；（4）多雨年与少雨年的500 hPa风场差值场、高度场差值场分析表明，多雨年贝加尔湖西部和鄂霍次克海地区阻塞高压活动频繁，东北冷涡异常活跃，副高偏强，3者共同作用使得降水偏多。500 hPa温度场差值场分析表明，多雨年中国东部、华北和东北地区冷空气偏强，同时南方大部分地区暖空气也偏强，冷暖空气共同作用使降水偏多     

基于WRF模式热带气旋对西南低涡暴雨作用数值试验研究

基于WRF模式,利用发生在远距离“天鹅”台风作用下的西南低涡暴雨个例,通过修改台风动力风场,分析了不同数值试验中西南低涡降水系统对台风系统的响应。结果表明：在“天鹅”台风作用下,增强了水汽和不稳定能量的输送,导致了长时间强降水的发生;不同的台风动力风场作用下,西南低涡的移动路径具有明显的不同,降水也具有明显的区域性局地差异;在增强（减弱）台风倒槽动力风场环流作用下,低涡系统中心偏西（东）偏北（南）,相应地,低空急流输送带偏东（西）,进而导致中低层水汽和不稳定能量输送偏东（西）,以及中低层辐合带空间位置偏东（西）,进而对区域性降水空间位置产生影响,导致了降水区域局地性差异,表明远距离台风对西南低涡环流系统具有重要影响     

汉江流域降水结构时空特征及影响因素分析

利用汉江流域32个气象站1961~2016年逐日降水资料，分析了汉江流域降水时空分布特征，并探讨了海温及大气环流对流域降水的影响。结果表明：雨量和雨日空间分布相似，小雨、中雨的雨量和雨日由西南向东北递减，降水中心位于西南和东南部；流域东北部大雨以上量级降水由偏少转为偏多，而雨强空间分布则没有明显规律。流域降水集中度自东南向西北逐渐增加，降水集中期逐渐推迟。海温对降水的影响存在季节差异，春季、夏季和秋季降水分别受前期南印度洋、热带北大西洋和热带中东太平洋海温影响，冬季降水则受海温影响不明显；大尺度大气环流对降水存在影响，冬季欧亚遥相关型和春季西太平洋遥相关型均引起冬季风强度变化来影响冬季和春季降水，夏季副高位置和乌山阻高以及秋季巴湖低槽和印缅槽强度则均通过冷空气和暖湿气流强度及交汇位置来影响夏季和秋季降水。     

重庆近48年来高温天气气候特征及其环流形势

利用重庆23个气象观测站1960~2007年逐日最高气温观测资料，NCEP/NCAR再分析数据集中的高度场格点资料，运用EOF、REOF等方法，探讨重庆高温日数的空间分布特征，并对多高温天气的2006年和少高温天气年7~8月的环流特征进行了分析。结果表明：重庆高温天气主要出现在7~8月份，高温日数具有显著的年代际和区域性差异，20世纪70年代最多，80年代最少，沿长江、乌江为高温多发带。一致性异常分布是重庆高温日数的最主要空间模态；高温日数的异常空间分布可分为以下3个关键区：重庆中西部、重庆东南部、重庆东北部。乌拉尔山至鄂霍次克海地区阻塞高压偏弱，东亚大槽偏浅；100 hPa 高空南亚高压偏东,500 hPa 高空副高偏北偏西，形成一种上高下高的叠加形势是重庆7~8月出现多高温天气的主要原因。     

重庆近48年来高温天气气候特征及其环流形势

利用重庆23个气象观测站1960~2007年逐日最高气温观测资料，NCEP/NCAR再分析数据集中的高度场格点资料，运用EOF、REOF等方法，探讨重庆高温日数的空间分布特征，并对多高温天气的2006年和少高温天气年7~8月的环流特征进行了分析。结果表明：重庆高温天气主要出现在7~8月份，高温日数具有显著的年代际和区域性差异，20世纪70年代最多，80年代最少，沿长江、乌江为高温多发带。一致性异常分布是重庆高温日数的最主要空间模态；高温日数的异常空间分布可分为以下3个关键区：重庆中西部、重庆东南部、重庆东北部。乌拉尔山至鄂霍次克海地区阻塞高压偏弱，东亚大槽偏浅；100 hPa 高空南亚高压偏东,500 hPa 高空副高偏北偏西，形成一种上高下高的叠加形势是重庆7~8月出现多高温天气的主要原因。     

1986~2015年中国东南沿海致灾气旋#br# 及其直接经济损失变化特征

将造成经济损失的热带气旋定义为致灾气旋。基于1986~2015年浙江、福建和广东省180个致灾气旋路径、灾情以及气象数据，研究致灾气旋发生的频次、经标准化处理的经济损失及风雨的时空变化特征。（1）1986~2015年东南沿海地区致灾气旋频数整体呈上升趋势。广东省致灾气旋发生频次最多，浙江省相对较小，但强度高于台风的致灾气旋发生频次增加显著。（2）浙江、福建和广东省致灾气旋造成的经济损失呈上升趋势，但占各省当年GDP的比重均有所减少，广东省比重下降最为显著；浙江省受致灾气旋经济影响最严重，损失较高的致灾气旋发生概率最大，福建省受致灾气旋影响相对较小。（3）降水量及风速是造成致灾气旋直接经济损失的重要因素，风速是影响广东省经济损失的主要因子，浙江省受降水量变化影响显著，而福建省受降水量及风速影响相对较小。浙江省东部和南部、福建省东北部以及广东省东部和西南部致灾气旋发生频次高，引起风速大、降水多，造成直接经济损失最严重。研究结果有利于深化对东南沿海地区热带气旋基本特征及损失的认识，为中国东南沿海热带气旋防灾减灾政策提供了参考。     

长江中下游地区典型旱涝急转气候特征研究

为了研究长江中下游的旱涝急转气候特征，利用标准化降水指数和灾情资料挑选出了1960～2011年长江中下游各水资源二级分区的典型旱涝急转事件，在此基础上分析了其时空分布特征、各区频次和强度的差异，以及旱涝急转期间的大气环流形势。结果表明：长江中下游在这52 a中共有5 a出现了典型的旱涝急转事件，约10 a一遇；其中下游干流的旱涝急转事件强度指数更大、涝期降水量更大。旱涝急转前后的大气环流发生了明显的调整，200 hPa高度场上的南亚地区、东亚高纬地区和850 hPa风场上的东亚副热带地区存在显著的差异     

高原夏季西风异常年500 hPa纬向风季节内振荡特征及其与我国降水的关系

利用NCEP/NCAR日平均再分析资料及中国596个测站日降水资料，采用带通滤波、小波功率谱、合成分析、相关分析等方法对青藏高原夏季西风异常年500 hPa纬向风季节内振荡特征及其与我国降水和大气环流的关系进行了分析，结果表明：青藏高原夏季500 hPa纬向风季节内振荡以40～60 d周期为主；该季节内振荡在高原西风异常年份表现出异常的传播特征；且高原西风增强年份，我国30°N~40°N范围内的低频降水与高原低频纬向风几乎为同位相，30°N以南地区的低频降水与高原低频纬向风几乎为反位相，东北地区的低频降水落后于高原低频纬向风约1/4位相；高原西风减弱年份，江淮以北的我国北方大部分地区低频降水与高原低频纬向风几乎同位相，江淮地区的低频降水落后于高原低频纬向风约1/4位相。低频降水与低频环流有较好的配置关系     

上海地区台风灾害损失评估

台风是一种生成于热带或副热带洋面上的破坏性很强的天气系统。历史上台风对上海曾造成较大的影响和经济损失。利用上海气象站风、雨观测资料、上海基础地理信息数据、上海社会和经济数据以及台风灾情资料,利用逐步回归方法建立了上海台风灾害损失评估模型,并开展了上海台风灾损的年际变化和地区分布差异评价。结果表明建立的台风灾害损失评估模型可以用来进行台风灾损评估。近50 a来上海台风灾损度的变化趋势不明显,上海地区因台风影响造成的损失以沿海的崇明、南汇最严重,其次是地势低洼的青浦、金山和松江,中心城区和闵行台风灾损最低。由于历史台风灾情资料记载的不完整性和本评估未充分考虑上海社会经济发展及自然灾害防御能力的提高对台风灾损的影响,评估结果还具有一定的不确定性。深入综合考虑台风灾害致灾性和当地社会经济发展变化,建立更科学的台风灾害损失评估模型,是今后的研究方向     

Effect of a global warming-induced increase in typhoon intensity on urban productivity in Taiwan

A number of scientists have recently conducted research that shows that tropical cyclone intensity is likely to increase in the future due to the warming effect of greenhouse gases on surface sea temperatures. The aim of this paper is to establish what would be the likely decrease in the productivity of urban workers due to an increase in tropical cyclone-related downtime. The methodology used simulates future tropical cyclones by magnifying the intensity of historical tropical cyclones between the years 1978 and 2008. It then uses a Monte Carlo simulation to obtain the expected number of hours that a certain area can expect to be affected by winds of a given strength. It shows how annual downtime from tropical cyclones could increase from 1.5% nowadays to up to 2.2% by 2085, an increase of almost 50%. This decrease in productivity could result in a loss of up to 0.7% of the annual Taiwanese GDP by 2085.     

长江上游中小洪水天气学机理分析及致洪特征

基于1981~2012年长江上游128个中小洪水历史个例及NCEP/NCAR再分析资料,采用普查及天气学分型方法,建立了纬向型、经向型、偏东气流型以及两高之间型4种致洪降水天气学概念模型,研究了各天气型致洪降水发生机理及相应中小洪水特征。得到以下结论:纬向型中高纬环流相对平直多波动,伴有明显冷平流南下,地面锋面位置略偏北。该类型强降水过程多,强度大,持续时间长,对应中小洪水多为双峰或多峰型,平均洪峰流量、过程增幅最强,洪水过程时间也最长。经向型环流中高纬贝加尔湖和东北地区为深厚低槽,中低层常伴有暖式切变线或低涡发展,中上层急流出口处的辐散以及冷平流四类型中最强。该类型雨带多呈东北-西南走向,中小洪水一般以单峰为主,其洪峰流量及过程增幅均较大,造成的洪水涨水较快,过程时间最短。纬向和经向型均为全流域降水型,但在金沙江北部、岷沱江、嘉陵江以及宜宾-宜昌常出现较高频次的60 mm以上较强面雨量。偏东气流型副高与热带气旋外围环流汇合北进,其强降水前后冷暖平流变化不明显,受地形强迫抬升影响,最易产生准静止型、团状、突发性强降水。该类型中小洪水以单峰为主,涨水快,洪峰流量及过程增幅均最小,强降水主要分布在嘉陵江和岷沱江两大流域。两高之间型多为"鞍"型场的环流配置,青藏高压与副高在流域上空形成南北向切变线,其动力和水汽条件均较弱。该类型降水强度较弱,稳定少动,累积降水量较大,洪水以单峰为主,双峰偶有发生,其洪峰流量、过程增幅均较大,洪水过程时间较长,强降水多位于岷沱江、嘉陵江和宜宾-重庆中部流域。     

季风形成与长江流域的季风文化

由于深受季风环流的影响,长江文化与黄河文化均可称之为“季风文化”。这种文化源远流长,延绵不绝。东亚季风的形成是中国环境演变的关键事件,它是随着沧海桑田的变化特别是青藏高原的隆起而形成和强化的。在长江流域,随着东亚季风的建立,原有行星风系的环流形势被季风环流所取代,从而避免了全年受单一副热带高压的持续控制。因此,当地球相同纬度位置上的尼罗河流域、两河流域和印度河流域备受“副高”沙漠的袭击、使其古老文明遭到枯萎或夭折时,长江流域却因夏季风的吹拂,获得了降水的主要水汽来源,从而显得生机勃勃,其古老文明虽历经沧桑,仍不断发扬光大,且高峰迭起,一直巍然屹立于世界东方。     

成都地区污染天气分型及其污染气象特征研究

污染天气分型研究对空气质量预报、污染源总量控制等具有重要的意义。基于2013年1月~2014年12月高空及地面天气形势划分了成都市的天气类型并探讨各天气类型下的空气质量状况及其污染天气特征,以期为空气质量预报和预警提供依据。结果表明,空气污染过程中,500 hpa环流形势主要有两槽一脊型、一槽一脊型、纬向型、槽脊同位相型等,其中两槽一脊型和槽脊同位相型控制下的空气质量最差。发生空气污染时,地面环流形势可分为高压型、高压后部型、高压底部型、低压型、低压顶部型、低压前部型、低压底部型、鞍型场型、冷锋前部型和均压场型,其中高压型、高压底部型、高压后部型控制下的空气质量最差。