汉江流域1956~2016年汛期降水时空演变格局

基于汉江流域96个雨量站点1956~2016年长系列降水数据，采用数理统计法诊断了汉江流域汛期降水时空演变特征。研究发现汉江流域汛期面平均降水历年总体变化趋势不显著，但在1989年存在较强跳跃性，并伴随有22 a、8 a和3 a主周期震荡；受流域气候及地形影响，流域汛期降水空间分布不均。流域上游西南区和汉江下游等地常成降水中心，易形成“辐射型”、“南北型”和“东北-西南型”3种空间分布模态，方差贡献率分别为41.1%、12.4%和7.6%；近年来流域西南部汉中、安康、神农架地区及汉江下游天门、仙桃一带局地降水显著上升，流域东北部商州、凤镇一带及唐白河流域局地降水显著下降，汛期降水“东北-西南型”分布模态日渐走强。流域降水时空分布及演变特性直接关系到流域水资源合理开发与利用，进一步加深了对汉江流域降水要素变化规律的认识，研究成果对流域洪涝灾害应对、雨洪资源利用及水资源优化配置具有参考借鉴价值。     

汉江流域降水持续天数分布

以汉江流域13个站点1960~2003年的逐日降水资料为基础,分析了该流域年及各季雨日数和雨日平均雨量分布的时空特征，研究表明汉江流域春季平均雨日数占全年的25%~31%,雨量占全年雨量的21%~31%。夏季平均雨日数占全年雨日数的13%~18%,雨量占全年雨量的50%。秋季平均雨日数占全年雨日数的22%~31%,雨量占全年雨量的21%~29%。冬季平均雨日数占全年雨日数13%~22%，雨量占全年雨量的6%，雨日平均雨量仅为28 mm。建立了流域内不同站点、不同季节的持续性雨日概率分布模式，用Polya概率分布对汉江流域各种持续性雨日发生概率进行拟合，结果表明夏季、冬季、秋季拟合效果较好，卡方检验通过率达到95%，而春季有4个站点无法通过检验。利用Polya概率分布模式可以科学地估算流域各地、各季不同持续时段雨日出现的气候概率，为防洪减灾提供依据，也为南水北调中线工程的顺利实施提供科学依据     

汉江流域1956～2016年汛期降水时空演变格局

基于汉江流域96个雨量站点1956～2016年长系列降水数据,采用数理统计法诊断了汉江流域汛期降水时空演变特征。研究发现汉江流域汛期面平均降水历年总体变化趋势不显著,但在1989年存在较强跳跃性,并伴随有22 a、8 a和3 a主周期震荡;受流域气候及地形影响,流域汛期降水空间分布不均。流域上游西南区和汉江下游等地常成降水中心,易形成"辐射型"、"南北型"和"东北-西南型"3种空间分布模态,方差贡献率分别为41. 1%、12. 4%和7. 6%;近年来流域西南部汉中、安康、神农架地区及汉江下游天门、仙桃一带局地降水显著上升,流域东北部商州、凤镇一带及唐白河流域局地降水显著下降,汛期降水"东北-西南型"分布模态日渐走强。流域降水时空分布及演变特性直接关系到流域水资源合理开发与利用,进一步加深了对汉江流域降水要素变化规律的认识,研究成果对流域洪涝灾害应对、雨洪资源利用及水资源优化配置具有参考借鉴价值。     

中国春季降水与南印度洋偶极子的关系研究

利用美国国家海洋和大气管理局海温资料和1951~2010年中国160站月降水量资料，分析了前期冬季（12~2月）印度洋海表温度与中国160站春季降水的关系及其影响机制。研究表明：冬季印度洋海温异常的空间模态主要有两种：符号一致的单极和东、西符号相反的南印度偶极。将第2模态的时间系数定义为南印度洋偶极子指数。该指数与中国次年春季降水关系较好，并利用NCEP/NCAR再分析资料进行机制分析，发现主要南印度洋偶极子通过以下途径影响中国春季降水：中高纬，SIOD的影响主要引起低纬度的海温及对流异常，通过中低纬度间的相互作用，在中高纬产生较强的遥响应，从而影响同期冬季欧亚大陆的环流变化，这种扰动在西风气流的作用下引起后期春季北太平洋地区对流活动异常，通过中低纬度间的相互作用，加强中高纬地区的遥响应，表现为欧亚大陆EUP波列；低纬，SIOD的影响主要引起南海-海洋性大陆的海温及对流异常，引发经向环流异常，导致黄河至长江中下游地区垂直运动异常和气流辐合异常     

1960～2017年汉江流域气象干旱时空特征分析

基于汉江流域13个站点1960～2017年的逐月降水和平均气温资料,计算不同时间尺度下的标准化降水蒸散指数(SPEI),分析汉江流域气象干旱时空特征,并结合大气环流指数讨论该流域气象干旱成因.结果表明:(1)汉江流域SPEI数值具有3～4年的主周期,表现出干湿交替的状态.(2)年尺度下,轻旱和中旱发生频率在5％～24％,且西部地区较高.春季,多轻旱和中旱发生且频率在6％～19％;夏季,轻旱频率中部高于四周,最高地区频率在20％～28％;秋季,中部地区干旱频率较高;冬季干旱频率普遍高于10％但以轻旱和中旱为主.(3)年尺度下,汉江流域SPEI值以0.0021/a的速度降低,说明全球变暖对流域年际干旱情况影响很小;春季和秋季SPEI值与MEI、SOI显著相关,相关系数绝对值在0.271～0.422之间;夏季SPEI值与EASM显著相关,相关系数绝对值在0.261～0.498之间;冬季SPEI值与AO、NAO显著相关,相关系数绝对值在0.220～0.281之间.     

洞庭湖流域近58年季节性干旱时空分布及大气环流分析

利用洞庭湖流域1960～2017年103个气象站点逐月降水数据、NCEP/NCAR再分析数据以及Z指数,对洞庭湖流域近58年来季节性干旱的时空变化和不同干旱范围等级的大气环流形势进行分析,以加强对季节性干旱的认识。结果表明:近58年洞庭湖流域Z指数存在显著的年际和年代际变化特征,表现为20世纪60年代偏旱,70与80年代干旱呈现出显著的年际旱涝转换,90年代较湿润,进入21世纪出现年代际旱涝转换。春、夏和冬季干旱多发生在1990年之前,且流域的季节性干旱在不同的年代际存在不同的空间分布特征。流域各站点多年平均干旱频率基本在10%～30%之间。从同期大气环流形势来看,EU型遥相关波列对流域各季节干旱均有重要影响,EAP型与Silk Road型遥相关在夏、秋季节对副高强度与位置有重要影响。干旱事件在春、冬季主要受制于北方冷空气的强弱,夏(秋)季在副热带高压偏弱(强)偏北时易发生较大面积干旱。     

金沙江中下游流域面雨量特征分析

利用2000~2012年金沙江中下游流域56个国家气象观测站逐日08~08时降水资料，采用算术平均法计算得到金沙江中下游5个子流域逐日面雨量，对金沙江中下游及5个子流域面雨量的时空分布特征进行了分析，重点分析了强降水日面雨量的季节分布、频次分布、等级分布、极值分布等统计特征。结果表明:金沙江中下游降水的时空变化特征明显，年平均面雨量为812 mm，夏季降水最多，秋季次之，冬季最少，且秋雨多于春雨；5~10月为降雨集中期，降水总量占年平均降水的91%；5个子流域平均每年出现日面雨量≥20 mm的强降水29.5次，且夏季最多，秋季次之；华弹 屏山段出现强降水的频次最高，横江流域次之，雅砻江下游最少，但横江流域最易出现强降水极大值；华弹 屏山和横江流域同时发生强降水的频率最高，占流域性强降水总次数的521%，在开展金沙江中下游流域面雨量预报时要特别加以关注     

洞庭湖流域近54 a来冬季降水及其异常环流特征分析

基于洞庭湖流域96个气象站点1961~2015年逐月降水数据和美国NCEP/NCAR再分析数据,对洞庭湖流域近54 a来冬季降水的时空变化特征和典型冬涝、冬旱年的大气环流及水汽输送形势进行分析,并讨论逐年冬季降水与同期欧亚环流指数(EUCI)、可降水量和水汽通量散度的关系。结果表明:近54 a,流域冬季降水存在明显的年际和年代际变化特征,具体表现为20世纪60年代和70年代降水偏少,80年代降水开始增多,其后期至90年代中后期降水偏多明显,进入21世纪以来降水又呈波动减少的趋势。此外,流域冬季平均降水量和冬季降水标准差均呈现由南向北、由东向西递减的空间分布特征。从大气环流和水汽输送形势来看,典型冬涝年和冬旱年的空间分布大致相反,表明流域冬季异常降水是与大尺度环流形势的异常密切关联的。计算发现,逐年冬季可降水量、水汽通量散度和欧亚环流指数与流域冬季降水均具有较好的关系,相关系数分别达到0.43、-0.68、-0.53,通过0.01的信度检验。     

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。     

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。     

ENSO对我国东部极端降水的季节影响

利用百分位法定义极端降水阈值,对我国东部地区极端降水在不同季节对ENSO的响应特征加以研究,并以湿位涡作为切入点从大气性质角度出发分析其可能成因。结果表明：暖、冷年当年夏季极端降水对比显著区域主要在华北地区东部,分别表现为负距平区和正距平区;在暖年次年夏季和春季分布形有相似之处,北方多极端降水,南方分布形势较为复杂,江南地区也有极端降水大值区;次年秋季,与春夏季相比,极端降水大值区主要分布在北方;到了次年冬季,整个东部地区以极端降水负距平为主,冷年次年四季极端降水基本呈相反的分布形势;对应的湿位涡场能很好的反映北方地区尤其是华北地区的大气稳定性,而在低纬度地区还不能作为很好预测极端降水分布情况的依据     

长沙大气水线及与局地气象要素的关系

基于2010年1月1日至2012年12月31日长沙降水事件同位素资料，计算了长沙不同季节的大气水线，同时结合广州降水事件同位素资料，分析了影响大气水线的局地因素。研究发现：（1）长沙全年大气水线为δD=857×δ18O+1855，它与我国东部季风区尤其是南方多地的大气水线非常接近。夏季大气水线很可能受西南季风和东南季风输送不同水汽的影响而斜率小于8；（2）与以前的研究结果不同，长沙、广州两地降水量与大气水线的关系均表明降水量与大气水线并不存在必然联系。气温、湿度对大气水线的影响也并非依照它们对分馏效应比的作用结果，这表明影响大气水线的因素是复杂的；（3）降雨、降雪的大气水线存在差异不能简单归因于降雨过程中同位素云下二次蒸发引起的同位素分馏比降雪明显，还需考虑液-汽、固-汽相变过程中，分别对应的凝结、凝华产生的分馏效应比差异     

近50年来鄱阳湖流域降雨多时间尺度变化规律研究

利用鄱阳湖流域16个气象站1960~2008年共49 a的月降雨资料，采用Morlet小波函数，对该流域降雨季节变化、年际和年代际时间序列进行小波分析，揭示了流域降雨变化的多时间尺度特征，分析了不同时间尺度下降雨序列变化的周期和突变点。研究表明：①1960~1990年，年降雨量呈明显年际和代际振荡，并无显著趋势；进入90年代以后，年降雨呈现显著上升趋势；进入21世纪，尤其从2002年开始，年降雨量开始减少；②流域季节降雨和年降雨都存在多时间尺度特征，夏季降雨、冬季降雨和年降雨都存在18 a的第一主周期；春季、冬季和年降雨存在6 a次主周期；此外，春季、秋季、冬季和年降雨均存在3 a次主周期；③夏季降雨在18 a时间尺度上与年降雨变化具有相同的趋势和相位，春季降雨在3 a和6 a时间尺度上与年降雨变化具有相似趋势和相位变化     

Seasonal changes in daily precipitation extremes in mainland Portugal from 1941 to 2007

This study aims mostly at understanding seasonal variations in the intensity, frequency and duration of extreme precipitation events in mainland Portugal. For this purpose, selected precipitation indices that mainly focus on extremes were calculated at the seasonal scale for daily data recorded in the period 1941–2007 at 57 meteorological stations scattered across the area. These indices were explored for trends at the local and regional levels. The results show that there are marked changes in precipitation indices at the seasonal scale. Trends in spring and autumn precipitation have opposite signals. In spring, statistically significant drying trends are found together with a reduction in extremes. In autumn, wetting trends are detected for all indices, although overall they are not significant at the 5 % level. In addition, the relationship between seasonal extreme precipitation indices and atmospheric large-scale modes of low-frequency variability is analysed by means of a seasonal correlation analysis. Four modes of low-frequency variability are explored. Results confirm that, over mainland Portugal, the North Atlantic Oscillation is one of the most important teleconnection patterns in any season and the mode of variability that has the greatest influence on precipitation extremes in the area, particularly in the winter and autumn.     

三峡水库对区域气候影响的数值模拟分析

利用中尺度数值模式MM5V3模拟了三峡水库建成后，由于下垫面变化对区域气候的影响，并探讨了三峡水库的建成是否为引发社会广泛关注的高温干旱和低温雨雪冰冻灾害等极端天气的主要因素。研究表明:三峡水库的建成对当地气温具有海洋性效应，库区附近春季温度变低，夏季在水库下游气温升高、上游则气温降低，而冬季则以升温为主；春季降水变化主要位于库区沿线的南部山区，增雨带和减雨带相间分布，夏季降水量在三峡库区中上游地区和附近的山区呈增加趋势，在库区下游及附近地区降水呈减少趋势，冬季降水量减少，主要集中在大坝附近地区到三峡（巫山）段；春季库区的相对湿度增加，幅度多在05%～10%，夏季相对湿度的影响也存在正负两种效应，大坝上游库区附近相对湿度增加，大坝下游地区相对湿度降低，冬季变幅不大；三峡水利工程不是干旱、低温雨雪冰冻等极端天气出现的主因，它对极端天气事件的影响并不明显。〖     

无锡市酸雨变化特征及气象条件影响研究

基于无锡市2008~2011年酸雨观测资料，利用功率谱分析、后向轨迹和聚类分析方法，研究了无锡市酸雨的变化特征，分析了气象因素对酸雨的影响，探讨了1 500 m高度的气团移动路径特征。结果表明：2008~2011年，无锡市酸雨pH值呈现逐年递增趋势，而且酸雨逐月pH值、逐月弱酸雨和强酸雨频率分别存在不同的周期性变化；酸雨酸性随降水量增加表现为先增强后减弱，但夏季降水与酸雨pH值的相关性并不显著；春季相对湿度与酸雨pH值呈现显著负相关，夏季气温则与酸雨pH值呈显著正相关；各季节1 500 m高度的轨迹存在一定差异，春冬季无锡市受内陆气团影响为主，夏秋季西太平洋水汽输送作用明显。总体而言，江浙赣和西太平洋是无锡酸雨前体物的主要来源地     

不同季节划分尺度下巢湖流域气候变化趋势分析

根据现代气候学、候平均气温及气象学上的季节划分等3种不同的季节划分方法,利用国家气候中心发布的1961～2010年气象台站观测资料插值格点化数据集（CN051）,选取巢湖流域内及其周边的26个格点气温、降水量资料,运用年代际变化、距平、回归分析以及Mann Kendall 方法,分析比较巢湖流域近50 a三类季节的气温、降水量变化趋势和特征。结果表明：3种方法划分出不同季节,分析温度和降水的变化趋势时,它们各自的结果有所差异,甚至差别相当明显,运用气象学季节划分方法就成功地推翻了全球变暖的说法。所以在全球变暖的大背景下,分析季节的气候变化应考虑每年实际气温,从多尺度进行分析,才能得到准确而又科学的结果     

青藏高原四季降水变化特征分析

利用青藏高原87个地面气象台站41年（1960～2000年）的月降水资料,并在Arcgis 9.0中通过Kriging插值方法对少数站点的缺测值进行了插补,用线性回归方法研究了高原四季降水量的变化趋势及区域上的差异。为了保证本研究的完整性,对高原年降水也做了相应分析。结果表明：（1）高原冬春两季降水量呈显著增加趋势。冬季雅鲁藏布江下游、春季高原东北部为降水减少区,高原其他区域均表现为增加;夏秋两季降水量基本保持不变,但夏季高原中部和川西降水减少,高原南部和北部降水表现为增加;秋季高原中部、南部降水增加,川西降水减少。（2）高原年降水呈显著增加趋势。在区域上高原南部大致以东经102度为界,该线以东降水减少,以西降水增加,且降水增加区域表现出随纬度的增加而递减的特征。高原中部、北部的年降水基本保持不变或微弱增加。