台风暴雨落区研究综述

台风暴雨最重要的两个因素是雨强和降雨分布,后者即为暴雨的落区。影响台风暴雨落区的因子主要有3个：1）台风涡旋内部结构;2）台风周围环境大气影响;3）台风下垫面强迫作用。本文对这3类因子的作用和影响作了总结。台风暴雨可分为台风环流内的暴雨和台风环流之外的暴雨两大类。本文把台风环流内的暴雨概括为5个落区,包括眼壁暴雨、螺旋雨带暴雨、小涡暴雨、倒槽暴雨、切变暴雨。把台风环流之外的暴雨分为台前飑线暴雨、远距离暴雨和变性下游效应暴雨。地形可能会改变两类暴雨的强度和落区。本文对每一个落区的暴雨特点和形成机理作了总结,对台风暴雨业务预报有一定的参考价值。     

湛江市1951～2011年暴雨气候的变化特征

根据湛江市1951～2011年降水资料,利用线性趋势分析、小波分析、Mann-Kendan检验等方法,研究了湛江市暴雨的气候变化特征。结果表明,湛江暴雨日数具有双峰型特点,6月为次峰,8月或9月为主峰。年暴雨日数、年暴雨量、年暴雨强度和暴雨贡献率的多年平均值分别为7.6 d、669.7 mm、87.0 mm/d和39.0%,变化速率分别为0.035 d/年、4.6 mm/年、0.24 mm/年d.-1和0.002%/年,年暴雨量、年暴雨强度变化趋势显著,而暴雨日数、暴雨贡献率变化趋势不显著。20世纪50年代末到60年代中期为少雨期,60年代中到90年代末为多雨期,90年代末至今为少雨阶段。年暴雨日数、年暴雨量和暴雨贡献率分别在1957、1961和1961年发生了突变性增加,但暴雨强度未发生突变。年暴雨日数、年暴雨量、年暴雨强度和暴雨贡献率分别存在9、11、7和4年的主要准周期。     

长江中下游地区近60年暴雨变化特征研究

为了揭示长江中下游地区暴雨变化特征,基于1958～2017年426站点的逐日降水资料,定义4个暴雨特征变量,通过线性趋势分析、累积距平检验、滑动t检验和Pettitt检验进行趋势变化分析以及突变检验。结果表明:1)年暴雨量和年暴雨日数从江西中部向周围递减,年暴雨强度和年暴雨变异系数从南到北逐渐增加;4个暴雨特征变量存在明显的季节差异,夏季是全年暴雨的主要贡献者,春季暴雨明显多于秋季,冬季最少,但其暴雨变异系数最大,波动性强。2)74%站点的年均暴雨量、暴雨日数和暴雨强度呈增加趋势;从西北往东南,年均暴雨量、暴雨日数的线性趋势率逐渐增加。暴雨量和暴雨日数显著增加的站点比分别为17.8%和16.7%(p 0.05)。3)累积距平检验、滑动t检验和Pettitt检验结果表明1988年是近60年长江中下游地区暴雨变化显著的突变点,且1988年后三个暴雨特征变量的平均值和趋势率较1988年前有明显增加。     

合浦县暴雨气候特征及成因分析

利用合浦县台站1971—2010年40a暴雨观测资料,分析了暴雨日数的年际变化、年代际变化和暴雨季节分布特征,分析得出,合浦县暴雨日数呈上升趋势,且上升幅度明显;暴雨主要集中分布在5-9月,以7月份出现暴雨、大暴雨及特大暴雨日数最多。合浦县特殊的地理位置和地形特点有利于暴雨天气的形成和发展,影响暴雨的最主要天气系统为锋面、高空槽、切变线、急流、热带气旋等。     

1964-2013年大连地区暴雨气候特征及变化规律

利用1964—2013年大连地区6个气象站逐日降水资料,采用线性倾向估计、Mann-Kendall和 Yamamoto检验及最大熵谱分析等方法,对大连地区暴雨的气候特征及变化规律进行分析。结果表明：大连地区3—12月均可出现暴雨,72.7％的暴雨出现在7—8月,7月暴雨出现最多,8月上旬是暴雨出现最集中的时期。4—8月各月暴雨日数均呈上升趋势,且4月暴雨日数上升最明显,8月次之,至9月暴雨日数呈下降趋势。大连地区各站年平均暴雨日数为1.8—2.8 d,暴雨日数分布从大连西北内陆向东南沿海地区逐渐增多,暴雨日数大值中心在庄河（2.8 d）。各站年暴雨日数均呈上升趋势,大连北部普兰店、东部长海和西南部旅顺地区年暴雨日数呈显著上升趋势,其他地区年暴雨日数上升趋势较弱。近50 a来,大连地区暴雨初日有所提前,暴雨终日变化不明显。年暴雨日数、暴雨强度和暴雨贡献率均呈不显著的上升趋势,且均从2003年以来增加明显,均有2.0—3.0 a的周期振荡;此外,年暴雨日数、暴雨强度和暴雨贡献率分别存在准12.5 a、准5.0 a和准16.7 a的振荡周期,仅年暴雨贡献率在1977年和1978年发生显著突变。     

1961-2012年山东汛期暴雨气候特征分析

利用1961-2012年山东省35个气象站汛期逐日降水资料,采用常规统计法分析了山东省汛期暴雨日数和暴雨强度的时空变化特征,运用均生函数建立山东省汛期暴雨日数和暴雨强度的预测模型,并进行试报和预报检验。结果表明：1961-2012年山东省汛期暴雨日数和暴雨强度均呈减小趋势,但减小趋势不明显,未通过0.05信度的显著性检验。1961-2012年山东省汛期平均暴雨日数为2.2 d,存在3.4 a与准8.0 a周期振荡|暴雨平均强度为67.8 mm·d^-1,有2.3 a、3.3 a、6.9 a与准12.0 a的变化周期。1961-2012年山东省汛期暴雨日数和暴雨强度未出现气候突变|山东省暴雨日数和暴雨强度自20世纪70年代中末期至80年代末期出现年代际减小的变化。山东省汛期多年暴雨平均日数和暴雨强度呈自西北向东南逐渐增加的分布趋势。鲁南、山东半岛南部和东部地区是山东省汛期暴雨（连续性暴雨）的多发地带及暴雨强度大值区域。对2003-2012年山东汛期暴雨预测表明,均生函数预测模型可较好拟合山东省汛期暴雨日数和暴雨强度的变化趋势,对山东汛期暴雨有较好的预测能力。     

河北暴雨的多普勒天气雷达径向速度特征

利用2004—2011年29次暴雨过程的多普勒天气雷达资料和常规天气资料,分类总结了河北中南部暴雨的主要雷达径向速度特征。发现形成河北中南部暴雨的主要雷达径向速度特征有5类:β中尺度辐合线、β中尺度辐合、γ中尺度辐合、高空急流和深厚持久的低空急流。深厚持久的低空急流是大范围暴雨的主要速度特征之一。高空急流是大范围暴雨和区域暴雨共有的速度特征。β中尺度辐合线、β中尺度辐合、γ中尺度辐合是大范围暴雨、区域暴雨和局地暴雨共有的速度特征和主要的中小尺度影响系统。列车效应是造成局地暴雨、大暴雨的关键原因。     

抚州市近50年暴雨气候特征

利用逐日降水资料,分析了抚州市1961—2010年暴雨分布规律和气候特点。结果表明,其年代际变化均呈波浪型,20世纪90年代暴雨最多,70年代最少;暴雨具有明显的季节特征,夏季暴雨最多,尤其是6月中下旬最为集中;多区域性暴雨,占暴雨总日数的37.3%,连续暴雨也较多,以连续2 d区域性暴雨为主;暴雨东部多于西部,北部多于南部;年暴雨站次数与年降水量呈很好的正相关;夜暴雨多于昼暴雨。最后,分析了暴雨、大暴雨的主要影响系统和典型天气形势。     

1958-2012年来河北汛期暴雨气候变化特征分析

应用1958-2012年河北21个基准站和基本站逐日降水观测资料,分析了河北汛期暴雨的气候分布特征、年际、年代际变化以及趋势变化特征。结果表明,汛期暴雨分布呈现东部、南部多,向西北部递减的特征。最大暴雨量中心在河北东部、燕山南麓的唐山、秦皇岛地区。从年际和年代际尺度分析,暴雨量、频次、强度都存在2-3 a的年际变化周期信号,暴雨量和频次在20世纪80年代以后存在15-20 a的年代际周期信号。汛期暴雨量、暴雨频次时间序列整体呈现下降趋势,特别是21世纪以来,河北暴雨量和暴雨频次下降趋势更为明显,暴雨强度在近50 a变化幅度不大。在空间分布上,暴雨量、暴雨频次和暴雨强度三个特征量在年代际变化中整体都呈现东退南缩的特征。从趋势分析看来,大部分站点汛期暴雨量、频次、强度都呈现下降趋势。     

近60a上海金山地区暴雨的气候变化特征及暴雨雨量风险评估研究

利用上海金山站1959—2016年的逐日降水序列,采用突变检验、Morlet小波分析等方法,对近60 a金山地区暴雨的气候变化特征进行分析,并对暴雨雨量进行风险评估。结果表明:(1)近60 a来金山暴雨日数和暴雨强度分别呈缓慢和不显著的增加趋势,暴雨日数于1988年发生由"偏少到偏多"的突变;暴雨初日呈现逐年提前的趋势,20世纪90年代起金山进入暴雨早发期,21世纪以来暴雨终日呈现较明显的推后趋势。(2)台风暴雨的风险概率和致灾强度是最大的,其次是低压暴雨;暖区暴雨、静止锋暴雨、低压暴雨和台风暴雨的高风险水平分别为50～75 mm、50～75 mm、50～90 mm和50～100 mm,对应的风险概率为28.4%～100%、28.9%～100%、32.3%～100%和33.6%～100%。     

太行山脉影响下的华北暴雨分型

基于中国台站逐日降水观测资料,对华北地区1951—2010年夏季暴雨过程进行了分析,根据太行山脉地形特征及暴雨落区、强度及移动等特征,结合暴雨天气预报经验,对太行山影响下华北地区夏季暴雨进行了分型,将华北暴雨分为太行山以东暴雨型、太行山以西暴雨型、太行山区暴雨型、太行山两侧暴雨型和过山时减弱暴雨型五种型态,挑选和确定了各种分型暴雨的典型个例库。分析表明太行山以东暴雨型出现概率最高,不同型态暴雨的主要影响天气系统也各不相同。     

我国暴雨机理与预报研究进展及其相关问题思考

为了不断提高对我国暴雨发生发展机理的认识和暴雨预报的准确率,本文对新中国成立70年来我国暴雨机理与预测研究历程与重要成果进行了回顾,首先简要介绍了热带季风及其变异、西太平洋副热带高压及阻塞高压对我国暴雨的影响;然后,概述了我国梅雨期暴雨、华北暴雨与华南前汛期暴雨、登陆台风暴雨与西部地区强降水、青藏高原及不同地形对暴雨影响研究方面的主要进展;最后,探讨了我国发展更精细暴雨定量降水数值预报的前景和存在问题。在此基础上,提出未来我国暴雨研究与预报中值得关注和思考的几个科学问题。     

近3 a岳阳暴雨时空分布规律及形势特征分析

利用岳阳市2015—2017年232个区域气象站、6个国家气象站降水资料和EC风场资料,采用统计分析等方法总结了近3 a暴雨空间分布特征,分析了暴雨产生的中低层影响系统的天气形势,结果表明:岳阳市暴雨过程日变化规律有集中型暴雨、持续型暴雨和波动型暴雨3个类型。岳阳市暴雨过程的空间分布频次为东部高于西部,药姑山区暴雨次数最多,强度最大,是岳阳市暴雨中心,连云山区为次暴雨频次中心和局地暴雨强度中心,幕阜山区仅有局地暴雨频次中心,地形是岳阳市暴雨出现频率高和暴雨强度大的重要因素;全市性大范围暴雨受天气系统影响更明显,地形影响也是全市性大范围暴雨的重要影响因素,最强暴雨区范围在药姑山区及其新墙河流域。区域性暴雨在连云山区有暴雨重叠区域,连云山区也是区域性暴雨中心。影响岳阳市暴雨的中低层天气系统以急流和冷切变居多,低涡次之、暖切变(横切变)和低槽较少,大多数暴雨过程有多个天气系统配合出现。     

基于Copula模型的暴雨综合指标分析——以万州为例

利用重庆市万州区1967—2019年的降水资料,选取年暴雨量、年暴雨强度和年暴雨贡献率为暴雨要素,利用Archimedean Copula函数构建二维联合分布,并根据RMSE,AIC,Bias和OLS值进行优度检验,确立最优Copula函数,分析多要素联合下的暴雨概率以及重现期特征。研究表明,Clayton Copula函数适合构建年暴雨量和年暴雨强度、年暴雨强度和年暴雨贡献率的综合指标联合分布模型,Frank Copula函数适合构建年暴雨强度和年暴雨贡献率的综合指标联合分布模型;暴雨要素之间具有的正相关关系可由Copula函数直观清晰的反映,最优Copula函数适用于分析暴雨多要素的联合概率;Copula函数模型能够反映暴雨多方面的特征,基于暴雨多要素的联合重现期以及同现重现期可以呈现更多的暴雨要素信息,也可以反映暴雨灾害发生时的降水集中程度和暴雨的强度等级。因此,利用Copula函数能够有效反映暴雨的联合特征,提供更全面的暴雨信息。     

浙江时间多尺度台风暴雨增幅特征的统计研究

本文提出基于欧拉坐标方法的多时间尺度热带气旋(TC)暴雨增幅及极端暴雨增幅的概念来研究沿海地区TC暴雨增幅,从浙江省内67个国家级台站的整点时刻逐小时降水资料提取1973—2015年影响浙江的135个TC个例的逐1、3、6、12、24 h(1~24 h)降水增量样本,结合TC中心位置和强度信息,统计得到:浙江1~24 h时间分辨率下出现TC极端暴雨增幅阈值分别为29.1、51.9、88.3、103.9和123.9 mm;不同时间分辨率下浙江TC暴雨增幅频次具有比较一致的月际变化、年际变化、长期线性趋势特征,不同时长的TC暴雨增幅的日变化不尽相同;浙江发生TC暴雨增幅和极端暴雨增幅主要出现频率最高的地区是温州南部和台州南部。影响浙江台风9类路径都有可能发生TC暴雨增幅,除了舟山以北登陆类外,其他路径也均有可能发生TC极端暴雨增幅,TC暴雨增幅和TC极端暴雨增幅均以椒江到福清登陆类路径占比最多;TC中心位于浙江温台交界附近和福建东北部沿海时浙江最易发生TC暴雨增幅和极端暴雨增幅;不同分辨率下TC暴雨增幅和TC极端暴雨增幅发生频率最高的离TC中心距离是不同的,但TC暴雨增幅极大值均出现在距离台风中心600~700 km范围内;不同时间分辨率的TC暴雨增幅和TC极端暴雨增幅出现频率最高的是TC的东北象限,其次是西北象限,增幅极大值均出现在东北象限。另外,TC暴雨增幅和极端暴雨增幅均与TC强度有一定关系,从各时长平均来看,最易发生TC暴雨增幅的是强热带风暴级,最易发生TC极端暴雨增幅的是热带低压级。     

江西省汛期暴雨气候特点及预报方法综合分析

概括介绍了江西省汛期暴雨的气候特点、汛期暴雨环流形势和天气系统特征,以及针对江西省汛期暴雨的预报方法研究进展。最后,提出了未来一段时间江西省暴雨预报方法研究的主要方向,认为应该将暴雨过程的天气尺度和中尺度特征与地形特征相结合,开发暴雨预报方法并建立暴雨预报模式。     

中国暴雨的科学与预报：改革开放40年研究成果

总结了改革开放以来中国学者在暴雨科学与预报领域取得的重要研究进展和主要成果。其中,暴雨机理研究成果从重要天气系统、中国主要区域的暴雨、台风暴雨等3个方面分别进行综述,而暴雨预报技术研发与应用则从中国数值天气预报发展和暴雨预报客观方法两方面进行归纳。      

近35年云贵高原暴雨特征分析

利用云南和贵州188个气象台站1980~2014年的逐日降水资料,得到了云贵高原的年平均总降水量、年平均暴雨量、暴雨频率、暴雨贡献率和暴雨的月分布情况,探讨了近35年云贵高原暴雨的分布特征和年际变化特征。结果表明:云贵高原的年降水量分布大体上呈南多北少,整体上由南向北递减。暴雨的贡献率占16%左右,云贵高原最早1月就会出现暴雨,最晚6月出现暴雨天气,暴雨集中出现在4~11月,夏季平均暴雨日数2.5天。1980~2014年暴雨降水量偏多年与暴雨降水量偏少年差别不大,暴雨量在近35年内未出现明显的变化趋势。通过小波分析得出云贵高原的年降水,年暴雨都存在多时间尺度特征,不同的时间尺度表现出不同的循环交替。至今暴雨增多的等值线未出现闭合,降水还有增加的趋势。      

近40a呼伦贝尔市暴雨时空变化特征分析

使用呼伦贝尔市16个国家气象观测站1971—2010年逐日降水资料,分析了近40 a呼伦贝尔市暴雨次数和暴雨量的时空变化特征。结果表明：该市暴雨具有我国东北地区暴雨的特征,即局地单站暴雨发生最频繁（占81.3%）,其次是区域性暴雨（占13.3%）,连续暴雨发生频次较低;该市暴雨次数和暴雨量年际变化趋势一致,并在时间序列上均存在一致的3个时期：20世纪70年代初暴雨较少期、20世纪70年代末到90年代末暴雨较多期、21世纪初暴雨较少期;该市暴雨开始于5月,结束于9月,主要出现在夏季,集中在7下旬,8月上旬次之;暴雨总量沿大兴安岭山脉自西北向东南方向递增,大兴安岭东面暴雨总量明显大于大兴安岭西面,说明地形对呼伦贝市暴雨作用显著。     

江西暴雨气候特征及降水极值重现期分析

利用1961—2020年江西省83个国家气象观测站日雨量资料,采用线性倾向估计法、年最大值法以及耿贝尔Ι型极值分布理论,对江西年平均暴雨日数、暴雨降水量、暴雨贡献率、暴雨强度等的变化特征以及不同重现期的降水极值进行了分析.结果表明:1)江西各地年均暴雨日数呈西南向东北递增分布;大部分地区年暴雨日数呈增加趋势,并呈现西部和南部增加略慢,东部和东北部快速增加态势;尤其是江西东北地区既是暴雨高发中心,同时也是暴雨日数增长中心.2)江西各地年平均暴雨降水量和暴雨贡献率均呈东北多、西南少分布;景德镇和上饶为暴雨降水量和暴雨贡献率高值区也是增长中心;赣州北部和吉安南部为暴雨降水量和暴雨贡献率低值区,但呈现明显增长趋势.3)江西各地平均暴雨强度呈现较明显的北部大、南部小的分布特征;暴雨强度呈现西部增强、东部减弱的趋势.4)江西不同重现期的日雨量极值呈现东北大、西南小的分布,高值区主要分布在上饶、景德镇和抚州一带,低值区主要在吉安南部和赣州.