中国年最大致洪暴雨落区研究

分析了1900-1999年逐年全国最大致洪暴雨落区的区域分布和年际间迁移轨迹.结果表明:中国年最大致洪暴雨落区的年际间迁移轨迹是无序的;年最大致洪暴雨可以随机地出现在中国(主要在90°E以东地区)任何地区;华中和华东地区是出现年最大致洪暴雨频次最高的地区.也分析了1470-1899年逐年的年最大洪涝中心的区域分布和年际间迁移轨迹,其结果支持20世纪中国年最大致洪暴雨落区分布和年际间迁移轨迹分析所得出的认识.上述事实表明,中国7大江河中的任何一条,每年都可能出现全国最大的暴雨洪水,而且无法预见其在年际间迁移的方向与落区.因此,中国不得不立足于此客观事实确立全国防洪战略.     

卫星资料在暴雨数值模拟中的应用研究

分析研究了2001年5月15日～8月15日3个月GMS卫星资料在湖南资水流域实时数值预报中的应用以及将TRMM(Tropical Rainfall Measuring Mission)卫星上的TMI(Microwave Imager)雨水资料适时融入数值模式改变当时模式中雨水分布场,数值模拟还研究了发生在淮河流域的10次暴雨过程。结果表明:资水流域3个月的实时预报效果良好,准确预报出其中出现的3次致洪暴雨和1次特大暴雨;对淮河流域暴雨,由于TMI资料空间分辨率较高,能够很好地反映中小尺度系统的空间结构,加入模式后使得模拟出来的降雨强度,雨量中心时空分布更接近实际情况,10次暴雨过程的TS评分较不使用TMI资料更好。     

淮河流域致洪暴雨的异常水汽输送

为了从多方面提取对致洪暴雨有指示意义的异常信息,进一步提高对致洪暴雨的判别能力,利用Box-Cox变换将信号场方法引入致洪暴雨水汽条件气候异常的诊断,并具体分析了2003年、2005年和2007年淮河流域致洪暴雨850 hPa水汽通量场的气候异常特征。结果表明:淮河流域致洪暴雨期间,850 hPa经向水汽通量信号场105°E~125°E易形成以淮河流域为中心南正北负的双极型配置;850 hPa纬向水汽通量信号场低纬的显著信号反映出各条水汽输送通道的相对重要性因致洪暴雨而异。     

变化环境下城市水文学的发展与挑战——Ⅱ.城市雨洪模拟与管理

全球气候变化和快速城市化改变了城市水循环过程,加剧了城市暴雨洪涝问题。从城市雨洪模型构建的角度,回顾了降雨观测与预报技术、城市雨洪产汇流计算方法以及城市雨洪模型的发展历程,总结了各种技术的特点、适用性和局限性,指出城市雨洪模型在机理认识和数据管理方面的不足,提出了城市雨洪模型的概念性框架与基本流程。从雨洪资源化的角度,介绍了城市雨洪管理基本理念和策略,分析了城市雨洪管理的主要技术方案。阐明了城市雨洪模拟与管理的发展趋势及前景,未来应该强化高精度降雨观测和临近定量降雨预报能力,探索城市化流域的产汇流机理和响应机制,开发有效的城市雨洪模型系统,发展多源信息耦合技术,开展城市雨洪模拟预报及资源化利用研究,实现城市可持续发展以及保障城市水安全。     

珠江流域暴雨天气系统与暴雨洪水特征分析

对珠江流域9场历史典型暴雨洪水的致洪天气系统、暴雨中心落区及发生时间进行统计分析,探求珠江流域各水系产生暴雨的天气系统、暴雨类型、洪水成因及发生时间的相互联系,归纳出珠江流域致洪暴雨洪水的一些基本特征规律,对于珠江流域防洪减灾具有一定参考价值。     

全球大气季节内振荡对长江流域持续暴雨影响的研究进展

在引证论述大气季节内振荡(ISO)对暴雨(强降水)重要作用的基础上,概括性地回顾影响长江流域持续暴雨的大气ISO基本特征及其形成机制的主要成果。重点针对全球热带内外不同时间尺度的大气ISO的空间变化和年际变化与长江流域持续暴雨之间联系的研究工作进行总结评述,较为完整地总结长江流域夏季降水季节内变化的气候特征和全球不同空间和时间尺度的ISO对东亚副热带地区持续暴雨影响的已有认识,并结合2个半球的ISO与长江流域持续暴雨关系的研究现状,对未来暴雨(强降水)与不同时尺度ISO相互作用及其在10～30 d延伸期预报中的应用中有价值的科学问题和研究热点进行探讨,以期强调南半球ISO变化在全球和东亚副热带气候系统中的重要地位,提高夏季长江流域持续暴雨10～30 d延伸期预报和旱涝气候预测准确率。     

2013年黑龙江、松花江暴雨洪水分析

2013年黑龙江、松花江分别发生1984、1998年以来最大的流域性洪水。针对此次暴雨洪水,概述了致洪暴雨的天气背景、降雨过程,重点从洪水过程、洪水组成、水利工程作用、历史大洪水对比及暴雨洪水特点等方面进行了分析总结,供流域防汛抗洪工作参考。     

北京地区Logistic临界雨量模型的建立

临界雨量的确定是暴雨型泥石流预警预报的基础。本文采用了统计学的方法,选取前期有效雨量与当日激发雨量联合,建立了logistic临界雨量模型。该模型既考虑了前期有效雨量的贡献,又明确界定了致灾概率,兼顾了临界雨量是变量这一特点,与现场安装的雨量站获取的现场实时传输雨量能够有效结合,是目前适用于泥石流预警预报的方法。     

暴雨洪水相似性分析指标体系研究

在实际的防洪决策中,如何将历史暴雨洪水的特性和信息有效地组织和表达,实现与实时预报系统的无缝连接,真正发挥历史暴雨洪水在实时防洪决策中的作用,是提高洪水预报精度和时效,并进行科学的洪水调度决策的前提。本文将实时暴雨洪水与历史暴雨洪水的雨洪信息指标化,运用非平权距离系数法进行相似性分析,最终推选出与实时暴雨洪水相类似的历史暴雨洪水。通过研究与实时暴雨洪水相类似的历史暴雨洪水的发生发展趋势,预测实时暴雨洪水的趋势,从而为实时的洪水调度提供决策支持。本文以1998年松花江流域暴雨洪水为例进行分析,其结果具有较高精度和一定可信度。     

基于频率法的建始水文站“20200726”暴雨洪水分析

暴雨洪水对地区经济和居民生产生活都具有破坏性的影响。通过对某一区域进行暴雨特点、暴雨成因、洪水特点以及洪水成因分析,能够为未来暴雨洪水预测提供参考。本文以该区域的建始水文站(建始城关水文站)为例,从降水过程及分布、暴雨重现期、洪水特征等多个方面分析了暴雨洪水成因和过程,得到了暴雨重现期和洪水重现期,为当地暴雨洪水分析与预报积累经验,为工程建设、水文计算分析提供参考依据。     

大气科学发展的回顾与展望

回顾了20世纪大气科学的发展历程和所取得的重要成就。就20世纪这100年中大气探测技术、大气环流与大尺度动力学、数值天气预报和大气环流数值试验、大气物理、中小尺度气象学、大气环境和大气化学、中层大气、气候系统动力学、气候预测和全球变化等方面所取得重要研究进展和学术成就作了系统的回顾；并对21世纪初大气科学研究发展的趋势作了展望。     

大气有机氮沉降及其对海洋生态系统的影响

有机氮是大气中含氮物质的重要组成部分。大气中有机氮化合物的种类繁多，按其存在的形态可分为：氧化型、还原型以及生物/颗粒型有机氮，这些有机氮可来自自然源和人为源的直接释放，也可来自于无机氮与碳氢化合物间的大气化学反应。大气有机氮对海洋的输入不仅可以促进海洋初级生产力的增长、进而增加二氧化碳的吸收速率，还可能影响海洋生态系统的结构和功能。分析了海洋大气有机氮沉降的最新研究进展，结果表明：气溶胶中的有机氮在总氮中所占的比例为39.6%±14.7%；陆地雨水中以有机形式存在的溶解氮为30.2%±15.0%，而海洋上，溶解有机氮可达到雨水中总氮的62.8%±3.3%。可见，目前仅包括无机氮沉降的入海通量可能低估了1/3。因此，开展大气有机氮沉降的研究，有助于评价有机氮在全球氮循环中的作用，以及对海洋生态系统的短期和长期的影响。     

Progress in Lightning Forecast by Using Numerical Weather Models and Model Outputs

Lightning can threaten human and equipment safety. An indicator of sever convective weather, it plays an important role in atmospheric chemistry. The intensive studies have advanced the lightning forecast in the mesoscale weather models and its application in global climate models. There are three methods to forecast lightning by using numerical weather models: Numerical diagnosis prediction based on synoptic background filed statistical relations; Flash rate parameterization developed with the relationship between dynamical, microphysical and electrification processes, and The numerical weather model coupled with the explicit electrification and lightning parameterization schemes. In this paper, the research progress in lightning forecast with three above-mentioned methods were reviewed, and the future research issues on lightning forecast were also discussed.     

Development of Artificial Intelligence Technology in Weather Forecast

Numerical weather prediction, which is the major basis of current weather forecast, has some shortcomings, such as the understanding of the law of atmospheric motion, the assimilation and application of observation data, the expression of model physics, etc., leading to the forecast error of weather. The rapid development of artificial intelligence technology in recent years provides a new possibility for the advancement and innovation of weather forecast. In this paper, the background of the development of artificial intelligence, the current situation of the application of artificial intelligence technology to weather forecast and the future development trend are mainly described to account for this possibility. After that, the idea for development of weather forecast technology based on the integration of artificial intelligence and numerical forecast is put forward. Particularly, this study stresses that, in order to advance the AI algorithm of weather forecast in the future, it is requested to focus on the nonlinear and chaotic characteristics of atmospheric motion leading to the uncertainty of forecast. Starting from the essence of mathematics and physics, we need to realize the hybrid modeling of mathematics and physics, not only to establish the framework of input-output mapping, but also to provide solutions to the bottleneck problems of weather forecast.     

长江中、下游特大暴雨洪水的成功预报和科学依据

进入 2 0世纪 90年代以来 ,中国七大江河流域旱涝频繁 ,旱涝灾害和由旱涝引起的次生地质灾害十分严重 ,特别是长江中、下游地区的洪涝几率高达 5 0 % (5 /10 )。 195 1— 2 0 0 0年长江中、下游地区发生了 9个大水年 ,几率为 18% (9/5 0 ) ,90年代洪涝的频繁程度属 2 0世纪之最 ,1998年特大暴雨洪水的时空集中强度也属 2 0世纪之最。长江的大暴雨洪水在近 10a来很频繁 ,但从气候分布几率来看 ,它毕竟是小概率事件 ,对小概率事件的长期预报具有很大的难度 ,而且暴雨洪水的长期影响因子也错综复杂 ,这就给预报带来了艰巨性。通过对降水的各种影响因子的分析研究和多因子集成预报模型的研制 ,对 1998年长江流域的特大暴雨洪水从时间、地区和量级三要素的长、中期预报都取得了成功 ,对其他 5个洪涝年也从趋势和分级两方面做出了成功的长期预报。文中重点剖析了预报取得成功的科学依据。     

我国暴雨研究与应用的进展

本文概括介绍了近年来我国暴雨研究和应用问题.从理论工作、卫星与雷达探测、暴雨成因与大气物理参量研究、中尺度研究试验、气候分析研究以及暴雨预报诸方面,综述了暴雨研究的新成就和进展.     

Meteotsunami forecasting: sensitivities demonstrated by the 2008 Boothbay,Maine, event

To support development of a meteotsunami forecasting capability for the USA, the National Oceanic and Atmospheric Administration funded a project in 2011 focused on meteotsunami forecasting for the US east coast. Meteotsunami forecasting shares many similarities with traditional tsunami forecasting, though the characterization and integration of the source with numerical forecast models is much different. Given meteotsunami source characterization through atmospheric observations and models, it is conceivable that meteotsunami alerts could be issued and their impact forecasted using existing tsunami forecast models with high-resolution coastal definition. To test this, the 2008 Boothbay, Maine, meteotsunami is simulated using an atmospheric source consisting of a moving pressure disturbance coupled with a tsunami forecast model. Sensitivities of the modeled impact to the source characteristics, such as speed, wavelength, and direction, are also tested. Results show that the observed impact can be re-created through numerical modeling when the pressure disturbance period is roughly matched with the harbor resonance and observed meteotsunami period.     

Dust,clouds, rain types,and climatic variations in tropical north Africa

Dust and processes of raindrop formation in the clouds play a very important role in the climatic evolution of tropical north Africa. Sedimentologic, stratigraphic, pedologic, geomorphologic, and palynologic data converge to show that a major environmental change occurred in tropical Africa about 7000 yr B.P. In the Sudanian and Sudano-Guinean zones (wet tropical zone), from 15,000 to 7000 yr B.P., rivers deposited mostly clay, while from 7000 to 4000 yr B.P. they deposited mostly sand. During the first period, pedogenesis was vertisolic (montmorillonite dominant), associated with pollen belonging mostly to vegetation typical of hydromorphic soils, while during the second period pedogenesis was of ferruginous type (kaolinite dominant) with pollen belonging mostly to vegetation typical of well-drained soils. The great change near 7000 yr B.P. is linked chiefly to a major hydrological change that appears related to a change in the size of raindrops: from fine rains associated with considerable atmospheric dust (raindrop diameter essentially less than 2 mm) to the second period associated with thunderstorm rains (raindrop diameter mostly greater than 2 mm). The size of raindrops is related particularly to cloud thickness and dust concentration in the troposphere. Thunderstorm activity is influenced also by fluctuations of the atmospheric electricity, modulated by the sun.     

大气水文学初探

大气中水分的生成、活动关联降水预报、旱涝防治、保护和改善生态环境等方面.气象学的各个分支中没有统一的理论框架.从"地球的水科学"角度看,它也缺少"大气水"分支.建议建立"大气水分学"这个科学分支以填补这个空白.大气水文学就是研究大气中水分的存在、运动、变化、作用和利用的知识体系.