乡级自动雨量站与自动气象站雨量资料的融合

分析了乡级自动雨量站与自动气象站雨量资料融合的必要性,介绍了资料融合的思路与方法.通过这种方法,实现了商丘市两种雨量资料的完全共享.     

自动气象站雨量资料的获取与转换

分析了自动气象站分钟雨量资料获取与转换的必要性,介绍了雨量资料获取的思路与具体方法.通过这种方法,实现了商丘市所有自动气象站雨量资料的共享,并与GPRS、GSM乡级自动雨量站资料进行融合.     

自动气象站雨量资料的获取与转换

分析了自动气象站分钟雨量资料获取与转换的必要性,介绍了雨量资料获取的思路与具体方法.通过这种方法,实现了商丘市所有自动气象站雨量资料的共享,并与GPRS、GSM乡级自动雨量站资料进行融合.     

省域卫星估测降水的资料融合技术及精度分析

根据卫星资料估测降水精度不高的现状，提出了省域范围内利用卫星资料估测降水的初步结果与常规雨量观测资料结合分析的资料融合技术。给出了充分综合应用全省加密雨量观测网和省内常规天气报告等雨量资料，对逐时、6小时、24小时三种时段的卫星估测降水结果进行融合的具体方法。实例分析表明，该方法可使小区域卫星估测降水的精度有较大提高。     

流域面雨量估算技术综述

面雨量是水文气象中一个重要参量。面雨量的估算直接关系到洪水预报精度和洪水调度决策的科学性。由于降水空间分布的复杂性,如何准确估算流域面雨量一直是个科学难题。传统方法根据常规降水观测,应用空间分析技术来估算面雨量。随着非常规观测技术的发展,以雷达、卫星估测降水资料为主并结合自动气象站降水观测资料,通过资料融合来进行估算已成为流域面雨量估算技术的发展趋势。而以GIS为平台,实现数据分析和显示一体化管理则代表了面雨量业务系统的发展方向。通过水文模拟与水文观测的比较,可以对面雨量估算结果进行间接检验。     

多源融合降水实况分析产品在海河流域的适用性评估

基于逐小时地面站点降水观测数据和国家气象信息中心研发的5 km多源融合降水实况分析产品,采用算术平均法对2021年6～9月海河流域面雨量进行估算。通过相关系数、平均误差和均方根误差等多种评估指标,客观定量评估多源融合降水实况分析产品在海河流域的适用性。结果表明：多源融合降水实况分析产品与地面观测资料估算的面雨量结果基本一致,能较好地反映2021年6～9月海河流域面雨量的时空变化特征,但在量值上存在高估且随着降水量增加,估算误差也越大。分区对比,融合实况分析产品和站点的误差与子流域的平均降水量、海拔高度和面积密切相关。对于各量级面雨量出现的频次,融合实况分析产品与站点整体相差不大,准确率可以达到90%及以上。总体而言,5 km多源融合降水实况分析产品的质量较高,可进一步应用于海河流域精细化面雨量监测业务中。     

基于雷达资料的上海地区暴雨面雨量计算及应用

根据上海地区小时雷达资料的定量降水估测(quantitative precipitation estimation,QPE)网格产品和经过质量控制的自动站雨量资料进行暴雨面雨量计算方法研究,计算方法为:将暴雨区内自动站周围9个网格点的QPE平均值作为自动站的雷达估测雨量,计算各测站雨量与雷达估测雨量的差值,用克里金插值方法将差值场插值到雷达降水估算产品相同的网格点上,再将网格点上残差插值数据加上网格点上雷达估测雨量,得到各网格点用自动站订正后的雷达估测小时雨量资料。文中24个典型暴雨各测站订正后QPE与实测雨量的平均绝对误差比订正前减小了27%;两个典型暴雨主要降水阶段经国家气象站资料订正后QPE与实测雨量的平均误差比订正前减小了33%～39%,暴雨过程总雨量经国家气象站资料订正后减小了34%～59%。根据以上方法得到的网格点雨量计算和绘制上海地区2007—2015年24个典型暴雨降水区域的小时面雨量值和图、过程面雨量值和图、行政区和水利片面雨量值和图。最后基于.NET Framework 4.0基础架构软件开发平台,使用Microsoft Visual Studio 2012和Microsoft Visual Studio软件开发工具制作"基于雷达资料暴雨面雨量自动化计算查询系统",供业务科研人员实时查询和计算。     

基于ECMWF集合预报的淮河流域面雨量预报性能评估

对面雨量预报进行性能评估可以更好地发挥降水预报在流域防汛抗旱调度中的决策支持作用。分别利用CMORPH融合降水产品与地面降水观测资料估算2008—2017年淮河流域15个子单元逐日面雨量;利用2013—2017年ECMWF集合预报降水产品,采用正确率、TS评分、空报率、漏报率、CPRS、RCRPS、CRPSS等指标,对淮河流域面雨量预报性能进行评估。结果表明:CMORPH融合降水产品与地面降水观测资料的面雨量估算结果之间存在显著的线性相关,CMORPH融合降水产品可用于淮河流域面雨量估算; ECMWF确定性预报的晴雨预报正确率随着预报时效延长呈下降趋势,平原地区各等级面雨量TS评分高于山区,大暴雨以下量级降水预报量级有不同程度偏大现象;各累积时段集合预报性能基本上随着预报时效延长逐渐降低,0～96 h集合预报相对于气候均值预报的优势更为明显;汛期山区集合预报性能整体优于平原地区,非汛期反之。     

吉林省区域自动气象站雨量数据的质量分析与评估

区域自动气象站雨量资料对于气象预警、决策服务、效果检验都能提供有效的数据支撑,建立科学有效的雨量资料质量评估与控制方法,对于提高雨量数据的应用性至关重要。基于吉林省区域自动气象站5年雨量观测历史数据,提出了适用于本省的雨量数据质量控制方法,并利用此方法对雨量数据进行质量分析与评估,最终得到错误及异常数据。根据错误及异常数据占比以及对应站点占比情况,可初步判断样本数据的数据质量相对较高,可用性较强。     

“21·7”河南特大暴雨气象和水文雨量观测对比

2021年“21·7”河南特大暴雨打破我国大陆小时气象观测纪录,该极端天气事件位列2021年中国十大天气气候事件第2位。已有研究使用气象地面站雨量观测资料对此次过程进行雨情分析和极值统计,但降水时空分布不均匀,单一来源资料存在不确定性。通过对比气象站和水文站雨量资料,分析两套业务观测系统记录“21·7”河南特大暴雨过程的异同,发现气象站和水文站雨量在时间和空间分布上具有很好的一致性,两者不同等级的累积降雨落区、逐日和逐时降雨演变趋势均一致性强,但累积雨量和雨强极值的空间分布和数值存在差异,两套资料在暴雨中心（过程雨量大于600 mm）的系统性偏差小于1%。气象站和水文站的融合资料呈现比单一资料更细致的降雨分布、更全面的演变特征。此外,基于融合资料发现累积雨量排名前3位的城市（郑州、鹤壁、新乡）均具有累积雨量大、小时雨强极强、强降雨集中、雨强突然增长的特征,鹤壁和新乡最强降雨时段分别比郑州晚26 h和28 h。     

一次特大暴雨过程中涡度与急流的影响分析

利用自动气象站雨量资料,常规观测资料,FY-2D TBB云图资料以及NCEP再分析资料,对2013年6月30日～7月2日高原低涡东移和西南涡耦合形成的遂宁地区特大暴雨过程进行研究。主要分析了高原低涡和西南涡的耦合对此次强降水的影响以及低空急流演化和强降水的关系。结果表明:当高原涡和西南涡发生耦合时会使得高空低涡发展加强,并激发遂宁暴雨天气的产生。急流为高空低涡的发展提供不稳定能量。超低空急流和低空急流对强降水有提前2小时的指示意义,低空急流指数增大的过程和降水量的强度成正比关系。      

汕尾市短历时强降雨的时空分布特征

利用汕尾市2013—2018年间115个自动气象站逐小时降雨量资料,对汕尾地区短历时强降水时空分布特征以及与年总降水量的关系进行研究。分析表明:(1)2013—2018年汕尾市短历时强降雨的次数大体呈递增趋势,各年发生的次数差异较大;(2)短历时强降雨具有明显的季节变化和日变化特征,最易发生在6月,时段集中在下午至傍晚;(3)短历时强降水主要集中在莲花山脉东南侧的海丰县大部及陆丰市东北部,包括莲花山、公平、梅陇、海城、八万等地区;(4)短历时强降雨发生次数多的年份降水量也大,两者具有很强的相关性。     

Characteristics of the Acid Rain Variation in China During 1993-2006 and Associated Causes

The acid rain observation network of China Meteorological Administration was established in 1989 with 22 stations.From 1993 to 2005,more than 80 stations were included and maintained in the network.In 2006-2007,the number of stations in the network went up to 294.In consideration of the data continuity,data used in this paper are the 14-yr observations of the 80 stations from 1993 to 2006.Based on the 14-yr observation of acid rain,analysis shows that the acid rain in China dominates in the vast regions south of the Yangtze River.Limited presence of acid rain is observed in the northern part of China.The 14-yr acid rain data reveal an expanding tendency for acid rain area,with the north of China being a growing zone,and the South China remaining virtually unchanged.The most severely polluted zone of acid rain gradually moves from Southwest China to Central China and the middle part of South China.With regard to the acid intensity of rain,the period of 1993-1998 bears the highest acid intensity; the period of 1999-2002 shows a bit weakening intensity; and in the period of 2003 2006,the acid intensity of rain increases again,basically up to the average acidity of the period of 1993-1998 by the end of 2006.In addition,rain acidity in the north of China increases markedly.As to the causes of the acid rain situation in China,this paper examined the sulfur dioxide emissions as well as the rainwater chemicals monitoring data.     

长江流域近40年强降水的变化趋势

利用长江流域109个气象站1960-2001年的逐日降水资料，采用泰森多边形方法计算整个长江流域的面雨量，研究了长江流域面雨量的变化趋势。结果表明：长江流域年面雨量呈增加趋势，但不显著。从长江流域各站暴雨日数和暴雨量趋势变化的空间分布来看，长江流域年、夏季6～8月的暴雨日数和暴雨量表现为较大范围的增加趋势，但通过显著性检验的站并不多，显著增加的中心在江西省。     

2010年前汛期末华南西部和东部暴雨对比分析

2010年前汛期末期华南出现暴雨过程,暴雨在华南西部与东部有区别,利用NCEP再分析资料和常规观测资料,分析此次暴雨特征与机理。结果表明：对华南整体而言暴雨期间高层受南亚高压东南伸弱脊辐散区影响;中层副热带高压西伸脊先东退、后西伸;暴雨区位于低层相当位温锋区南侧、气流辐合;边界层偏南风急流形成后暴雨发生。分区而言,华南西部两次出现各持续1 d的多站点暴雨时期;每次暴雨站数明显增加之前低层能量大、中低层层结不稳定且整层大气可降水量大;两个多站点暴雨日期之间边界层中尺度偏南风急流有两次明显减弱,低层水汽辐合与上升运动发生明显中断。华南东部多站点暴雨只出现一次但持续3 d,虽然在暴雨前期3个指数条件都没有西部两次暴雨前期好,但是连续3 d多站点暴雨期间较大尺度偏南风边界层急流基本维持,低层水汽辐合与上升运动没有发生明显中断,导致了东部暴雨站点多、强度大、持续时间长。因此对于华南前汛期暖区暴雨而言,边界层偏南风急流的生消活动与水平尺度均很重要。     

三明市汛期中尺度降水的若干特征

利用 1980～ 1998年三明市 11个站 5～ 6月 16 2个暴雨日的逐时降水资料 ,分析了汛期暴雨日雨团和强雨团的时空分布、移动规律、降水过程与影响系统以及地形的作用等 ,揭示出该市汛期中尺度降水的若干特征和活动规律     

华南地区城市化对区域气候变化的影响

按照人口数将华南地区站点分为大城市站、一般城市站、郊区站,并利用华南地区1960~2011年的站点观测资料分别计算了3类站点年平均、季节平均的气温、高温日数、降水、相对湿度、风速、日照时数距平序列的变化,分析了城市化对华南地区区域气候的影响。结果表明:相较于背景场,大城市的平均气温有更明显的上升趋势;高温日数在3类站点中均有增加的趋势,在城市化的影响下,大城市的高温日数有明显的增加;平均气温日较差在整个华南地区均有下降趋势,特别是在大城市中。在3类站点中,降雨总量均有减少的趋势,且降雨更多的以中雨及以上的形式表现。该地区的相对湿度、风速、日照时数均呈现减少趋势,在城市化影响下,大城市的相对湿度、风速、日照时数均有明显的减少。华南地区处于我国最大的城市群之一——珠江三角洲地区,同时处于气候系统复杂的热带季风区,因此有必要研究城市化对该地区多个气象变量的可能影响。     

广州市“龙舟水”的时空分布特征分析

利用广州市5个国家气象观测站和122个区域自动气象站的逐日降水量监测数据,通过线性趋势分析、M-K检验、小波分析和主成分分析等统计办法,研究广州市“龙舟水”的时空分布特征,结果表明:(1)广州全市和花都近30年“龙舟水”雨量整体呈上升趋势,且花都上升趋势略高于广州平均,花都区“龙舟水”异常年与广州其它地区并不一定同步。(2)广州全市逐年“龙舟水”以7~9年周期为主,2007年以前有4年左右的小周期,之后存在2~3年周期,且特征趋于不明显,花都“龙舟水”雨量变化存在8~10年周期,2007年以前存在4~6年小周期,之后转变为3~4年小周期。(3)广州全市2005和2014年“龙舟水”雨量出现增多突变,2008年又出现了雨量减少的突变;花都“龙舟水”雨量在2014年出现雨量增加的突变,2017年“龙舟水”显著增加。(4)广州“龙舟水”雨量大值区主要位于北部偏东一带,从化和花都北部、白云南部、天河、番禺东部和南部、南沙北部降水年变化相对较为稳定,其余地区逐年变化幅度相对较大。(5)对广州逐年“龙舟水”标准化距平场作EOF分析结果表明,前4个模态解释方差共占91.2%,分别为全市一致偏多或偏少型、南北偶极型、南北向四极型、东西向三极型。     

云台山景区降水资源调查分析

利用景区水库的降水和水文观测历史记录,采用对邻近气象测站测值进行同比气候差订正的方法来弥补少量资料的断缺,以形成完整的历史资料链条。运用与周边气象站对比分析的统计方法,对景区降水、泉瀑汇流水量的年度分布、多年变化趋势进行分析,结果表明:云台山景区降水资源较周边地区显著偏多,降水主要集中在汛雨阶段,多局地性的暴雨、大暴雨日;景区库区来水量分为丰、平、枯年,与汛期降水关系密切,其降水有明显的年代际变化特征,近期正在向少雨年代过渡。     

惠州高潭一次特大致洪暴雨过程分析

利用2013年8月16—17日CFSR的0.5°×0.5°网格资料以及自动监测站数据,分析了发生在惠州市惠东县高潭镇及其附近地区的特大致洪暴雨过程,结果得到:"尤特"登陆后残余环流长时间的少动维持,有利于西南(偏南)气流源源不断向高潭及其附近的暴雨区输送充沛的暖湿水汽;西南气流与偏南气流的交汇形成中尺度能量锋和露点锋,有利于暴雨的发生发展;强降水期间,高潭及其附近地区上空存在不稳定层结和较强的上升运动,以及低层辐合高层辐散的有利配置,另外,强降水区及其西侧的对流层中还存在着一个逆时针旋转的垂直风场;"U"型地形和喇叭口地形及近地面层的风场辐合,为白盆珠至高潭附近地区的暴雨起到非常重要的增幅作用。