新会年和月最大日降水量多年一遇的极值计算

利用新会降水资料,用皮尔逊一Ⅲ型分布分别对新会年最大日降水量和1～12月的月最大日降水量进行拟合,进而计算了它们在不同重现期下的极值。结果表明:新会50a一遇的估算年最大日降水量是308mm,100a一遇是335mm。新会4～9月5a一遇的最大日降水量接近或超过100mm,说明汛期各月比较容易出现大暴雨。除7月外,4～9月新会50年一遇的日降水量均超过200mm。经检验,除了2月和12月外,年和各月最大日降水量通过0.05显著水平检验,拟合效果良好,对其不同重现期下的极值估计结果可信。     

藏东南墨脱地区降水特征分析

墨脱位于藏东南雅鲁藏布大峡谷水汽通道入口处,是青藏高原年降水量最多的地区。本研究使用墨脱云降水综合观测试验以来三年(2019—2021年)的自动雨量计数据,分析了墨脱降水的月变化和日变化特征。然后基于同址的降水天气现象仪和X波段双偏振相控阵雷达观测数据,探究墨脱两次强降水过程的发展演变特征。结果表明:从统计结果来看,墨脱降水天数超过全年的70%,以降水率<5 mm·h^-1的弱降雨为主,日降水量<10 mm的小雨的发生率最高,但10 mm≤日降水量<25 mm的中雨产生的降水量最大。墨脱降水存在明显的月变化和日变化特征,受印度洋季风影响,降水主要发生在6—9月。受山谷风影响,降水主要发生在夜间。对于降水过程而言,由高原涡和南支槽影响下的系统性暴雨,范围大、持续时间长,降水主要由直径小于2 mm的雨滴产生,雷达反射率因子普遍不超过35 dBz。而由地形强迫引起的局地短时强对流降水过程,雨滴谱分布更宽,雨滴浓度更高,直径大于2 mm的雨滴对降水量的贡献最大,雷达反射率因子超过45 dBz,风暴的后向传播形成“列车效应”。     

CLIGEN天气发生器模拟沈阳地区降水的适用性评价

利用1981—2015年沈阳地区7个气象站的日观测数据,通过CLIGEN(Climate Generater)天气发生器模拟沈阳地区日降水序列数据,并统计模拟日降水量、月降水量、年降水量及年最大日降水量,利用平均值、标准差、偏度及峰度对CLIGEN天气发生器模拟的沈阳地区降水进行适用性评价。结果表明:CLIGEN天气发生器对沈阳地区日降水量、月降水量和年降水量平均值的模拟效果较好,模拟降水量的平均相对误差绝对值(Mean Absolute Relative Error,MARE)分别为2.1%、1.3%和3.3%,年最大日降水量的模拟精度稍差。对于降水最大值方面,CLIGEN天气发生器对沈阳地区日最大降水量和年最大降水量的模拟效果较差,模拟的日最大降水量和年最大降水量相对误差的最大值分别为-27.2%、18.3%。GLIGEN天气发生器能较好地模拟沈阳地区的月降水量和年降水量,t检验、F检验和K-S检验均表明,模拟的日最大降水量与年最大日降水量仅康平站达到极显著水平。从总体模拟效果来看,CLIGEN天气发生器能较好地模拟沈阳地区平均降水的统计特征。     

克孜尔水库上游流域蓄水前后降水变化特征

分析拜城气象站1959-2006年降水资料发现,降水量以15．7mm／10a速率增加,新疆克孜尔水库1991年水库建成蓄水后其上游流域的年降水、主汛期降水、冬季降水和夏季降水均显著增加,雨日及中雨以上日数、年最大连续降水日数和年过程最大降水量也呈显著的线性增加趋势,过程最大降水量、日最大降水量、雨日平均降水强度等均增加,而年最大连续无降水日数呈显著的线性下降趋势。上述降水特征量的变化对流域水资源的合理利用、水库科学调度安全运行等提出了新的挑战。     

台风温比亚(1818)降水及环境场极端性分析

利用多种观测及分析资料对台风温比亚（1818）暴雨过程的降水演变、极端降水特点及环境场物理量特征等进行分析。此次台风暴雨日降水量极端性显著,降水主要分为登陆前后、深入内陆并转向以及冷空气作用和变性3个阶段,其中第2阶段为最强降水时段。受其影响,河南、山东等地多个站点的日降水量突破历史极值。温比亚（1818）最大小时降水量达127.7 mm,其中74个站点小时降水量超过80 mm,短时强降水维持时间长达14 h,高降水效率及长持续时间造成极端降水。对流层中、低层存在标准化异常小于-4倍标准差的异常低压环流,造成极端低层辐合,叠加高空急流和高压边缘的极端高空辐散,动力条件极端性显著,200 hPa辐散和850 hPa辐合均接近或远超1988—2017年日降水量排名前30（HT30）降水日的最大值。受台风东侧水汽输送影响,降水区假相当位温、整层大气可降水量和水汽通量散度无论与气候态相比,还是与HT30降水日相比,均具有显著极端性,且极端水汽维持时间长达30 h。     

河南省汛期降水的日变化特征

利用1971—2010年汛期河南省111个观测站的逐小时降水资料,分析了河南省汛期降水的日变化特征。结果表明:河南省汛期降水量和降水频率日峰值均从南向北递减;黄河流域降水量日峰值明显小于淮河流域,南阳盆地的降水量日峰值大多出现在凌晨,豫西山地大多出现在傍晚,豫南大部分地区则出现在下午;豫南地区的降水频率日峰值最大,南阳盆地和豫西山地次之,全省大部分地区降水频率日峰值出现时间集中在上午;降水量、降水频率和降水强度的日变化呈双峰值特征,均在凌晨和傍晚出现峰值,凌晨的峰值最大;长持续性降水对河南省汛期降水量的贡献大于短时降水。     

1961-2020年黄土高原季风区和西风区昼夜降水的时空变化特征

利用国家气象信息中心1961-2020年中国黄土高原地区64个站点逐日昼夜降水数据,将黄土高原分为两个区域(季风区和西风区),并使用线性趋势、 t检验等方法分析了两个区域两个季节(湿季和干季)昼夜降水日数和降水量的变化特征。结果发现,黄土高原季风区和西风区昼夜降水均有显著的季节差异,季风区湿季(5-9月)昼夜降水日数占全年的比例都达60%、降水量到75%以上,西风区湿季昼夜降水日数占全年的比例则都近70%、降水量到80%以上。黄土高原有西风区变湿、季风区变干的趋势;其中最为显著的特征是,西风区湿季白昼降水量增加的站点高达77.8%,干季昼夜都有超过50%的站点降水量增加;季风区湿季昼夜降水日数和降水量减少的站点分别超过80%和50%,干季则分别超过95%和80%。     

塔克拉玛干沙漠南缘极端降水变化趋势与突变特征

利用1966-2009年塔克拉玛干沙漠南缘16个站逐日的降水资料,运用累积频率的方法确定了塔克拉玛干沙漠南缘各站极端降水量的阈值。通过Mann-Kendall法和滑动t检验方法进行比较分析,得出极端降水指数的突变特征。结果表明：塔克拉玛干沙漠南缘极端降水量、频率、强度、年最大日降水量均呈增加趋势。极端降水量和频率的突变点分别是1998、 1997年附近,极端降水频率与极端降水量呈较好的正相关。极端降水的强度和年最大日降水量的突变点分别为1985和1981、1985年。极端降水量的增加可能是由极端降水日数的增加和极端降水强度的增强共同引起的。     

德州60a雨日和雨量及雨强变化特征

分析德州1951—2010年各类降水日数和降水量等资料,计算线性变化趋势系数和相关系数,结果表明：历年降水量平均10a 减少19.5mm。大于等于0.1mm 降水日数总体呈下降趋势,平均10a 减少2.76d,且变化显著;大于等于150.0mm降水日数呈增多趋势,但变化不显著。大于等于25.0mm降水日数与年降水量变化之间的相关系数最大,为0.854,且相关显著。最长连续降水日数平均10a减少0.21d,最长连续无降水日数平均10a增加2.26d,最大连续降水量平均10a减少2.75mm,一日最大降水量平均10a减少1.80mm,1h最大降水量平均10a增加2.34mm,10min最大降水量平均10a增加0.49mm。总体上,德州降水资源呈减少趋势。150mm以上降雨日数有增多趋势,短时强降水等极端灾害性天气事件有增加趋势。     

揭阳市近37年降水统计分析

对1971～2007年揭阳市降水量进行统计分析,得出了降水的地域分布、年际分布以及暴雨的演变特征,并利用指数法对揭阳市降水的重现期进行分析。结果表明：揭阳市年降水量具有山区多而沿海和平原少的特点。普宁和揭西位于莲花山脉的南侧,由于迎风坡对气流的抬升作用,成为年降水量超过2000mm的多雨中心。揭阳市的年降水主要集中在汛期（4～9月）,占全年降水量的82．8％,暴雨雨量对年降水量的贡献率为25％～30％。对于不同的重现期,日最大降水量中心大多出现在普宁,月最大降水量中心出现在惠来。     

青藏高原东侧“雅安天漏”旱涝年降水特征

利用四川省雅安市1951~2008年逐日降水资料和1969~2000年逐小时降水资料,统计分析了青藏高原东侧雅安地区4个典型旱年和4个典型涝年的降水量、降水频率的多时间尺度变化特征。结果表明,雅安旱年的平均年降水量为1242.9mm,涝年的平均年降水量比旱年多1010mm。旱年汛期降水量占旱年降水总量的70.4%,涝年汛期降水量超出旱年一倍,且占涝年降水总量的81.1%。旱、涝年降水量的季节变化明显,且涝年的季节差异更加显著;雨强与降水量的季节变化相似,夏季达到最大,且旱、涝年年雨强和汛期雨强的差异很明显;旱、涝年之间的雨日差异要小的多,季节差异也不突出。旱、涝年降水量和雨日的最大值、最小值出现月份不同,旱年降水量7月最多、1月最少,而涝年降水量8月最多、12月最少。另外,旱、涝年白天、夜间的月降水量和月雨日最大值出现时间不同,并且不同降水强度,旱、涝年降水量和雨日的逐月变化也有较大差异;旱、涝年降水日变化与夜雨特征都突出,但夜间降水量和频次远远大于白天。旱、涝年降水量和频次的最大值、最小值出现时间有差异,旱年最大小时降水量在01时,最小在14时。涝年夜间小时降水量为双峰结构,最大小时降水量在23时,另一最大值在03时,最小在16时。旱年和涝年最大小时降水频次均出现在00时,最小分别出现在14时和15时。并且,降水量和频次从谷值到峰值的增加速率超过了从峰值到谷值的衰减速率;进一步分析发现,随着降水强度的增加,其夜间降水量越容易出现多峰值的波动,且旱、涝年夜间降水量和频次的差值也越明显。其中,旱年中雨和大雨降水量和频次高于涝年,但涝年暴雨降水量和频次远高于旱年。      

中国降水极值变化趋势检测

利用中国２９６个分布均匀的测站的逐日降水资料,研究了中国过去４５ａ中降水量、降水频率、降水强度等方面的极值变化趋势。结果表明,总体上讲,中国年降水量、１日和３日最大降水量以及不同级别的强降水总量没有发现明显的极端化倾向,但伴随着降水日数极端偏多的区域范围越来越小的变化趋势,平均降水强度极端偏高的区域范围表现为扩大的趋势。中国降水极值变化还反映出明显的区域性特点。在中国东部,平均降水强度极值出现的范围趋于扩大。如华北地区在年降水量明显趋于减少的同时,年降水量极端偏多的范围减少,１日和３日最大降水量、日降水≥５０ｍｍ和１００ｍｍ的暴雨日数极端偏多的情况也趋于减少,而平均降水强度极值显著增加。在年降水明显趋于增多的西北西部地区,降水日数的极值变化趋势不明显,但年降水量、１日和３日最大降水量以及日降水≥１０ｍｍ的降水总量极端偏多的区域范围均反映出趋于增加的变化趋势。     

乌鲁木齐夏半年降水演变及可能最大降水估算

对乌鲁木齐4-9月夏半年大雨以上降水各年代际降水量和降水日数统计分析表明：除20世纪60年代外,乌鲁木齐4-9月各年代大雨以上降水占总降水量的40％以上。大雨以上降水量和降水日数都呈增加趋势,2000年以后大雨以上降水量和暴雨次数都达到最大值。在此基础上,采用水文气象学的原理和方法对当地暴雨进行水汽效率放大和水汽输送率放大,推求乌鲁木齐1、2、3d的可能最大降水量,对比两种放大方法,采用水汽效率放大,1d可能最大降水为102mm。并用极值分布法推求乌鲁木齐最大日降水量重现期。为防汛抗灾提供了可靠的气象决策依据,最大可能降低了暴雨洪涝灾害造成的损失。     

1985年春末、夏初新疆大降水过程的中期分析和总结

新疆是大陆型气候,年降雨量相对较少,但有时也会出现时间较长、范围较广的大降水过程.每一次大降水天气过程都有其独特的环流背景.环流的连续性、突变性是造成一些地区大范围天气过程的原因,尤其是季节转换时期超长波环流的调整更是如此.1985年5月24日到6月3日连续造成的新疆二次中度降水过程和一次大降水过程均发生在由春入夏的季节转换时期. 这三次降水过程的特点是5月24日至25日北疆中度降水过程(其中北疆西部单站最大降水量为22毫米);5月25日至28日南疆中度降水过程(其中南疆西部单站最大降水量为19毫米,南疆沿天山单站最大降水量为     

1960—2020年宜春地区极端强降水变化特征

基于1960—2020年宜春市10个气象站点的逐日降水资料,计算世界气象组织（WMO）“气候变化检测和指标”推荐使用的9个极端降水指数,应用线性趋势、M-K和滑动t检验、主成分分析、反距离加权方法,分析该区域极端降水的时空变化和突变特征。结果表明：1） 日最大降水量、极强降水量、大雨日数和日降水强度指数均呈显著上升趋势,5 d最大降水量、极强降水量和雨日降水总量指数增加趋势不显著。2） 区域整体呈“湿化”趋势发展。极端降水指数的气候变化率呈东部大于西部、南部大于北部的特征。3） 连续干日、5 d最大降水量和雨日降水总量指数未发生突变,其他指数基本在1990年前后发生突变。4） 连续干日指数与其他指数均表现为显著负相关,雨日降水总量指数与大部分指数表现为显著正相关。     

内蒙古地区可降水量、降水效率的特征分析

根据内蒙古自治区12个探空站1980～2000年的每日两个时次的探空资料，计算了每个探空站的可降水量，分析了内蒙古地区可降水量的时空分布和多年的变化趋势。另外利用这12个站的实际降水资料分别计算了它们每个月的降水效率、年平均降水效率,并统计了不同的天气系统条件下呼和浩特站和东胜站的可降水量和降水效率。结果表明：可降水量从1一7月逐渐增加,7月后逐渐减少，且从东到西依次减少。1980～2000年12个站的可降水量均呈现出增加的趋势。降水效率在7、8月份最大。年平均降水效率最少的是额济纳，最大的是索伦。内蒙古地区的降水效率较低，因此内蒙古地区的空中水资源的开发潜力是较大的。     

基于两种分布的勉县年最大日降水量重现期估算

2021年8月22日勉县遭遇极端降水事件,日降水量高达2379 mm,灾害十分严重。统计分析1959—2021年勉县历史逐年最大日降水量特点,采用皮尔逊Ⅲ型（简称P-Ⅲ型）曲线分布和耿贝尔极值分布方法推算重现期及降水量,并将两者进行比较,对2021年8月22日极端大暴雨进行重现期估算。结果表明：勉县年最大日降水年际变化明显,2008年以来变率增大且有更极端的趋势;基于P-Ⅲ型曲线分布和耿贝尔极值分布的1959—2020年最大日降水积累概率拟合效果均较好,但耿贝尔极值分布对年最大日降水量的拟合优于P-Ⅲ型分布;应用耿贝尔极值分布推算勉县极值降水,100 a一遇的日降水量为1547 mm,2021年8月22日降水量2379 mm的重现期为4 88133 a。增加2021年最大日降水量进入样本序列重新构建耿贝尔极值分布函数,推算日降水量2379 mm的重现期为70735 a,100 a一遇的估算降水量为1834 mm,重现期及降水量估算变化均较大,说明超极端降水和样本长度对重现期的推算影响较大。     

黑龙江省典型局地暴雨天气过程分析

正1天气实况2016年7月23日20时-24日20时黑龙江省共计有3个国家站降水量超过50 mm,达到了暴雨级别,最大降水量为79.4 mm出现在哈尔滨的通河站;有16个站出现了大雨以上量级的降水。降水主要分布在伊春南部、哈尔滨、鹤岗、佳木斯、双鸭山等地,大雨以上量级降水集中在哈尔滨东部及佳木斯西部地区。统计24日08-20时的12 h降雨量分布,     

遵义市降水日变化特征分析

利用遵义市14个气象观测站2005—2015年逐时降水资料,从逐时降水量、降水频次、降水强度、降水昼夜分配等方面分析了遵义市降水日变化的基本特征。结果表明:降水量、降水频次和降水强度都主要集中在夜间,其中春、秋季降水日变化特征较为统一,夜间降水量级、频次和强度都明显多于白天;而冬季降水日变化总体不大,夏季降水日变化则表现为多波动性。遵义市夜雨特征显著,60%以上的降水出现在夜间,其中春季夜雨比率最大,其次是冬季,再次是秋季,而夏季夜雨表现并不十分明显,夜间降水量和降水频次占全天的合计比率冬、春、夏、秋季全市平均分别为68%、77%、54%、63%。降水量日变化与降水频次关系密切,受降水强度的影响次之。     

1965—2019年中国夏季分钟降水空间分布与长期趋势分析

短时强降水可引起洪涝等气象灾害,揭示其气候分布和长期变化特征对于防灾、减灾和气候变化应对等工作非常重要。利用较为完整的中国夏季1965—2004年的自记纸（2225站）以及2005—2019年的自动站（2435站）分钟降水数据,分析了中国大陆分钟降水的空间分布和长期变化特征。结果表明,中国夏季分钟降水频率基本呈现从北到南增加的特征,分钟降水强度在西北地区较小,东部平原地区较大。1 min、连续5 min最大一次降水量在内蒙古、华北最多,连续10 min以上的最大一次降水量和年平均最大降水量在华南沿海地区最多,上述指标的最小值都出现在南疆一带。1965—2004年以及2005—2019年,夏季分钟降水频率都存在增加趋势,是引起中国平均夏季降水量增加的主要原因;分钟降水强度则没有明显趋势性变化。1965—2019年数分钟到一日的最大降水量距平百分率都显著增加,其中连续半小时左右的最大降水量增加最快。总体来看,中国大陆每分钟的降水并未趋向于极端化,极端降水量的增加可主要归因于暴雨过程持续时间的增加。