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。     

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。     

1961-2013年丹寨县暴雨日数气候特征分析

丹寨县位于贵州省第2大暴雨中心区域,对丹寨县暴雨天气的气候特征进行分析,对于预报暴雨天气的发生、决策服务以及防灾减灾都具有重要意义.利用丹寨县1961-2013年的暴雨资料,研究了53a来丹寨暴雨的气候变化特征.结果表明：丹寨年平均暴雨日数为4.17d,年暴雨日数呈减少的趋势,与全省暴雨日数增加趋势不一致,主要是夏季暴雨日数气候变化趋势不明显,而春、秋两季均呈减少趋势.暴雨具有夜间多发性,其中夜间暴雨达到61.1％,夜间和白天累计暴雨为27.1％,白天暴雨为14.0％,白天和夜间均达暴雨量级为2.3％;暴雨季节性发生明显,4月上旬至11月上旬均有暴雨发生,5-7月是暴雨、大暴雨的集中期,6月是旬、月、季暴雨最集中是时段.     

青藏高原东部暴雨强降水的特征

该文简要地介绍了贵州省气候中心近期主持完成的一项关于青藏高原东部暴雨强降水成因及特征的研究成果。这一成果使用多种方法综合研究了青藏高原东部暴雨的标准、暴雨的水汽通道、暴雨的天气气候特征、暴雨的小范围、短历时特征、暴雨的高效率特征、夜雨特征、暴雨强降水的巨大地形差异、青藏高原特有的雪暴强降水特征、暴雨面雨量的计算、最大可能降水量的估算、暴雨过程的地面径流特征、青藏高原东部的水平衡特征等课题,填补了青藏高原暴雨研究的空白。     

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。     

近54a湖南区域暴雨的时空分布特征

基于1960—2013年湖南88个台站逐日降水数据,采取线性趋势分析等方法分析了近54 a湖南区域暴雨的时空分布特征。从时间变化上看,近54 a湖南区域暴雨日以6月208 d为最多,1月0 d为最少;夏季、春季、秋季及冬季区域暴雨日数占总日数的百分比依次为60%、29%、10%及1%。暴雨日数、暴雨强度均值突变点分别为1994年、1995年,暴雨初日的均值突变点为1983、1994年,暴雨终日无均值突变;暴雨日数与暴雨强度(暴雨发生终日)总体上呈上升(后延)趋势。基于突变点分段线性趋势分析表明,仅暴雨日数在1994—2013年及暴雨强度在1960—1994年期间呈显著下降趋势。从空间分布上看,区域暴雨强度及其与非区域暴雨强度的差值、区域暴雨持续2日或以上的暴雨强度及其与单日暴雨强度的差值的大值区主要位于湘西北及湘东南,小值区主要位于湘西南-湘东北的带状区域;全部站点的区域暴雨强度均大于非区域暴雨强度,89%的台站持续2日或以上的区域暴雨强度大于单日区域暴雨强度。区域暴雨、总体暴雨的台站暴雨最长持续日数分别为1~4 d、2~4 d,均集中在2~3 d且其站数占总站数的百分比分别为97.7%、96.6%。     

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。     

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。     

《暴雨年鉴(2013)》

正中国气象局编该书对2013年全国降水及暴雨概况进行统计分析并加以综述,从单站暴雨、连续性暴雨、区域性暴雨、主要暴雨过程等几个方面对2013年的暴雨进行索引,并对42次主要暴雨过程的基本天气形势和降水演变特征进行概述,综合分析     

1961—2008年贵州暴雨时空分布特征

利用1961—2008年贵州75个测站逐日12 h降水资料,分析了48 a来贵州暴雨的时空分布特征。结果表明:全省多(少)暴雨区与年暴雨量、年降水量多(少)值区的分布一致;年暴雨量占年雨量的12%～32%;年暴雨日数1.6～4.9 d;年暴雨日数、夏季暴雨日数呈上升趋势,春秋两季暴雨日数呈减少趋势;暴雨的季节分布呈明显的"单峰型",6月是暴雨最集中的时段;夜间暴雨多、白天暴雨少。     

城市阻碍效应对局地台风降水的影响

城市阻碍效应是城市化影响降水形成过程的可能物理机制之一,在于其改变了风场、风场辐合,甚至改变了天气系统本身,进而改变了湿度平流,最终影响城市降水的落区、强度。风速越大,城市阻碍效应越明显。现有关于下垫面对台风降水影响研究主要着重分析地形及地表状况对台风降水落区及强度的影响,但对作为下垫面因子之一的城市对台风降水的影响作用考虑明显不够。全面系统回顾国内外有关城市阻碍效应对降水影响研究进展,以及下垫面对台风降水影响研究进展。上海是我国城市化程度最高的城市,同时平均每年受到2～3个台风影响。已有研究关注到了城市阻碍效应对上海局地台风降水影响作用,但是,对于表征台风降水的城市阻碍效应还存在明显不足。最后具体给出了未来有关城市阻碍效应在上海局地台风降水研究中的应用思考。     

Comparisons of sulfate and nitrate production in clouds on the mid-Atlantic and Pacific Northwest Coasts of the United States

Measurements are presented of sulfate and nitrate production in clouds on the East and West coasts of the United States. Sulfate production measured on the mid-Atlantic Coast was significantly greater than on the Pacific Northwest Coast. Nitrate production was significant on the mid-Atlantic Coast but, on average, insignificant on the Pacific Northwest Coast. Measurements of sulfate and nitrate scavenging coefficients by clouds are also presented.     

夏季金塔绿洲风环流的数值模拟及结构分析

利用中尺度数值模式MM5，替换了模式第三重嵌套模拟域中金塔绿洲及周围地区与实际不符的植被类型，对2004年7月5日金塔绿洲效应进行了较为成功的模拟。模拟结果显示：白天绿洲是一冷源，这一现象可维持到3000m左右，临近地面沙漠绿洲温差最大，冷中心强度由低层向高层逐渐减弱；气压距平场低层为沙漠低，绿洲高，较高层则反之，转变发生在1300m。低层绿洲风盛行，随高度增加，辐散风渐弱；750hPa以上转为以背景风为主，存在向绿洲中心辐合的趋势；距平风场低层为辐散风，高层为辐合风，绿洲中部风速较小，越远离风场辐散（辐合）中心，风速越大；沙漠上为上升气流，绿洲基本上全为下沉运动所控制，但剖面图上显示绿洲上并不是只有一个闭合中心，且绿洲上、下沉运动的顶部高度也不一致，绿洲中心最低，两侧逐渐增高。最大下沉运动出现在绿洲边缘；绿洲低层分布着强度均匀的辐散区，而沙漠上则为零散辐合区，750hPa辐合区开始侵入绿洲，700hPa时绿洲基本为辐合区，绿洲边缘辐合最强，沙漠以辐散为主，分布少许辐合中心。比湿同湿位温具有相似特征，在一定高度以上，在下沉气流的作用和西风背景场的影响下等值线形成低槽形状，低槽中心从高层向低层、由西向东偏移。     

广西交通与气候

通过对广西各主要机场、内河流域和海域、各主要高速公路、铁路沿线气候要素的统计,分析了可能对航空、水域及陆地交通运输带来不利影响的气象因素和大气现象,并着重评价大雾、大风、暴雨、降雪、雷暴等灾害性天气给交通运输造成的严重后果。     

光伏电站对局地气候的影响研究进展

清洁能源的快速发展有效降低了人类对传统化石能源的依赖,并为缓解全球气候变暖做出显著贡献。随着各地光伏装机规模的不断扩大,光伏电站这一人工设施对气候环境的影响日益引起人们的关注。针对这一问题,国内外学者自2000年陆续开展了相关研究。综合国内外现有研究成果,对研究方法、影响机理及光伏电站对气候的影响等方面进行总结。大量研究表明：光伏电站布设会在荒漠地区产生“光伏热岛效应”,从而引起局部区域气温上升,在城市地区布设能够在降低能源消耗的同时减少“城市热岛效应” 。此外,光伏组件还会对反照率、地表辐射平衡等产生影响,进而对局地甚至全球气候产生作用,其影响范围和程度尚无准确结论,还需要进一步深入探索。     

重庆不同天气条件下地基微波辐射计探测特征

利用2012年1月至2014年8月重庆沙坪坝站的微波辐射计和探空数据,通过数值模拟检验微波辐射计的亮温精度,并统计分析晴空、有云和降水天气条件下微波辐射计反演产品的变化特征。结果表明:(1)有云时微波辐射计氧气通道53.85、54.00 GHz亮温与探空观测温度相关性较好;晴空和有云时MonoRTM模拟亮温与微波辐射计观测亮温相关性较好。(2)不同天气条件下,微波辐射计反演温度与探空观测值的相关性都较高,降水时4.0 km以下微波辐射计反演温度明显偏高,有云和晴空时3.8 km以下的温度平均绝对误差小于2℃。微波辐射计反演的相对湿度与探空观测值的相关性较同高度层温度的相关性差,有云时1.0~2.6 km高度反演的相对湿度平均误差很小,降水时4.5 km以下平均误差也较小且稳定。降水时4.0 km以下微波辐射计反演的水汽密度平均误差明显偏大,有云时多数高度层平均误差较小。(3)4.2 km以下降水时08:00微波辐射计反演温度的平均误差较大,有云时08:00微波辐射计反演温度和水汽密度的平均误差均较小。说明微波辐射计反演的大气廓线具有可用性,且在稳定大气环境中反演效果更好。     

西南低涡研究综述

西南低涡是影响我国降水的重要天气系统之一。最初对于西南低涡的研究可以追溯到20世纪40年代前后。文章主要回顾近半个世纪以来有关西南低涡活动及结构特征,西南低涡形成维持机制,西南低涡发展东移机制等方面的研究成果。在此基础上,指出研究存在的不足,如对西南低涡的云系特征和雷达回波特征的认识,不同尺度系统之间的相互作用对西南低涡发生发展的影响,大气边界层过程如何影响西南低涡发生发展,西南低涡活动异常机理的研究等,以便进一步深入开展西南低涡的研究,提高对此类天气影响系统的认识。     

利用HDF5数据格式构建气象预报业务平台数据库

气象预报业务平台是各级气象业务部门预报人员每天要进行操作的平台,其操作的效率和设计人性化程度直接影响着预报工作的效率和效果。针对目前气象预报业务平台数据库多采用Windows文件系统进行数据管理,存在的文件零碎、数目多、浏览速度缓慢等不足,分析了HDF5数据格式气象预报业务平台数据库构建方法,并将其运行性能和采用开源关系数据库FireBird格式数据库的运行性能进行了比较,结果表明：HDF5格式数据库能够将多种数据格式存储在一个文件中,具有良好的自我描述性和扩展性,方便用户使用和管理。而且,在运行效率上,对于单机模式和网络比较稳定的情况,HDF5格式数据库存储数据耗时比Firebird数据库节省约50％的时间;而在读取数据中,HDF5格式数据库耗时为Firebird数据库方式耗时的1／10;对于本地存储这种情况,HDF5格式数据库仅为Firebird数据库方式耗时的1／50。     

雨养玉米农田水热交换的环境控制机理研究

基于连续3年的涡相关观测数据分析了雨养玉米农田水热交换的环境控制机理.结果表明:热量(辐射与温度)与水分(土壤含水量与大气水汽压亏缺)因子是控制农田水热交换的关键因子,但随着研究时间尺度变化,其作用强度显著不同.当研究时间尺度由小时—日—月—季—年逐渐增大时,热量因子对玉米农田水热交换的影响逐渐减弱,而水分因子的影响却逐渐增强.因而,模拟玉米农田水热交换,以小时时间分辨率模拟时,能量输入应以辐射为主;以月为时间分辨率时,能量输入应以温度为主,可以提高模拟精度.另外,不同水文年型控制雨养农田水热交换的主要因子也有显著差异.湿润年,土壤水分充足,决定蒸发强度的可用能量是限制水分交换的关键因子;偏干年,农田水热交换受制于水分与能量的双重制约.因此,在估算半干旱地区水热交换时,同时还应关注不同水文年型的迥异环境控制机理,以提高不同时间尺度模型模拟精度.     

近10年中国地区地形对降水影响研究进展

地形是影响降水的重要因子,其复杂性为研究降水的分布、强度等增加了难度,全面透彻地理解地形对降水的影响机制,有助于预警预报水平的提高。因此,地形对降水的影响研究受到广大气象学者的关注。本文通过回顾近10年来中国地区有关地形对降水的影响研究进展,简要概述了地形动、热力效应与云微物理过程对降水的影响机制,以数值模拟研究为主线,系统分析了中国各个地区关于地形作用的研究成果,重点讨论地形对局地中小尺度降水、锋面降水以及台风降水方面的影响,最后总结了目前的研究现状并提出一些需要深入研究的问题。