海河流域夏季旱涝趋势的分析和预报

一、前言 本文根据1951—1976年共26年的500毫巴平均图资料,对比分析海河流域(包括河北、山东西北部、河南北部、山西东部)夏季(6—8月)早、涝年前期的环流特征,在此基础上提出了海河流域夏季降水的预报指标,通过1977—1980年4年汛期预报检验,效果较好。 对于海河流域夏季降水的描述,主要着眼于全流域的大范围趋势,选用该区内40个代表站的6—8月总降水量计算全区历年夏季的降水强度指数(R),按下式计算     

淮河流域夏季降水前期环流特征的初步分析及其长期預报

一、前言过去天气工作者对于江淮流域夏季旱涝的环流特征做过不少研究,有的也曾分析过其前期的环流特点,对江淮流域夏季发生旱涝的环流特征有一定的认识。但是大都着重于长江流域,并多是个例分析,而对旱涝灾害频繁的淮河流域地区的夏季旱涝问题,特别是对具体制作淮河流域夏季旱涝长期预报进行专门的分析工作,还是很少见的。遵照伟大领袖毛主席“必须提倡思索,学会分析事物的方法,养成分析的习惯”的教导,在过去多年来对淮河流域夏季降水长期预报工作的基础上,利用1951—1970年共20年的500     

东亚经圈环流年代际变化及对海河降水影响

基于NCEP/NCAR和ERA 40两套再分析资料及中国160个站月降水资料,分析了海河流域夏季降水的变化特征及受东亚夏季风的影响,并定义了东亚夏季经圈环流指数,研究了东亚夏季风的年际和年代际气候变化特征及与海河流域夏季降水的关系。结果表明：近30年来,夏季东亚地区对流层低层和高层的西风均呈现反位相的变化特征,同时东亚地区对流层低层南风分量异常减弱,中低纬度的经圈环流也呈现减弱趋势,夏季风的强度随之减弱,不利于夏季雨带向北推进。文中定义的东亚夏季经圈环流指数与海河流域夏季降水存在显著的正相关关系,说明经圈环流指数值越大,东亚经圈环流强度越强,利于夏季东亚季风向北推进,从而使海河流域夏季降水偏多。反之,当东亚夏季风偏弱时,东亚经圈环流也偏弱,不利于海河流域降水偏多。本文结果表明,东亚经圈环流的年代际减弱是海河流域近30年处于少雨期的一个直接原因。     

海河流域夏季降水与北半球环流异常的相关

使用1981—2013年6—8月的月平均海河流域站点降水资料以及NCEP/NCAR再分析资料,采用SVD方法分析了北半球高度场环流异常与海河流域夏季降水的关系。结果表明夏季海河流域的一致型降水异常主要受热带地区高度场异常的影响,而北半球中高纬的高度异常分布对海河流域东南部降水异常有重要作用。热带及中高纬地区的高度场异常与副热带西风急流和流域上空的水汽输送有一定的对应关系,急流强度和位置的变化以及水汽辐合异常造成海河流域降水异常,尤其中高纬高度异常的这种对应关系更加明显,并且两个地区的高度异常分布对应的海河流域异常水汽输送有不同来源。     

海河流域盛汛期旱涝急转事件及其与大气环流异常的关系

利用1958—2012年海河流域30个气象站月降水资料、NCEP/NCAR月平均再分析资料及1974—2012年月平均向外长波辐射资料,分析了海河流域盛汛期旱涝急转事件及其与大气环流异常的关系。结果表明,南亚高压和西太平洋副高在盛汛期的月际振荡是海河流域旱涝急转形成的一个重要原因。涝转旱年及旱转涝年涝期对应于"西低东高"的流型(海河流域上游为低槽区,下游为高压区),冷暖空气活跃且易于较长时间在流域交绥,低层水汽输送较强且有正涡度异常,高层辐散和上升运动偏强,流域多雨偏涝;旱期则对应于"西高东低"的流型,西风带环流较为平直,低层有负涡度异常且水汽输送偏弱,高层辐散和上升运动偏弱,海河流域因而少雨偏旱。海河流域旱急转涝(涝急转旱)事件易发生在南亚夏季风偏弱(强)的背景下。海河流域盛汛期旱涝急转与初汛期流域上空气压场强度以及北太平洋涛动(NPO)、南半球环状模(SAM)存在显著的正相关,上述因子可能是旱涝急转事件的前期信号。     

东亚冬季风异常与江淮流域夏季旱涝的关系

从探讨我国江淮流域夏季旱涝成固和预报方法出发，研究它们前期大尺度环流特别是冬季风特征的差异。在1951～1991年中选取江淮流域旱、涝各10个个例，对它们前冬的西风带环流，低纬大尺度风场，垂直环流特征等进行了对比分析。结果给出了冬、夏环流和天气之间相互联系的有力的证据，同样也为夏季旱涝的长期预报提供有意义的物理基础。     

河北平原夏季旱涝与大气环流季节变化的关系

本文根据1951—1975年北半球500毫巴旬平均图和月平均图资料,分析了河北平原旱涝前期东亚上空强西风带的位置和强度随季节变化的特征,讨论了河北平原7—8月的降水与前期各月500毫巴高度场的相关分布及其天气学意义。发现东亚上空大气环流季节变化的过程与河北平原夏季旱涝有密切联系。并提供了一些预报指标,可作旱涝长期预报参考。     

西江流域面雨量与区域大气环流型关系

利用Lamb-Jenkinson大气环流分型方法,对西江流域1971—2015年逐日平均850 hPa和500 hPa高度场进行环流客观分型,分析流域降水天气环流型出现概率及主导环流型变化特征,探讨主导环流型对西江流域总面雨量和子流域面雨量的贡献率及环流型配置与降水的关系。结果表明:当850 hPa为西南风型、500 hPa为西风型时,流域出现降水天气的概率最大;850 hPa气旋型和500 hPa西风型对年总面雨量和各子流域面雨量的贡献率均为最大,且对东部子流域面雨量的贡献率大于西部子流域,850 hPa南风型与500 hPa反气旋型的环流配置是西部子流域秋季降水偏多的主导环流型配置;春季850 hPa气旋型与500 hPa西风型、夏季850 hPa气旋型与500 hPa西风型、秋季850 hPa南风型与500 hPa反气旋型、冬季850 hPa西南风型与500 hPa西风型的环流配置时,出现强降水天气的概率分别为18.7%,21.1%,4.0%和2.0%,即夏季最大,其次为春季,冬季最小。近45年,850 hPa气旋型、500 hPa西风型对流域年总面雨量的贡献率呈增加趋势,是西江流域面雨量呈偏多趋势的主导环流型。     

海河流域水汽输送及其变化特征分析

根据海河流域测站降水资料、NCEP/NCAR再分析资料和日本气象厅JRA-25资料,分析了1951—2008年夏季海河流域大气水汽含量的变化以及不同环流形势下的水汽输送特征,结果表明：海河流域大气水汽含量存在显著的年代际变化特征,与降水量存在显著统计相关;海河流域上空纬向水汽输送主要发生在850~700 hPa之间,经向水汽输送在850 hPa以下存在强的水汽输送带,它是海河流域水汽的主要贡献者,也是影响海河流域降水的最主要因素之一。气旋型环流和南风型环流对海河流域水汽输送有较大影响。     

500hPa月平均高度场球函数谱异常与陕西旱涝的关系

使用NCEP/NCAR再分析资料中的 50 0hPa月平均高度场资料及其主要球函数系数和陕西测站月降水量资料 ,结合陕西分区春、夏季旱涝长期预报的实际问题 ,探讨半球月平均 50 0hPa月平均高度场的球函数系数资料在长期天气预报中的应用的途径。发现基于区域降水指数 (IR)定义的陕西区域春、夏季旱涝指数I与历史实况相符 ,而球函数系数的年际异常具有低维、低阶特性 ,可以利用它们作为预报量、预报因子的参数 ;对春、夏季旱涝指数与同期和前期环流异常的相关分析表明 ,北半球环流异常与陕西各区春、夏旱涝的出现相关联系显著 ,南半球环流异常与陕西春、夏旱涝出现的相关联系总体上不显著。     

THE CHARACTERISTICS OF SPATIAL DISTRIBUTION AND TYPES OF APRIL-SEPTEMBER RAINFALL IN THE PEARL RIVER BASIN

With rainfall data of 51 stations in April-September in the Pearl River basin during 1954-2003, we have applied the Principal Component Analysis method to research the spatial distribution characteristics of April-September rainfall. The results reveal the following. In the Pearl River basin, there is different precipitation varying from 600 mm to 1900 mm in April-September and precipitation decreases gradually from southeast to northwest. The standard deviation distribution decreases gradually from east to west on the whole. The rainfall distribution of the Pearl River basin has five main types Type Ⅰthere is flood (drought) in the whole region, Type Ⅱ there is flood (drought) in the north and drought (flood) in the south, Type Ⅲ there is flood (drought) in the east and drought (flood) in the west, Type Ⅳ there id flood (drought) in the central part and drought (flood) in the east and west, and Type Ⅴ there is flood (drought) in center and drought (flood) in north and south. The types of the flood (drought) in the whole region and flood (drought) in the north and drought (flood) in the south appear much more than the others,being 64% of the total. From the 10-year moving average, it is seen that rainfall between April and September in the Pearl River basin region is mainly dry in 1983-1992, and mainly dry in the east and wet in the west in 1967-1971 and wet in the east and dry in the west in 1979.     

1644—1911年广东省旱涝多时间尺度变化特征及影响因子分析

建立清代1644—1911年广东的旱涝指数序列,采用滑动t检验、完备总体经验模态函数分析了清代广东旱涝的突变特征和多时间尺度周期性特征。结果表明,清代广东旱涝指数整体较平稳,呈现先明显增加后减少、后略微增加的趋势。旱涝指数序列具有多个跃变点,且有年际尺度4.2 a和7.8 a,年代际尺度11.6 a、15.2 a、36.5 a和70.1 a,世纪尺度130.3 a左右的周期。发现广东旱涝有多个周期与太阳黑子相对数序列及东亚季风指数序列周期接近,故用交叉小波分析发现广东旱涝指数序列与太阳黑子相对数序列在0~6 a、7~8 a和11~16 a等多个时间尺度具有强凝聚性共振周期,与东亚夏季风指数序列在4~8 a和25~45 a等多个时间尺度具有强凝聚性共振周期。      

1920～2000年全球6～8月陆地旱涝气候变化

用 192 0～ 2 0 0 0年全球 6～ 8月陆地降水量资料研究了全球、北、南半球 6～ 8月旱涝特征。采用加权平均的 6～ 8月降水距平指数和加权平均的 6～ 8月旱涝面积指数来表示全球的旱涝程度 ;从而划分了 192 0～ 2 0 0 0年的全球 6～ 8月降水量的旱涝年。对划分的旱、涝年进行了旱涝年差异的MonteCarlo检验。研究结果指出 ,在 192 0～2 0 0 0年中 ,1988( 193 0 )年是全球最严重的涝 (旱 )年 ,其次是 195 4( 1976)年。全球的及北、南半球的旱涝有明显的年代际变化。 2 0世纪 2 0年代为全球 6～ 8月干旱多发期 ,2 0～ 40年代为全球 6～ 8月洪涝少发期 ,5 0～ 60年代为全球洪涝多发期 ,70年代～ 2 0 0 0年全球旱涝爆发频繁 ,旱年多于涝年。北半球的特征与全球较为一致。南、北半球陆地分别作用为一个整体 ,它们的 6～ 8月旱涝没有明显的联系 ,但是当发生暖 (冷 )事件时 ,南、北半球 6～ 8月可能出现干旱 (洪涝 ) ,全球 6～ 8月的旱涝变化与ENSO之间有明显的联系     

陕西省旱涝季度,年度预报和集成预报方法

在大量天气预报实践的基础上,通过分析地理环境,气候背景,大型天气过程的转型及“突变”、太阳活动及天文原因选取预报因子,分析了降水特征,确定了旱涝指标。并采用人工神经元网络、等方法建立了预报模型。     

江苏省淮北地区旱涝年型的划分

根据统计分析,江苏省淮北地区各地年,季雨量的标准值具有均一性特点,用标准正态化的各代表站点的雨量均值求得地区雨量代表值,采用标准正态分位数作雨量分级指标划分旱涝级别,运用统计学的聚类分析,对江苏省淮北地区划分成八类旱涝年型,分析各类旱涝年型的特点,提出应用于防汛抗旱决策的六点结论。     

南水北调中线地区旱涝变化的长期特征

利用近５００年我国旱涝等级历史资料及新中国４０多年气象资料,采用天气、气候及统计方法,计算了中线地区干旱指标,分析了华北地区和汉水上游水库库区干旱分布特征、各区区域性干旱遭遇及库区供水区与北方需水区旱涝变化的长期特征,供南水北调决策参考。     

河套华北地区旱涝前期的环流异常和遥相关机制

根据文献[5]确定的河套华北地区27个测站夏季(6—8月)降水指数,计算了典型旱涝年平均环流的合成差异场,发现在旱涝年的前期,尤其是在冬半年,大气环流的差异是显著的;旱涝指数与环流的相关,与旱涝合成差异场特征一致;计算的遥相关结果表明,运相关的传播路径与理论上计算得到的波能量传播路径几乎一致,其正负区域、中心位置与旱涝差异场的特征也基本一致。     

夏季江淮流域持久性旱涝现象的环流特征

本文根据1954、1959、1961等三年7月江淮流域持久性严重旱涝的夭气现象,分析中纬度和副热带地区环流的特征。 分析指出,在江淮流域持久性干旱时期,在中纬度500毫巴的高度场表现有一定的流型。高度距平的分布也有一定的型式。在副热带地区流型也有一定的特点。不论在中纬度和副热带地区流型的稳定度均甚大。 在江淮流域大水时期,表现在该年大气环流上季节变化推迟一个月,而且在大水持续期间,环流型式的稳定度也很显著。 最后,用简单的两层模式,计算了1954和1959年7月北半球加热场的分布,并将计算结果和多年平均情形比较,发现两者的偏差甚大。例如1959年7月加热场的分布和平均情况完全相反,在1954年7月加热场的分布却和多年平均的6月份情况相近。加热场的分布和该两月稳定的长波型式很相配合。     

贺州市春季降水旱涝分析及灾变预测

利用贺州市四站1965~2004年春季降水资料,运用z指数和区域旱涝指数对贺州地区春季旱涝情况进行计算分类,并对重旱涝典型年份500hPa环流特征量和4月平均环流场展开分析,发现:贺州地区春季极易发生局部旱涝灾情,90年代以来重旱涝年份出现频率明显增大;在重旱年副高强度强,西伸脊点明显偏西,南支槽偏西偏弱,极涡中心偏东,亚洲中高纬高度偏低,在重涝年则相反。同时,通过建立GM(1,1)灾变预报模型,以重旱涝年份出现顺序为原始序列作模拟预报,其结果具有较好的应用价值。     

大气环流变化对云南5月雨量的影响及其预报

本文分析了云南５月份降水与前期１－３月北半球１００，５００ｈＰａ高度场的关系，研究了影响云南５月份旱涝的大气环流系统及主要大气活动中心，探讨了遥相关场的波列结构，建立了基于环流演变物理概念的分析预报模式。