海南省降水量的正态分布特征及正态化变换

利用海南省18个测站1966—2003年的资料,对各地月、季降水量进行正态分布检验,分析其时空分布特征,并探讨了正态分布转换的若干方法。研究表明,在0．01的信度检验下,春、夏、秋季降水基本符合正态分布,冬季仅北部和东部地区符合正态分布,月降水量的正态性也随季节而变化,且具有局地性。通过适当的数学变换,全省所有非正态分布的月降水量均可正态化。     

中国气温和降水序列年代际分量的显著性检验

对1951—2008年中国160站年和四季的气温、降水序列是否服从正态分布进行显著性检验,以此为基础进一步对气温和降水序列中的年代际异常分量显著性作了严格的统计学分析,结果表明：1）大多数测站气温序列服从正态分布,大多数测站降水序列不服从正态分布;气温、降水序列是否服从正态分布与地域有一定联系。2）气温、降水序列中年代际变化分量的显著性存在明显差异,多数测站气温序列年代际分量显著,只有少数测站降水序列的年代际分量显著。3）因为1951—2008年中国160站年、季气温和降水序列不全服从正态分布,特别是降水序列的非正态性严重,建议对它们的统计显著性检验采用Monte Carlo方法。     

兰州地区降水量正态分布特征

在对降水资料的分析过程中,要求资料的时间序列呈正态分布。利用兰州地区的兰州、皋兰、榆中和永登4个站点1960~2009年的降水量资料,采用"偏度—峰度系数+W检验"方法,基于SPSS软件,对兰州地区的年、季和月降水量正态特征进行分析。结果表明,兰州地区4个气象站的年降水量均呈正态性分布;兰州、皋兰和永登3站的夏、秋2季降水量为正态性分布,而榆中站只有秋季降水量为正态性分布,且秋季降水量的正态性最好,冬季最差;大多数月降水量不服从正态分布,但对降水序列进行平方根处理后,其正态性得到明显的改善。     

甘肃降水量正态性分析

利用1951～2010年甘肃省81个气象站月、年降水量资料,采用Jarque-Bera检验与χ2检验对原降水序列和经过Box-Cox变换后序列的正态性进行分析。结果表明:甘肃省大多数气象站年降水量服从正态分布,但一半以上台站的月降水不服从正态分布。其中12月、11月、1月的正态性最差,而5月和9月最好;从季节来看,甘肃大多数气象站春、夏季正态性较好,秋、冬季正态性较差;从地域分布来看,全省各地降水均存在非正态,其中河西地区、陇中和陇东部分站点非正态现象尤其突出。经过数据变换后的序列,站年正态性通过率从原来的81.5%～82.7%升高到97.5%～100%,站月通过率从36.2%～68.5%升高到85.4%～94.0%,大部分站点通过了正态性检验。     

陕西省年、月降水量的理论频数分布

本文对陕西省年、月降水量频数进行了统计检验。检验结果表明:(1)年降水量遵从正态分布;(2)月降水量在做了立方根变换后,有83％的站月遵从正态分布;(3)月降水量中有58％的站遵从γ(Gamma)分布;(4)建议在估算月降水概率时,采用正态分布模型。     

湖南省人工增雨效果检验及效益评估系统方法之一——用五日滑动平均日平均降水选取对比区方法

提出了以日平均降水滤除自然降水的随机变动，同时以五日滑动平均降水寻找自然天气周期和者第二次平滑的办法选择对比区。同时，本文还就五日滑动日平均降水的正态性和正态化问题进行检验，说明经过二次平滑后的日平均降水值符合正态分布。因此，其回归分析和统计检验符合气候学和统计学原理。此方法可用于湘中、湘南阵性降水人工增雨的效果检验和效益评估。系统软件由VB5．0做成，在Windows95／98下运行。     

沈阳市降水量正态分布检验及其时空变化特征

利用辽宁沈阳市1960—2017年5个国家级气象站逐月降水量资料,分析沈阳市不同时间尺度降水的时空分布特征,并采用偏度-峰度系数和S-W检验法,对沈阳市降水量的正态性分布进行检验。结果表明,除新民外,沈阳市其他地区年降水量均满足正态分布;春季降水量的正态性最好,冬季降水量基本不满足正态分布;月降水量的正态性较差,经过正态变换后的正态性均得到明显改善。沈阳市年平均降水量呈自东南向西北逐渐递减的空间分布特征,且近58 a来年降水量整体呈微弱减少趋势。     

陕西省降水量的概率分布

对陕西省年、季、月降水量的概率分布统计检验结果表明:①我省年降水量序列具有正态分布特征,服从于正态分布。②我省季降水序列服从Г分布。③月降水量序列经过线性变化后都服从于Г分布。因而在进行年降水的概率分布统计时可应用正态分布。对季、月降水进行概率分布统计时可以应用Г分布。     

蒙特卡罗方法在降水评估中的应用研究

预报检验重点关注预报与观测间的综合统计特征用以探讨模式预报性能,而统计显著性检验方法是衡量评估结论的重要指标,是判断预报效果改进与否的有效手段.当前诸多重要检验指标如降水技巧评分等由于不满足正态分布特征均难以采用简单的计算方式获得置信区间以衡量检验指标的误差特征,因此难以正确判断通过统计检验所获得的评估差异是真实反映模式预报效果差异或是由检验样本的不确定性所造成.蒙特卡罗方法可通过样本重构获取正态分布的统计样本从而有效地解决这一问题.采用2015年8月的T639模式及GRAPES全球预报模式24 h降水预报产品,使用中国区域2400站日降水资料作为实况,重点研究蒙特卡罗方法在统计显著性检验中的应用特征,分析不同蒙特卡罗重构次数对检验结果的收敛性.结果表明10 000次蒙特卡罗重构后统计指标可满足正态分布,而通过显著性检验分析后可明显区分预报系统间降水评分差异的统计特征.     

甘肃省降水量的统计分布特征

本文利用统计学方法对甘肃省年降水量进行了检验分析,认为:①我省各地年降水量频数分配的基本特征是正态分布;②年降水量为正态分布的地域与我国季风区相符,即西界到河西走廊中部,而西部年降水量并不符合正态分布,③在现有条件下,使用三十年气候资料进行降水统计检验是可行的。     

云南雨季和干季小时降水的时空特性分析

利用云南省2325个国家级台站和区域自动观测站逐小时降水数据,分析了2014~2018年云南雨季和干季的降水量、降水频次和降水强度的空间分布特征以及关键区域的降水日变化演变特征。结果表明:受复杂地形影响,云南不同区域降水特征差异显著,且与我国东部地区显著不同。年均降水量大体呈西南高、西北低的分布特征。对于云南西北部的怒江河谷地区,干、雨季降水均为夜间峰值,降水频次高,但强度较弱。对于云南最西部（99°E以西）的保山德宏地区,该地区累计降水量为云南最大,这一区域各台站日变化峰值均较为一致地出现在上午,在陆地地区较为少见。相邻的普洱和元江河谷位于云南南部（23°N以南）,雨季两区域降水相当,但元江河谷在干季与雨季均为突出的夜间至清晨降水峰值,普洱地区雨季则是明显的午后降水峰值。云南中部地区降水量较周边地区明显偏小,该地区降水频次在雨季主要表现为清晨峰值,而在干季却是午后峰值更为突出,这也与我国东部地区降水日变化特征差异明显。      

THE INTERANNUAL AND DECADAL VARIABILITY OF PRECIPITATION FOR YUNNAN PROVINCE IN RAINY SEASON AND ITS RELATIONSHIP WITH TROPICAL UPPER LAYER TEAT CONTENT

~~THE INTERANNUAL AND DECADAL VARIABILITY OF PRECIPITATION FOR YUNNAN PROVINCE IN RAINY SEASON AND ITS RELATIONSHIP WITH TROPICAL UPPER LAYER TEAT CONTENT@郑春怡$Meteorological Observatory of Yunnan Province, Kunming 650034 China @黄菲$Department of Marine Meteorology, Ocean University of China, Qingdao 266003 China @普贵明$Meteorological Observatory of Yunnan Province, Kunming 650034 China~~…     

THE INTERANNUAL AND DECADAL VARIABILITY OF PRECIPITATION FOR YUNNAN PROVINCE IN RAINY SEASON AND ITS RELATIONSHIP WITH TROPICAL UPPER LAYER HEAT CONTENT

Based on the monthly precipitation data of 126 observation stations from 1961 to 2000 in Yunnan Province, the interannual and decadal variability of precipitation in rainy seasons are studied by using wavelet analysis. It is shownthat there is a 2 - 6 year oscillation at the interannual time scales and a quasi-30 year oscillation at the decadal time scales. These periodic oscillations relate to the distribution of tropical heat content. When the precipitation is much more (less) than normal, the upper seawater is colder (warmer) in almost all the tropical Indian Ocean, and warmer (colder) in the western Pacific as well ascolder (warmer) in the eastern Pacific. The key areas of the anomaly heat content distribution that have significant correlation to the Yunnan precipitation inrainy season are in the southern hemispheric Indian Ocean with a dipole patternin the winter as well as in the deep basin of the South China Sea (SCS) before the Yunnan rainy season begins. Therefore, the anomalous distributions of the heat content in the southern Indian Ocean and the SCS in winter are good indicators for predicting drought or flood in Yunnan Province in the following rainy season.     

云南雨季开始期演变特征分析

应用EOF分析方法、小波分析方法及云南16个地州代表站1961～2002年共42年逐日降水量资料,对云南雨季开始期的空间分布、时间演变及多尺度周期变化等特征进行了诊断研究.结果表明:1)云南雨季开始期的空间分布,第一主要特征是全省雨季开始期一致偏早(晚);第二主要特征为云南滇中及以东、以南地区与云南西部雨季开始期反向变化的空间异常分布型态;2)云南雨季开始期存在明显的40年左右长周期、28年左右的年代际周期和8年左右的年际周期.从小波方差看,云南雨季开始期的变化以40年和28年左右的变化周期的振动最强,变化最显著,而年际变化相对较弱;3)云南雨季开始偏早期与偏晚期5月份500 hPa高度距平场有着明显区别;4)印度季风与南海季风对云南雨季开始爆发也起着积极的作用.     

云南近50 年来的气候变化

利用1961—2008 年云南省124 站及其相邻省市区的37 个地面站的逐日平均气温、降水量资料,客观分析了考虑气温垂直递减率的气温细网格数据。在此基础上,分析研究了云南近50 年来的气候变化。(1)云南近50 年来的气温变化,趋势上与北半球和全国一致,但气候变暖的速率相对缓慢;(2) 云南气候带面积有明显变化,北热带和南亚热带面积增加,而中亚热带、北亚热带和温带的面积减少;(3) 云南冬季是气温上升幅度最大的季节,然后依次是秋季、夏季和春季,虽然近50 年来云南大部分区域气温呈上升趋势,但少数区域气温却呈下降趋势,这些降温区主要集中在低海拔河谷地区;(4) 云南近50 年来降水量年平均变化不大,但季节和空间分布的变化却比较明显,雨季和主汛期降水量呈下降趋势,干季呈上升趋势;在空间分布上,滇东地区呈一致性下降趋势,滇中呈一致性上升趋势;滇西和滇南地区降水量的增减趋势呈交错分布。      

THE IMPACT OF PRECEDING ATMOSPHERIC CIRCULATION AND SST VARIATION ON FLOOD SEASON RAINFALL IN YUNNAN

Spatial and temporal distribution characteristics and scale range of two significant areas were obtained by analyzing the relationship among summer rainfall in Yunnan province, height field and SST field (40°S – 40°N, 30 °E – 70°W) across the North Hemisphere at 200 hPa, 500 hPa and 850 hPa for Jan. to May and correlation, and field wave structure. Remote key regions among summer rainfall in Yunnan province, height field and SST field (40°S – 40°N, 30°E – 70°W) across the North Hemisphere at 200 hPa, 500 hPa and 850 hPa were studied through further analyzing of the circulation system and its climate / weather significance. The result shows that the forecast has dependable physical basis when height and SST fields were viewed as predictors and physical models of impacts on rainy season precipitation in Yunnan are preliminarily concluded.     

IMPACT OF SSTA OF SOUTHERN HEMISPHERE ON FLOOD SEASON PRECIPITATION ANOMALIES IN YUNNAN

Based on the reanalysis data of monthly mean global SST and wind from the NCEP/NCAR and the observation data of rain seasons in 124 stations of Yunnan province from 1961 to 2006, we applied the analytical methods of correlation analysis and composite analysis and a significance testing method to two sets of samples of average differences. The goal is to investigate into the influence of the Southern Hemispheric (SH) SST on the summer precipitation in Yunnan from January to May so as to identify the key time and marine regions. Physical mechanisms are obtained by analyzing the influence of sea level wind and the key marine regions on the precipitation during Yunnan’s rain season. Results show that there is indeed significant relationship between the SST in SH and summer precipitation in Yunnan. The key areas for influencing the summer precipitation are mainly distributed in a region called “West Wind Drift” in the SH, including the Southeast Indian, southern Australia, west coast of eastern Pacific off Chile, Peru and the southwest Atlantic Magellan. Besides, the most significant marine region is the west coast of Chile and Peru (cold-current areas of the eastern Pacific). Diagnostic analysis results also showed that monsoons in the Bay of Bengal, a cross-equatorial flow in the Indian Ocean near the equator and southwest monsoon in India weaken during the warm phase of the Peruvian cold current in the eastern Pacific. Otherwise, they strengthen.     

1961—2010年云南干湿气候变化

利用15个站点1961—2010年日照时数、降水量和平均温度等气候资料,计算云南5个区域各季节相对湿润度指数,分析云南干湿气候变化特征。结果表明,相对湿润度指数可定量、准确地表达云南各区域自然气候干湿程度,能客观反映云南干湿气候的波动变化和区域性差别。20世纪90年代中期以来,云南干季、雨季潜在蒸散量呈增大变化趋势,同期降水量有减小的趋势变化,从而在气候变暖背景下引发云南气候的干旱化趋势。干季各地相对湿润度指数年际波动变化大,年代际差异明显;雨季各地干湿状况年际波动相对较小,且呈现明显的周期性波动变化趋势。云南5个区域的干湿气候变化既有一致性也有差异性：滇中和滇西南比较一致,滇西北与滇东南差异明显,滇西北与滇东北雨季差异突出、干季较为相似。     

植被对云南气候要素影响的敏感性试验

利用MM5模式对云南两个具有代表性的强降水过程进行高分辨率模拟,通过下垫面植被的敏感性试验,考察云南气候要素(降水、温度、湿度、风等)对下垫面植被状况的敏感性,从而达到了解自然环境及人类活动在云南天气、气候及气候变化中的作用与影响,以期提高对未来天气、气候变化、环境变化及其对人类社会发展影响的预测和评估能力。试验结果表明,下垫面植被状况的改变对云南气候要素值的影响非常明显,这种影响一般在近地面至700 hPa之间;下垫面植被覆盖率的锐减,使云南降水范围、降水量、空气湿度急剧减小,温度、风力、蒸发能力、干旱指数迅速增大,加剧了云南的干旱化和沙漠化,最终将导致云南的天气气候和环境生态系统偏离本来的平衡状态和演变过程。但下垫面植被状况的改变对降水中心、冷(暖)中心、干(湿)中心位置影响不大。     

云南各量级雨日的气候特征及变化

利用1959-2005年云南125个测站的雨量资料,通过计算趋势系数等现代统计诊断方法,研究了云南中雨日、大雨日、暴雨日、大暴雨日及各量级降水量的气候特征和变化,并与雨日的气候变化做了对比分析.结果表明,云南中雨以上强降雨日有明显的干、雨季之分,雨季中雨、大雨、暴雨、大暴雨日数分别占全年中雨、大雨、暴雨、大暴雨日数的84%,90%,94%,99%,特别是6～8月大雨以上强降雨日占全年的61%以上,强雨日的集中程度相当高,且降雨量级越大集中越高.云南大雨日、暴雨日、大暴雨日在增多;大雨日的增多趋势不明显,暴雨日、大暴雨日的增多趋势较明显,且大暴雨日比暴雨日的增多趋势大.雨日、中雨日在减少;雨日的减少趋势十分明显.以每10年平均计算,云南省内总大雨日增多6.9天,暴雨日增多4.3天,大暴雨日增多0.7天,中雨日减少75.4天;云南省内站平均雨日减少7.6天.云南年降水量有减少的趋势,全省减少量是每10年平均减少15.3 mm;大雨量、暴雨量和大暴雨量稍有增多,但变化趋势不明显;小雨量、中雨量有较明显的减少趋势.