近55年广西融水县降水气候特征分析

利用融水县气象站1959-2013年的降水资料,采用数理统计和线性倾向估计分析方法,分析了融水县降水分布特征及其变化规律。结果表明：融水县降水分配不均,主要集中在4-8月,6月最多,5月次之;年暴雨日数6.9d,暴雨持续时间多为1d,最长4d;近55年来融水县年降水量和汛期（4-9月）降水量均呈减少趋势,每10年分别减少16mm和6mm,而主汛期（5-8月）的降水量却呈增多趋势,每10年增加13mm,这预示着融水县未来降水可能更趋于集中在主汛期（5-8月）,发生洪涝灾害的几率可能增多。此外,一日最大降水量呈增多趋势,预示未来降雨强度可能增大;春、秋季的降水量呈减少趋势,提示未来发生春旱、秋旱的几率可能增多。     

用典型暴雨放大法估算可能最大降水量

从可能最大降水的基本概念出发,针对降水形成机制,对影响暴雨的关键性物理因子（如水汽和降水效率、水汽净输送、水汽辐合上升等） 进行分析并加以放大,即采取放大法,利用区域典型暴雨资料,估算驻马店地区的可能最大降水量为１０６４．７ ｍｍ／ｄ。     

广西后汛期不同等级降水变化及突变机理探讨

利用1961—2010年广西后汛期(7—9月)逐日降水资料进行降水分级统计,采用线性倾向估计、经验正交函数(EOF)等方法,对各等级降水日数及降水量进行了趋势变化和型态分布研究。结果表明,桂东小雨日数的比例高于桂西,中雨和大雨日数的比例则低于桂西,而暴雨以上日数的比例则是沿海高于内地。从各级降水对总降水的贡献来看,只占降水日数15%的大雨等级以上降水量的贡献接近60%。近50年来小雨至大雨等级降水呈现下降趋势,而暴雨以上等级降水则呈上升趋势,但这种特征具有明显的区域差异。EOF分析表明后汛期降水型态分布基本可以归结为大雨以上等级降水的分型。在此基础上,对广西后汛期各级降水在1990年代初出现由少到多的突变进行机理分析,研究表明,南半球澳大利亚高压和马斯克林高压的增强及西太平洋副高的合理配置是这次突变的重要原因,突变后来自印度洋及南海的水汽增强,西太平洋副高明显加强且位置偏南、偏西,大量的水汽在广西区域辐合上升,造成了降水的增加。通过对澳大利亚高压指数与前期海温的相关分析得知,印度洋暖位相由南向北传播及赤道太平洋与副热带南太平洋海温的反相变化将会导致后期澳大利亚高压强度的变化,这对降水预测有一定的参考意义。      

1961—2010年北京地区降水变化特征

采用15个常规气象站1961-2010年逐日降水数据资料,分析了北京地区降水量、降水日数和降水强度的变化趋势,包括年和各季节的总降水量和降水日数,不同降水级别降水量、降水日数和降水强度变化趋势的时空特征。结果表明：在近50年内,北京地区平均年降水量和年降水日数、年降水强度均呈下降趋势;各季节中,夏季的降水量呈明显下降趋势,春季降水日数略有增加,夏季略有减少;降水强度在春季增大和夏季减小趋势明显;小雨雨量变化不明显,中雨雨量呈增加趋势,大雨和暴雨雨量呈明显降低趋势;小雨降雨日数略呈减小趋势,中雨降水日数呈显著增加趋势,大雨和暴雨降水日数呈较明显降低趋势;小雨降水强度略呈上升趋势,而大雨和暴雨的降水强度呈明显的降低趋势。     

闽南沿海暴雨特征及可能最大降水估算

根据福建南部沿海气象站和水文站1961—2007年降水资料,分析其暴雨特征,应用概率论方法和水文气象法,推求福建南部沿海24 h可能最大降水。结果显示：①福建南部沿海的暴雨主要集中于春夏两季,冷暖空气交绥的锋面暴雨以及台风等热带天气系统所致的暴雨是福建南部沿海最主要的两种暴雨类型。即使同处暴雨一致区,暴雨强度及出现的区域也有一定的偶然性。②采用皮尔逊-Ⅲ型法计算不同重现期24 h的最大降水量时,如果不考虑降水的随机性,不做暴雨一致区的特大暴雨移置和特大值处理,将会影响概率论法计算结果的合理性。③暴雨模式的拟定是整个工作的基础,所选暴雨模式中地形对降水有显著的增幅作用,可认为是高效率暴雨模式,故选择水汽放大法计算,与概率论方法比较,计算结果是合理的。     

华北汛期日降水特性的变化分析

基于中国740站逐日降水资料, 使用线性倾向估计、 Mann-Kendall突变检验等方法, 分析了华北汛期降水量、 5类汛期降水频率及其贡献率的趋势特征和年代际变化, 揭示出一些比较有意义的新事实, 结果如下: 华北汛期降水量、 5类降水频率及其贡献率都有一定的下降趋势, 华北汛期降水量下降趋势最明显。5类降水频率的下降趋势, 表现出明显的渐变特点, 其中, 小雨频率下降趋势最大, 暴雨频率和大暴雨频率的下降趋势并不显著。5类降水贡献率下降趋势中, 华北暴雨贡献率下降趋势最大。50年来, 华北汛期大雨贡献率最大, 接近于总降水的1/3。华北汛期降水量的多寡主要受其汛期大雨的频率和暴雨的贡献率影响。华北汛期降水量和暴雨贡献率都在1978年前后发生了年代际突变, 华北暴雨贡献率的年代际突变是造成华北汛期降水量发生年代际突变的内在因素。     

印江县汛期降水年代际特征及与气温的关系

利用印江县气象观测站1970～2018年汛期（5～9月）日降水量,日平均、最高和最低气温资料,采用线性倾向估计、滑动平均法、 Mann一Kendall趋势法、 Morlet小波分析等方法对印江县汛期降水年代际特征进行了研究,并采用相关分析、t 检验等方法研究汛期降水与气温的关系。结果表明：(1)印江县近49a汛期总降水量有不显著的增加趋势,呈现 “增加-减少”的交替年代变化特征。年代尺度演变上,20～35a,10～19a,7～9a以及2～4a的4类周期变化尺度共同起作用,其中27a为第一主周期,9a为第二主周期。（2）印江县近49a 6月、7月和8月对汛期总降水贡献最大,变化趋势和总降水量基本一致;小、中和大雨的年总降水量呈减少,其中中雨减少微弱;暴雨及以上有增加趋势。小和中雨所占百分比呈下降趋势,占百分比最多的大雨也呈下降趋势,但比较微弱,暴雨及以上有上升的趋势。（3）印江县近49a汛期总降水量与汛期最高温度、平均温度呈显著的负相关,月份上与8月最为密切, 7月次之,与其他月的温度相关性不大。不同量级降水量占总降水量的百分比,随日平均、最高气温的升高都呈先上升后下降的趋势,各量级降水的百分比的峰值都有各自的温度区间。     

贵州不同等级降水日数气候特征及其与降水量的关系

利用1963 2011年贵州81个测站逐日降水资料,分析了近49年贵州不同等级降水日数的气候特征,探讨了不同等级降水日数在降水变化中的作用。结果表明,随着降水等级的上升,对应该等级的雨日迅速减少;贵州总雨日及小雨日呈西多东少的分布,而中雨日、大雨日及暴雨日则呈南多北少分布;近49年贵州总雨日、小雨日、中雨日、大雨日整体上都呈减少趋势,而暴雨日却呈一定的增加趋势;小雨日与总雨日都是在20世纪80年代初期之后逐步减少,21世纪初期之后降幅更加明显,而中雨日在20世纪60 80年代初多波动,在21世纪初后迅速下降,大雨日和暴雨日均经历了两次较明显的波动;随着降水等级的上升,雨日与降水量的相关系数迅速增大,小雨日与降水量的相关性最差,暴雨日与降水量的相关性最好;降水偏多年各个等级的降水日数明显偏多,小雨日、中雨日及大雨日变化较为显著,暴雨日变化不显著,降水偏少年各个等级雨日则明显减少,中雨日变化最为显著,其次为大雨日、暴雨日,小雨日变化不显著,因此,贵州地区总降水量增加主要是由于小雨日、中雨日、大雨日的增加引起的,降水量减少则主要是由于中雨日、大雨日及暴雨日的减少引起的,比较各个等级的降水日数,无论是在降水偏多年还是偏少年,中雨日和大雨日的变化都较显著。     

1961—2013年内蒙古地区极端降水时空变化分析

选取内蒙古具有代表性的71个地面气象站1961—2013年逐日降水及平均降水量资料,计算各等级降水日数,分析不同时间尺度及等级极端降水时空变化分布特征。结果表明:近53a内蒙古地区降水日数和小雨日数均呈减少趋势,但暴雨、大雨和中雨出现的概率略增;日和小时短时降水强度增大。20世纪80年代和90年代是中雨、大雨和暴雨多发期,也是日和小时降水强度最大时期,进入21世纪后,强降水发生频次减少。     

近60年中国日降水量分区及气候特征

根据中国国家级地面气象站均一化降水数据集,使用1956~2015年512个台站的日降水量资料,通过旋转经验正交函数（REOF）得到七个分区。比较了各分区平均日降水量的年内变化和多年倾向率差异:我国偏南分区的小雨日数减少,大雨、暴雨日数、日降水量的区域年均值增加;偏北分区的小雨、大雨、暴雨日数、降水量年均值为递减;长江中下游区（东北区）日降水量、小雨日数、暴雨日数的年均值的近60年倾向率分别是0.0071 mm a-1（-0.0010 mm a-1）、-0.0729 d a-1（-0.0615 d a-1）、0.0132 d a-1（-0.0007 d a-1）。100°E以西地区:小雨、中雨日数在增加,无雨日数显著减少,日降水量的年均值呈递增特点。通过自相关函数和小波功率谱估计,揭示了七个分区的日降水量年均值普遍存在2~4 a周期震荡。使用NCEP/NCAR月均再分析资料,以区域日降水量年均值为指数得到500 hPa、700 hPa、850 hPa回归风系数场、旱涝年整场水汽通量和水汽通量散度差异场相结合分析,结果表明:"东高西低,南高北低"环流型和区域降水有密切关系,水汽差异场是上述环流特点的反映。     

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。     

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。      

江西致洪暴雨天气特征分析与流域洪涝预报研究

在对1959～1990年的资料进行大量普查分析和统计的基础上,指出对流层中低层形势特征在江西致洪暴雨中的特殊重要性,分析了各个天气系统对形成致洪暴雨的作用,并根据中低层天气形势特征来分型建立致洪暴雨的预报模式。应用水文上降水产生流量过程线的变化原理,提出了仅用降水资料来推算流域洪涝指数,用量化指标来预报未来流域洪涝强度的研究思路和方法。该方法思路是利用流域内测站雨量计算出流域的有效综合面雨量(考虑了前一段时间内的逐日流域面雨量的不同贡献)。复核流量(或水位)等洪涝资料与流域有效综合面雨量的关系,最终确定出各级洪涝指数的流域有效综合面雨量的大小,确定洪涝等级。     

临沂市汛期暴雨与旱涝

根据临沂市１９６１－１９９７年逐日降水资料,计算了汛期暴雨日数,相当蚶日 与旱涝级别和汛期总降水量的关系。得出：汛期暴雨多少对汛期降水多少具有决定性作用。在某种意义上讲,汛期旱涝预测主要是汛期暴雨预测。     

近56a武汉市降水气候变化特征分析

以武汉市1951—2006年逐日降水资料为基础,采用累积距平、线性趋势、移动T检验、5％分位数、小波分析等方法,分析了近56a来武汉市降水气候变化特征。结果表明：（1）近56年来,武汉市年降水量、降水强度呈增加趋势,而降水日数呈减少趋势;（2）除春季外,其它季节以及汛期、梅雨期、伏旱期等时段的降水量均有所增加;降水日数在春、秋季、汛期呈下降趋势,其余时段则为增加趋势;降水强度在夏季、伏早期呈减小趋势,其余时段均为增大趋势;（3）梅雨期、年的降水量变化较为一致,其周期性变化明显,主要表现为10a年代际周期,突变点约在1979年;（4）1960、1970年代暴雨日数较少,在1979年前后突变增多后,进人多暴雨阶段;（5）历年最大日降水量、5％分位数极端降水强度、暴雨平均强度变化略有减少趋势但不显著,而大暴雨平均强度减弱趋势明显。     

湖北省不同等级降水特征及与旱涝关系分析

基于湖北省1961—2020年71个国家站逐日降水数据，利用降水异常指数Z和线性分析等方法，分析不同地区降水特征及与旱涝关系，结果表明：（1）湖北省年均降水自北向南递增，山区冬夏季雨日相当，降水量鄂西山区>鄂东山区>江汉平原>汉江河谷；（2）雨日随等级减小，大等级降水多发生于鄂东南。鄂西北暴雨占比最小，鄂西南各等级降水相当，江汉平原及以东地区中雨及以上量级降水贡献率较大；（3）年均雨日呈衰减趋势，降水量相反，而山地平原夏季雨日贡献率增加。小等级降水比例减小，年代际变化中降水日数呈减少趋势，而降水量“中间偏多，两端偏少”；（4）雨日对降水量的贡献率远高于降水强度。暴雨的距平变化可基本反映旱涝年。     

湖北省不同等级降水特征及与旱涝关系分析

基于湖北省近61年71个国家站逐日降水数据,本文利用降水异常指数Z和线性分析等方法,分析不同地区降水特征及与旱涝关系,得出结论如下：（1）湖北省年均降水自北向南递增,山区冬夏季雨日相当,降水量鄂西山区＞鄂东山区＞江汉平原＞汉江河谷;（2）雨日随等级减小,大等级降水多发生于鄂东南。鄂西北暴雨占比最小,鄂西南各等级降水相当,江汉平原及以东地区中雨及以上量级降水贡献率较大;（3）年均雨日呈衰减趋势,降水量相反,而山地平原夏季雨日贡献率增加。小等级降水比例减小,年代际变化中降水日数呈减少趋势,而降水量“中间偏多,两端偏少”;（4）雨日对降水量的贡献率远高于降水强度。典型涝（旱）年降水距平百分率随降水等级增大,说明暴雨的距平变化可基本反映旱涝年。     

1961—2014年广东小时强降水的变化特征

利用1961—2014年广东32个气象观测站逐小时降水资料,采用线性趋势分析、Mann Kendall检验、功率谱分析、计算趋势系数等统计诊断方法,分析了广东小时强降水在年以及前、后汛期的气候特征及变化。结果表明,广东年、前、后汛期多年平均小时强降水的次数、强度、降水量和贡献率的空间分布均呈沿海向内陆递减。近54年来,广东平均小时强降水的次数、强度、降水量和贡献率在年以及前、后汛期的时间尺度上均为显著上升的趋势,与同期广东年暴雨次数和年降水变化不明显有明显差异。广东大部分测站小时强降水量均呈增加的趋势,其中珠三角增加最为显著。近54年来广东年和前汛期小时强降水次数存在3.7年和22年、后汛期存在3年左右的显著周期震荡。广东年和后汛期小时强降水次数在1993—1994年发生增加的突变,前汛期小时强降水次数没有突变发生。     

闽北汛期强降水中尺度特征分析

为揭示闽北暴雨的中尺度规律,利用1980~2005年南平市10县(市、区)气象站5~6月雨量大于等于50mm达到或超过3个站的43个暴雨过程129个暴雨日的逐时降水自记资料,分析了汛期暴雨日雨团和强雨团的时空分布、强度及持续时间、移动规律、雨团与影响系统的关系以及地形对雨团的产生、分布、移动等的影响等,得出闽北汛期强降水的中尺度若干特征,其结论可为预报人员在业务实践中提供有益的参考。     

概率匹配订正法在湖北襄阳地区降水预报中的应用

数值预报产品在天气预报预警中有着重要的作用。2016—2020年汛期ECMWF模式预报降水与湖北襄阳区域站观测降水的对比分析表明：ECMWF对中雨及以上降雨的预报，第1、2天预报偏小，而第3天预报偏大；三个预报时段强降雨中心位置偏差无规律。为了更好地对ECMWF产品进行释用，提高汛期降水预报准确率，从概率匹配角度研究了不同降水量级订正值，并对2021年汛期ECMWF降水预报进行逐日检验。结果显示：概率匹配订正法可有效地改善模式预报性能，对中雨及以上降雨预报均有良好的订正效果，尤其对第1天暴雨预报改进最为明显。228站平均的TS评分提高了6个百分点，由11.1%增加到17.1%，漏报情况改良了13.5个百分点，由85.0%降为71.5%。采用该订正法开展定量降水预报，由于增加了当地降雨概率分布的背景信息，能表现出比原模式更高的参考价值。