秦岭南北降水小时尺度特征对比分析

利用秦岭地区1961—2015年暖季(4—10月)国家级地面气象站观测的逐时降水资料,从降水逐候变化与降水日变化的角度,比较了秦岭南北两侧暖季降水的演变特征,研究表明:在逐候演变上,秦岭南北两侧均为夏秋双峰型降水,但北侧降水主峰值出现在秋季,秦岭南侧降水主峰值出现在夏季.在降水日变化上,夏秋两季中南侧降水量、降水频次和降水强度均以清晨峰值为主,仅在降水频次上夏季出现了午后的次峰值;而北侧降水量日变化夏秋变化较大,且主要由降水强度贡献,夏季降水强度在午后较强,而秋季清晨降水强度更大.对于不同持续时间的降水事件,南北两个区域在夏秋均表现为持续9h以上(3h以下)的降水为清晨(午后)降水峰值,其差别主要存在于持续时间为4～8h的降水事件中.     

基于梯度观测小时数据的南岳山降水日变化特征

利用南岳山南坡不同海拔高度上的3个气象观测站2015年9月1日-2018年8月31日逐时降水资料,分析了南岳山降水日演变特征。结果表明:从山底到山顶总降水量逐渐增加,存在3个降水峰值时段,分别在清晨、午后和傍晚,清晨雨量峰值主要由该时段降水频次较高所致,午后与傍晚雨量峰值主要与该时段降水强度较大有关,山顶高山站与山底站降水量差异主要体现在午后与傍晚时段;小时最大降水量主要出现在午后至傍晚,山底站短时强降水出现时段较分散,山腰和山顶高山站短时强降水主要集中在午后至傍晚时段;持续时间小于等于6 h的短持续降水频次多于持续时间大于6 h长持续降水频次,其主要出现在午后至傍晚,长持续降水过程多出现在凌晨至中午,其对总降水量的贡献大于短持续降水。     

天津市夏季降水日变化特征

利用1954－2007年天津市夏季逐时自记降水资料,分析了天津市夏季降水（包括逐小时降水量、降水频次、降水强度以及不同持续时间降水）日变化规律。结果表明：天津市一日内不同时次的多年累积降水量具有显著的日变化特征,呈明显的双峰型,高值分别出现在午后17时和午夜02时。逐小时降水强度与降水量的变化特征非常一致,而多年累积降水频次在凌晨02时至08时较高,之后至11时逐步降低,11时至24时变化不大。降水量与降水频次及降水强度的关系均达到显著性水平（P < 0.001）,但逐小时降水强度与降水量相关性明显高于降水频次,表明降水量变化与降水强度有直接的关系,而降水频次对累积降水量的贡献占较小的权重。持续不同时间降水事件的发生次数在一日内的变化特征明显不同,长时性降水峰值集中在清晨,而短时性降水尤其是1-3 h降水主要以午后为主。     

新疆夏季降水日变化特征

利用1991-2014年新疆16个国家基准气象站逐时降水资料,分析了新疆夏季不同区域降水日变化基本特征,揭示出新疆夏季降水日变化呈现显著的南、北疆区域差异,有别于我国中东部的一些新事实。结果显示:北疆降水量日变化呈现准单峰型特征,峰值主要发生在傍晚前后（16:00-20:00,地方时,下同）;南疆降水量日变化呈现三峰特征,峰值分别出现在傍晚（17:00-18:00）、午夜后（00:00-01:00）和上午（10:00）。新疆夏季降水事件以6 h以内的短历时性质为主（平均为85%,比例明显高于我国中东部）,而持续12 h以上的较长历时降水事件偶有发生;在天山东麓以外的新疆绝大部分地区,6 h以内短历时降水事件对总降水量的贡献率达54%,高于我国中东部地区。新疆西部和北疆北部降水量日变化主峰的贡献者是2~3 h短持续性降水为主的事件;而天山中-东部降水量日变化峰值则是来自于12 h内各不同持续时间降水事件的大致均等贡献。     

横断山系云岭余脉点苍山东西侧小时降水特性对比分析

利用横断山系云岭余脉点苍山东西侧两个国家级气象台站2005—2012年逐小时降水量数据,详细分析东侧和西侧降水特性及差异。结果表明点苍山东西侧多年平均降水气候态相似,两侧年降水量接近,降水季节演变一致,但小时尺度的降水变化却存在明显差异：降水量和降水频次日变化在东侧以单峰型为主,西侧则双峰型变化显著;东西侧均存在后半夜降水量和降水频次高峰,主要由持续6h及以上的长时降水事件引起,且该高峰对总降水量的贡献东侧略大于西侧、持续时间东侧略长于西侧;西侧在午后至傍晚出现另一个降水量和降水频次高峰,一般由持续6h以下的中、短时降水事件造成;累积小时降水量和降水频次的最大值东西侧均于凌晨出现,出现时间东侧滞后于西侧3h;累积小时降水量的最小值东侧出现于傍晚、西侧则在正午发生,而累积小时降水频次的最小值东西侧均出现在正午前后。小时雨强日变化西侧较东侧强烈,尤其是夜间,西侧存在21时和03—04时大雨强时段,东侧雨强则缓慢变化于清晨07—08时达最大。这种小时降水特性的东西差异受点苍山地形影响,南北走向高大山脉的特殊地形使两侧下垫面辐射差异在傍晚达最大,辐射强的西侧容易形成降水量、降水频次、小时雨强的傍晚高峰。该区域降水特性的不均匀分布使其成为西南复杂地形区气候区域差异的典型代表。     

近30 a江苏夏季降水日变化的气候学特征

基于1980—2013年江苏省61站小时降水资料,分析了江苏省夏季降水日变化的特点及小时极端降水、不同级别雨日的日变化特征。结果表明,江苏省夏季降水日变化具有显著的双峰分布特征,然而江苏省北部和南部降水的主峰时段并不一致。从降水频次、累积降水量来看,江苏省北部降水以清晨至早上时段为主峰、午后至傍晚时段为次峰,南部降水与之相反。长持续性降水占夏季降水的2/3左右,且江苏北部占比多于南部,均为清晨至早上的单峰分布;短持续性降水占夏季降水的1/3,在江苏北部呈现出以午后至傍晚为主峰,清晨至早上为次峰的双峰分布,而在江苏南部呈现出以午后至傍晚的单峰分布特点。小时极端降水,阈值分布南低北高,虽然频次较少,但占夏季降水的40%左右。小时极端降水日变化的双峰分布和夏季总体降水分布类似,但主峰大都出现在午后至傍晚。不同级别雨日的日变化分布各有不同,但全省各区无显著差异。累积降水量贡献主要来自于暴雨和大雨。暴雨无论是从降水频次、累积降水量还是降水强度都呈现清晨至早上的单峰分布。     

中国大陆日降水峰值时间位相的区域特征分析

利用高密度的中国国家级地面气象站逐时降水数据,系统分析和比较了中国大陆地区暖季降水量、降水频次和降水强度的日变化峰值位相的整体特征、空间分布差异及典型区域平均的日变化演变特征。研究指出,中国大陆暖季降水日变化峰值时间主要表现为下午、清晨、夜间3类典型位相,且整体而言降水频次的清晨峰值更凸出,降水强度以下午峰值为主。综合考虑降水量和降水频次的日变化峰值位相,发现中国大陆地区降水日变化峰值位相在空间分布上存在7个典型区域:下午峰值区(东北至华北山区、东南内陆地区)、夜间峰值区(四川盆地西部至云贵高原东部、华北平原西部贴近山地的区域)和清晨峰值区(华北平原东部、秦巴山区至华中西南部)各两个,以及傍晚至夜间峰值位相的青藏高原区。各典型区域内部具有较一致的降水量和频次的日峰值时间位相,而区域边缘或交界处降水量和频次的峰值位相则相反,主要是降水量的下午主峰值时段与降水频次的清晨主峰值时段的错位。从降水量、降水频次和降水强度的日变化的演变特征来看,午后峰值区、夜间峰值区和青藏高原的傍晚至夜间峰值区的多数台站,都存在降水量位相滞后于降水强度而超前于降水频次的特征,这应是降水演变过程中时间演变不对称性和对流云系发展演变的具体表现。     

大理地区所代表的青藏高原东南缘降水日变化类型的分析

用谐波分析法对大理地区各气象站2005—2014年的小时降水量做日变化分析,结果表明,各站点降水量日变化可用前3个谐波做拟合,方差贡献率≥30%的谐波是显著谐波,降水量日变化呈现4种形态:洱海盆地内呈夜间单峰型,后半夜降水高峰由持续≥3 h的降水事件引起;哀牢山起始西侧和点苍山西侧峡谷低地呈夜间峰值是午后峰值1.5倍的双峰型,后半夜降水高峰多由持续≥6 h的长时降水事件引起,傍晚降水次高峰一般由持续≤5 h的短时降水事件造成;区域北部高山峡谷区属午后峰值是夜间峰值1.5倍的双峰型,午后至傍晚的降水峰值由持续≤10 h的降水事件引起,夜间降水次峰值由持续4~10 h的降水事件造成;南部和西部区域呈午后峰值与夜间峰值持平的双峰型,持续≤4 h的短历时降水事件易引发午后峰值,而持续≥5 h的降水事件则造成夜间降水高峰。这些降水特性的区域差异主要是由于太阳辐射日变化和复杂地形因素引起的湖陆风和山谷风效应造成。     

天津地区小时降水特征分析

利用2009—2013年天津地区205个自动气象站的逐时降水资料,分析了天津地区降水的基本空间分布和日变化特征。结果表明:(1)天津地区降水小时数及小时平均降水强度空间差异明显,高值区分别位于蓟县北部山区、市区西北侧、滨海新区中南部;(2)天津中北部地区累积降水量峰值主要出现在23—03时,南部地区则出现在17—19时和04—08时,降水频次峰值基本都出现在00—09时,降水强度峰值与累积降水量峰值出现时间类似,11时为降水强度低谷出现时间;(3)全市傍晚至午夜的降水频次明显较凌晨偏少,长持续时间(10 h以上)的最大降水易出现在凌晨至清晨,短时降水(1~4 h)的最大降水易出现在傍晚至午夜;13—24时多数时次,无论降水量、频次还是降水强度市区均较其周边地区和沿海地区偏多偏强,而凌晨多数时次,市区则以偏少偏弱为主;(4)始于下午至傍晚的降水多为短时降水,而始于傍晚至凌晨的降水持续时间普遍较长。     

辽宁省夏季降水的日变化特征

文章利用辽宁省25个气象观测站1961—2008年夏季6—8月的逐时降水自记资料,分析了辽宁省夏季降水日变化的基本特征。发现：降水日变化特征地域性较强,沿海站与内陆站存在差异。总体来说,沿海站降水量的最大值基本出现在午前04-08时,内陆站点则呈双峰值的形式,峰值分别出现在午前和午后,午后1 4—20时为降水量最大值出现的时间;降水频次的日变化特征和降水量基本相同;持续时间长的降水多在午前达到峰值,持续时间短的降水多在午后达到峰值;沿海站点午前的降水峰值区基本是由持续时间在6 h以上的长时间降水造成,内陆站点午后最大降水峰值则为持续时间6 h以内的短时降水,这与内陆下午对流能量强相适应。研究表明,降水日变化的存在能够影响到降水预报的评分。     

Characteristics of diurnal variations of warm-season precipitation over Xinjiang Province in China

降水日变化受大气热力,动力过程以及复杂地形影响,演变特征复杂且区域差异显著.本文采用中国气象局发布的中国地面与CMORPH融合逐小时降水产品(2008-2019年),分析了新疆省暖季降水日变化特征.研究结果表明:(1)新疆大部分地区降水主峰值发生在清晨;(2)持续时间超过三小时的降水事件是新疆地区主要降水事件,贡献了南...     

Diurnal phase of late-night against late-afternoon of stratiform and convective precipitation in summer southern contiguous China

Using the tropical rainfall measuring mission (TRMM) Precipitation Radar (PR) observations combined with the surface rain gauge data during 1998–2006, the robust diurnal features of summer stratiform and convective precipitation over the southern contiguous China are revealed by exploring the diurnal variations of rain rate and precipitation profile. The precipitation over the southern contiguous China exhibits two distinguishing diurnal phases: late-night (2200–0600 LST) and late-afternoon (1400–2200 LST), dependent on the location, precipitation type and duration time. Generally, the maximum rain rate and the highest profile of stratiform precipitation occur in the late-afternoon (late-night) over the southeastern (southwestern) China, while most of the stratiform short-duration rain rate tends to present late-afternoon peaks over the southern China. For convective precipitation, the maximum rain rate and the highest profile occur in the late-afternoon over most of the southern contiguous China, while the convective long-duration rain rate exhibits late-night peaks over the southwestern China. Without regional dependence, the convective precipitation exhibits much larger amplitude of diurnal variations in both near surface rain rate and vertical extension compared with stratiform precipitation and the convective rain top rises most rapidly between noon and afternoon. However, there are two distinctive sub-regions. The diurnal phases of precipitation there are very weakly dependent on precipitation type and duration time. Over the eastern periphery of the Tibetan Plateau, the maximum rain rate and the highest profile of either convective or stratiform precipitation occur in the late-night. Over the southeastern coastal regions, both the near surface rain rate and rain top of convective and stratiform precipitation peak in the late-afternoon.     

Diurnal variations of precipitation over the South China Sea

In this study, the diurnal variations of precipitation and related mechanisms over the South China Sea (SCS) are studied using the TRMM and other auxiliary atmospheric data. We have found that: (1) the amplitude and peak time of the diurnal precipitation over SCS exhibit remarkable regional features and seasonal variations. Diurnal variations are robust all the year around over the southern SCS especially over the Kalimantan Island and its offshore area. Over the middle to northern SCS, however, diurnal variations are noticeable only in the summer and autumn; (2) over the northern SCS precipitation peaks in early morning, while over the southern SCS it has two diurnal peaks: one in the early morning and another in the late afternoon; (3) the diurnal variations of precipitation over the SCS are related to the activity of the SCS summer monsoon and the ENSO events. The late afternoon precipitation increases remarkably after the onset of the SCS summer monsoon over the northern SCS. The early-morning rainfall peak is much more significant during La Nina years than during El Nino years; (4) the land–sea breeze is responsible for the diurnal cycle over the Kalimantan Island and its offshore area while the “static radiation–convection” mechanisms may result in the early-morning rainfall peak over the SCS.     

Diurnal Variations of Summer Precipitation over the Qilian Mountains in Northwest China

Based on the high-density hourly rain-gauge data from 265 stations over the Qilian Mountains in Northwest China,climatic mean diurnal variations of summer rainfall over different topographies of this area are investigated. Influences of the gauge elevations on the diurnal variation of rainfall are also revealed. Distinct regional features of diurnal variations in rainfall are observed over the Qilian Mountains. Rainfall over the Qinghai Lake areas shows a single nocturnal peak. A dominant, late-afternoon peak of rainfall occurs over the mountain tops. Over the northeastern and southeastern slopes, a dominant diurnal peak appears in the late afternoon, and an evident second peak is found in the early morning, respectively. The strengths of the early-morning peaks in the rainfall frequency are closely related to the rainfall events with different durations over the two slopes. The early-morning peak is dominant across plains with low elevations. From the mountain tops to the plains, the diurnal peaks of rainfall gradually vary from the dominant late-afternoon peak to the dominant early-morning peak with the enhanced early-morning peak in concurrent with the decreasing gauge elevation over the northeastern and southeastern slopes. Further examination indicates that the rainfall at higher elevations over the northeastern and southeastern slopes occurs more readily in the afternoon,compared to the lower elevations. This phenomenon corresponds to the result that the proportion of the rainfall frequency occurring during the early-morning period decreases with increasing elevations over the two slopes.     

基于小时降水资料研究北京地区降水的精细化特征

根据北京全区2007~2014年117个自动气象站逐小时降水资料,在揭示降水总体时空特征的基础上,进一步研究了北京地区各季（以春、夏、秋为主）降水的精细化特征。研究发现:北京全区年均降水量存在两个高值中心（城区和下风方向的降水高值中心）,城市热岛效应可能是城区高值中心形成的重要影响因素之一;北京全区降水的季节分布不均,日分布也不均匀;城市化对北京地区降水的影响具有季节差异,夏季短历时和中历时降水在城区和东北部存在显著的大值区,受到城市热岛效应的影响可能较为明显,长历时降水在城区反而相对偏低,而春季城区短、中历时降水并未偏多,长历时降水却在城区出现明显的高值中心;降水日变化季节差异明显,春、秋两季呈现双峰型变化,而夏季呈现单峰型变化,该日变化的特征与全区降水的空间分布格局关系紧密。     

北京城、郊和山区不同强度等级降水变化特征比较

利用北京地区1977-2013年18个站点逐小时降水资料,将小时降水分为弱降水（第50百分位值以下）、中等强度降水（第50至90百分位值）以及强降水（第90百分位值以上）3个等级,对北京地区山区、郊区以及城区夏季不同强度等级降水变化特征进行了深入细致的分析。结果表明,北京地区夏季降水量存在显著的减少趋势,这种减少趋势主要是由于弱降水和中等强度降水的显著减少引起的,强降水没有表现出明显的增多或减少趋势;与郊区相比,2004年之后城区的强降水对夏季总降水量的贡献越来越大而弱降水的贡献减小。在降水日变化上,不同地区、不同等级的降水存在差异。弱降水存在清晨和夜间双峰值特征,中等强度和强降水只存在夜间单峰值特征。清晨峰值时刻,山区、郊区和城区弱降水都表现出一致的显著减少趋势;夜间峰值时刻,山区的各等级降水变化不显著,而在2004年之后,城区弱降水少于郊区,强降水则多于郊区。北京地区降水过程不对称性特征（降水过程峰值前后差异性）十分明显,其中以强降水的不对称性最强,相对于郊区和山区来说,城区强降水过程的不对称性有增大的趋势。     

甘肃省1967-2008年气温和降水时空变化

利用甘肃省27个气象站1967-2008年的气温和降水资料,采用趋势系数法、反距离权重插值法和小波分析法分析了甘肃省近42年的气温和降水时空变化,并将甘肃省以季风区非季风区划分为西北部和东南部两个研究区。研究结果表明：1967-2008年甘肃省气温呈增加趋势,降水呈减少趋势。甘肃省西北部气温较东南部增加显著,尤其是河西走廊中部增温速率最快,并且甘肃省、西北部和东南部气温序列都存在12-15a、6a左右的周期,气温的变化与厄尔尼诺和拉尼娜事件密切相关。甘肃省降水量西北部有略微的增加趋势,东南部减少显著,不同的海拔高度降水量差异较大,甘肃省和东南部在时间尺度上都存在14a、7-8a和4a左右的周期。西北部存在12a、7a和4a的周期。甘肃省西北部气候略变暖湿,东南部气候暖干化趋势显著。