陕西区域性暴雨过程的精细化客观识别及特征分析

采用2009—2021年陕西省内国家气象站以及区域气象观测站逐日降水资料,以某日出现暴雨站数至少占总站数的4%为识别条件,以降水强度、暴雨范围和持续时间建立综合强度评估指标,此区域暴雨过程识别方法与传统方法相比更加客观,基于此方法的识别结果分析陕西区域性暴雨过程的变化特征。结果表明:陕西区域性暴雨过程出现在4—10月,59.4%出现在夏季,最多发生在7月,33%出现在秋季,最多发生在9月。近13 a首次区域性暴雨出现日期呈提前趋势,平均每年提前1.5 d;末次日期呈缓慢推后趋势,平均每年推后0.7 d。暴雨过程频次平均每年8.2次,其中夏季4.8次,秋季2.7次;暴雨过程频次呈增加趋势,平均每年增加0.3次,夏季增加明显,秋季不显著。覆盖范围呈减小趋势,暴雨站数占比平均每年减少0.1%,局地性增强。76.4%的区域性暴雨过程持续1 d。区域性暴雨频次与陕西特色气候事件密切相关,夏季区域性暴雨多对应初夏汛雨强、伏旱弱,秋季区域性暴雨多对应秋淋强。     

1961—2016年我国区域性暴雨过程的客观识别及其气候特征

利用全国2287个气象观测站1961—2016年逐日降水资料,基于对暴雨区进行连续追踪的思路,采用暴雨相邻站点数和暴雨区中心距离确定了中国区域性暴雨过程的客观识别方法;根据区域性暴雨过程的平均强度、持续时间和平均范围构建了区域性暴雨过程的综合强度评估模型。利用该客观方法对1961—2016年中国的区域性暴雨过程进行识别,并分析其气候和气候变化特征。结果显示：我国区域性暴雨过程年均38.5次;区域性暴雨过程一年各月均可出现,但主要出现在4—9月,其中7、8月发生最为频繁,6月区域性暴雨过程持续时间长、范围广、综合强度强,这与长江中下游地区梅雨现象有关。一年中,区域性暴雨过程首次出现日期平均为3月6日,末次出现日期平均为11月14日;1961—2016年,我国年区域性暴雨过程首次出现日期呈明显提前、末次日期呈显著推后、暴雨期呈显著延长的变化趋势;年发生总频次呈微弱增多,较强区域性暴雨过程次数呈明显增加趋势;区域性暴雨过程的覆盖范围和综合强度均呈显著增大趋势。南方型区域暴雨过程变化趋势与全国的基本一致;北方型首次日期呈提前、末次日期呈推后趋势,发生频次有微弱减少趋势,覆盖范围、持续时间、综合强度均无明显变化趋势。     

贵州区域性暴雨过程的定量化评估及气候特征

利用贵州省84个气象观测站点1961—2020年逐日降水数据,定义贵州省区域暴雨标准,构建了综合考虑暴雨过程持续时间、暴雨范围、平均暴雨量3个指标的贵州区域性暴雨过程综合强度评估方法和雨涝年景指数,分析近60a贵州区域暴雨过程次数、强度和雨涝年景指数等特征和变化。结果表明：贵州区域性暴雨过程共出现721次,平均每年12.0次,2015年最多达20次,1961年最少仅4次;区域性暴雨过程3—9月均可出现,6—7月最为集中,6月最多,3月最少;区域性暴雨过程以0.4次/10a 的速率呈弱的上升趋势,年际和年代际特征明显;区域性暴雨过程的影响范围多为6～19站,持续天数为 1～5 d,平均暴雨量多为60～80mm;强、特强暴雨过程呈显著增加趋势,较强暴雨过程呈略微增加趋势,一般性暴雨过程呈略微减少趋势;雨涝年景指数呈显著上升趋势,7个强雨涝年2014、2020、1996、1999、1995、2000和1991年均出现在1990年后。     

陕西省2021年气候影响评价

2021年陕西年平均气温偏高、降水量异常偏多,日照时数偏少。全省平均气温129 ℃,较常年偏高08 ℃。冬季（2020年12月1日—2021年2月28日）全省平均气温12 ℃,是1961年以来同期第六高,为暖冬年份。全省平均降水量965 mm,是1961年以来第一多年份,四季降水量均偏多,其中秋季降水量较常年偏多15倍,是1961年以来第一高值。2021年共出现22次暴雨过程,暴雨日数、站次均刷新历史纪录。2021年陕西秋雨异常偏强,秋雨量历史之最。秋雨期亦多暴雨过程,10月3—6日出现秋雨期间最强区域性暴雨过程,其强度为10月历史第1位。全年共出现18次冷空气过程,其中11月6—7日的寒潮过程全省96县（区）达寒潮等级,是仅次于1987年11月的第二强寒潮。此外,陕北夏季降雨极端偏少,出现夏旱;春季沙尘站次为近8 a最多。     

广东区域性暴雨过程的定量化评估及气候特征

利用1961—2017年广东86个地面气象观测站逐日降水资料,定义广东区域性暴雨过程的标准,构建了综合考虑区域暴雨过程持续时间、暴雨范围、最大日降水量和最大过程降水量4个指标的广东区域性暴雨过程综合强度评估方法,由此分析近57年广东区域性暴雨过程次数、强度、雨涝年景等特征和变化。结果表明:近57年来,广东共出现1211次区域性暴雨过程,平均每年21.2次,主要出现在4—9月,单次过程平均持续时间是2.3 d;广东区域性暴雨过程的次数和强度存在明显的月际、年际和年代际变化,次数最多出现在5月,强度最大出现在6月;广东雨涝年景指数以0.17/（10 a）的速率显著上升;强和较强等级的广东区域性暴雨过程次数呈显著增加趋势,较弱等级区域性暴雨次数呈显著减少趋势。评估得到广东强雨涝年有5年:2008年、2001年、1973年、1994年、1993年,其中有4年出现在1990年以后。     

秦巴山区近30年暴雨和短时强降水时空特征分析

利用秦巴山区44个国家级自动观测站的数据,统计分析1992—2021年秦巴山区暴雨和短时强降水时空特征。结果表明：秦巴山区年平均暴雨日为214 d,近30 a暴雨日呈增加趋势,巴山地区的暴雨日远多于秦岭山区;暴雨集中在6—9月,占全年暴雨日的879%,上半年的暴雨以局地暴雨为主,下半年区域性暴雨比例则明显增加,7月局地暴雨和区域性暴雨均为全年最多。秦巴山区暴雨日与年平均降水量自北向南有增加趋势,而暴雨贡献率自北向南则有减小趋势;年平均降水量南多北少,暴雨平均降水量西多东少。秦巴山区年平均短时强降水频次为58 h,自北向南有增加趋势,其中秦岭山区自西向东短时强降水的强度呈增加趋势,尤其在秦岭东北部多站的雨强大于70 mm/h。秦巴山区短时强降水呈明显的“夜雨”特征,午后为次高峰。     

汉台区近40年秋雨特点及变化趋势分析

选用汉台区1980—2019年9—10月日降水量,分析了汉台区秋季降水量、雨日、连阴雨、暴雨等气候特征,并采用华西秋雨监测标准,分析了汉台区秋雨期长度、秋雨量、综合强度的气候特征及其变化趋势。结果表明:汉台区9—10月降水集中,占全年总降水量的比例大,雨日多,为华西秋雨的典型区域之一,但年际变化波动明显,20世纪90年代后期至今为波动上升期;汉台区秋季多连阴雨天气,连阴雨过程平均持续8.1 d,持续时间长,常有暴雨、大暴雨等强降水天气;2011年以来秋雨综合强度明显偏强,2019年秋雨综合强度达到近40年最强;近40 a秋雨综合强度变化趋势与9—10月降水量变化趋势一致,但波动更明显,2014年以来秋雨综合强度增强趋势明显。     

江西省天气、气候特点及其影响评述(2006年7～9月)

重要天气过程评述1暴雨过程2006年7～9月,江西共出现区域性暴雨日(≥10站)5d(表1)。其中热带气旋进入江西产生了3次区域性暴雨和大暴雨日,强度特别强,先后出现5～9站的大暴雨,是近10a热带气旋造成强暴雨次数偏多的年份;7月7日暴雨是2006年汛期最后一场暴雨。时间暴雨站数大暴雨     

江西省天气、气候特点及其影响评述(2006年7～9月)重要天气过程评述

1暴雨过程 2006年7-9月，江西共出现区域性暴雨日（≥10站）5d（表1）。其中热带气旋进入江西产生了3次区域性暴雨和大暴雨日，强度特别强，先后出现5-9站的大暴雨．是近10a热带气旋造成强暴雨次数偏多的年份．7月7日暴雨是2006年汛期最后一场暴雨．     

1961~2018年华南全年和四季暴雨的时空特征分析北大核心CSCD

利用中国2400余个国家级气象台站观测数据插值得到的1961~2018年逐日网格降水资料,综合运用回归分析和Morlet小波变换等方法,分析了华南多年暴雨和区域性暴雨的时空变化特征,揭示了华南暴雨的变化规律。结果表明:1961~2018年,华南全年暴雨日数和暴雨雨量大值区域分布在广东、广西、福建沿海一带及海南省和广西北部,夏季暴雨日数和暴雨雨量最大,其次是春季。在广西北部至广西、湖南、广东三省交界处、广东南部、福建和海南省,全年暴雨日数、雨量和强度的增加趋势最显著,夏季的区域平均值增长速率最大,其次是秋季。华南区域性暴雨日数和过程数呈单峰型分布,一年中均可出现,最大值出现在6月。区域性暴雨日数和过程数多年平均值为28 d a^(-1)和16.5 a^(-1),上升速率分别为0.15 d a^(-1)和0.097 a^(-1),四季中夏季的上升速率最快,最慢的是秋季。平均单次过程持续日数和最大单次过程持续日数在冬季均以0.015 d a^(-1)的速率显著上升,在春季却呈现下降的趋势。华南暴雨和区域性暴雨各要素在全年和四季的波动变化中不同程度地表现出准3 a、准14 a和准18 a的周期变化,2000年后,全年暴雨和区域性暴雨各要素准18 a的长周期和准3 a的短周期振荡非常显著。     

1961-2017年京津冀地区寒潮活动特征

基于1961—2017年京津冀地区126个气象观测站逐日最低气温和降水资料,分析该区域寒潮发生频次时空变化特征,在此基础上通过定义的干湿判别指标分析区域性寒潮的干湿特征。结果表明:(1)京津冀地区单站寒潮年平均发生频次空间分布呈西北多东南少,86%的站点寒潮年发生频次呈减少趋势。(2)1961—2017年寒潮累计发生站次呈显著减少趋势(P<0.001),气候倾向率为-5.7站次·a^(-1),且在1983年发生突变。1961—1971年寒潮累计发生站次出现峰值,从1972年开始锐减,2007—2017年寒潮平均发生站次为历史最少。(3)1961—2017年区域性寒潮发生频次年际变化总体呈递减趋势,气候倾向率为-0.282次·(10 a)^(-1),1960年代冬季区域性寒潮发生频次最多,1970年代秋季和春季最多,2000年代冬季和春季为次高峰期,2011—2017年3个季节最少。区域性寒潮发生频次季节分布中以秋季出现最多、其次是冬季、春季最少;10月、11月寒潮最为活跃。(4)京津冀地区区域性寒潮过程干过程发生频次最多,2011—2017年区域性寒潮过程干湿特征趋向于干过程和湿过程两极化分布。     

广西暴雨时空分布特征

利用1970~2004年广西89个测站逐12h降水实测资料,分析了广西暴雨的时空分布特征。结果表明:广西年均暴雨量的分布具有明显的地域性,暴雨中心区主要位于山脉的迎风坡,地形的强迫作用对暴雨有增幅效应。年均暴雨日数的地域分布与年均暴雨量的分布相一致,但不同的季节年均暴雨日数其地域分布有明显差异。暴雨的日变化具有桂西北夜间暴雨濒数较白昼高,而桂东南则相反的分布特点。广西暴雨过程持续时间一般为1~2d,约占94%,3d以上的强过程只在5~8月份出现。     

鲁中地区近35年不同历时降水变化特征

利用鲁中地区8个气象站1980-2014年逐日降水资料,分析不同持续时间不同强度降水的时空变化规律。结果表明：鲁中地区近35年无特大暴雨发生,降水发生频率随降水强度和持续时间的增加而减少,降水频率与降水强度的变化规律基本一致。1日降水除小雨外,其他强度降水发生次数均呈增加趋势,最多发生在7月,大暴雨的降水强度除沂源外,其他地区呈增加趋势,暴雨降水强度在中部平原和南部山区呈增加趋势,除大暴雨外,其他不同强度降水年均发生次数主要空间变化规律一致,但在第二特征向量上存在差异;持续2日降水除暴雨年均发生次数随时间呈增加趋势外,其他强度降水均呈减少趋势,暴雨的降水强度除中西部平原外,其他地区呈增加趋势,大雨和小雨最多出现在8月,暴雨和中雨出现在7月,暴雨中北部平原最多,大雨东部平原最多,中雨、小雨山区最多;持续3日中雨和小雨年均发生次数随时间呈增加趋势,降水强度在多数地区呈增加趋势,最多出现在8月,山区最多;持续4日、5日小雨年均发生次数随时间呈减少趋势,降水强度在多数地区呈减少趋势,最多分别出现在8月、9月,空间分布均匀。     

广西暴雨时空分布特征

利用1970-2004年广西89个测站逐12h降水实测资料，分析了广西暴雨的时空分布特征。结果表明：广西年均暴雨量的分布具有明显的地域性，暴雨中心区主要位于山脉的迎风坡，地形的强迫作用对暴雨有增幅效应。年均暴雨日数的地域分布与年均暴雨量的分布相一致，但不同的季节年均暴雨日数其地域分布有明显差异。暴雨的日变化具有桂西北夜间暴雨濒数较白昼高，而桂东南则相反的分布特点。广西暴雨过程持续时间一般为1～2d，约占94％，3d以上的强过程只在5～8月份出现。     

1961-2009年新疆伊犁地区暴雨日数时空变化特征

根据1961-2009年伊犁地区10个自动站逐日降水资料,采用线性趋势、累积距平、M-K 突变检验、以及周期分析等方法,分析近 49 a暴雨日数的年代际、年际、月、旬、空间的变化规律及其周期变化,并对该地区近 49 a暴雨日数进行突变检验。结果表明：近49 a来伊犁地区的暴雨日数呈上升趋势,其线性倾向率为0.107 d/10 a;暴雨主要发生在5-7月,约占总数的73.2 %,其中6月最多,7月次之;暴雨异常偏少年为1995年,暴雨异常偏多年为1996、1999、2002、2003和2007年;暴雨日数由西向东、由北向南均呈逐渐增加趋势;暴雨日数发生频次存在显著2.8 a左右年际变化周期。     

保定暴雨气候特征及其变化趋势

利用1974-2012年保定19个气象台站逐日降水资料,采用线性趋势分析、Morlet小波变换、Mann-Kendall法和功率谱等方法,对保定市暴雨发生站次数的时间和空间分布特征及变化进行分析。结果表明：保定地区暴雨年平均发生站次数北多南少,暴雨主要集中在东北部;汛期（6-8月）是暴雨出现的主要时段,最集中的时段则出现在主汛期（7-8月）;暴雨站次数从5月中旬开始呈现缓慢增加趋势,6月下旬猛增,7月下旬达到最高值;近39 a来,年暴雨发生站次数整体呈下降趋势,尤其是8月下降趋势最为明显。保定主汛期暴雨发生站次数在20世纪80年代中期存在着由少到多的突变,90年代末期存在着由多到少的突变     

山东省区域性暴雨事件时空变化特征及个例分析——以台风“利奇马”暴雨过程为例

利用山东省123个国家地面气象观测站1961—2019年逐日、逐小时降水量资料,在定义区域性暴雨事件的基础上,选取最大过程降水量、最大日降水量、最大1 h降水量、暴雨站数和过程持续时间作为评估指标,构建山东省区域暴雨事件和单站暴雨事件综合强度评估模型。针对判别出的545次区域暴雨事件,进行时空特征分析。结果表明,山东省区域暴雨事件发生次数呈现波动变化、缓慢下降趋势,但平均综合强度呈现缓慢上升趋势,且2011年以来上升趋势显著。区域暴雨事件集中发生于7、8月,其中以7月发生次数最多,8月平均综合强度最高。降雨中心主要分布于半岛东部和鲁南地区,不同时段分布配置略有不同,但差别不大。历史回算结果与灾情记录一致性较高,以台风"利奇马"暴雨过程为例,通过分县灾情验证表明暴雨事件综合评估模型评估结果较为合理,尤其对历史重大暴雨事件吻合效果理想。