灰色理论在夏汛中期降水预报中的应用

采用丹江口水库流域各水文气象站（点）７～８月降水资料,并根据有关灰色系统理论,建立了灰色系统ＧＭ（１,１）预报模型,对流流域１９９８年７～８月,１９７０～１９８９年同期中期降水峰日预报分别进行了试验和检验。其结果表明：应用灰色理论在中期降水预报业务中建立模型简单,使用方便,尤其对流域夏汛期降水峰日预报的准确率较高。     

CINRAD-SA偏振雷达定量降水估测算法改进及应用评估

为了提高雷达定量降水估测的精度,建立一套高精度的双偏振雷达定量降水估测方法,并对其在业务应用中的表现进行评估。本文利用雨滴谱仪数据使用非球形粒子的散射模型（T-Matrix模型）进行不同偏振量的模拟计算,根据计算结果对实测雨滴谱数据（DSD）进行分类拟合,实现对CSU-HIDRO（Colorado State University-Hydrometeor Identification Rainfall Optimization）优化降水估测算法的改进。为了评估改进后CSU-HIDRO优化算法（简称CSU-HIDRO_I）的应用效果,本文选取2016～2017年两年汛期发生于中国华南地区的6次大范围强降水过程为评估对象,分别采用单偏振雷达定量降水估测的R(Z_H)关系法（WSR-88D Precipitation Processing System,简称PPS法）和CSU-HIDRO_I法进行小时降水量估测。按照不同降水率大小以及距离雷达20～60 km和60~100 km范围分别对两种降水估测方法进行评估,并将雷达估测的小时降水量同地面雨量计小时降水量资料进行对比,结果表明:（1）CSU-HIDRO_I法在应用评估过程中取得了较好的评估效果,其估测精度及稳定性均较好。（2）PPS法对小雨（降水率R<2.5 mm/h）存在一定的高估,对大雨及暴雨（R>8 mm/h）存在明显低估,而CSU-HIDRO_I法能够有效的降低强降水的低估情况,同时提高了小雨的估测精度。与PPS法相比,CSU-HIDRO_I法对小雨、中雨、大雨及暴雨的估测偏差分别降低了38%、24%、17%、15%。（3）PPS法在降水估测中对离雷达的距离更为敏感,相同降水率下不同距离处的相对误差波动较大,CSU-HIDRO_I法对距离敏感性较弱,相同降水率强度下,相对误差随距离的变化波动较小。     

CMIP5多模式预估的1.5℃升温背景下中国气温和降水变化

本文使用国际耦合模式比较计划第五阶段（CMIP5）中39个全球气候模式的试验数据,预估了相对于工业革命前期全球1.5℃升温背景下中国气温和降水变化。根据多模式中位数预估结果,在不同典型浓度路径（RCPs）情景下,相对于工业革命前期全球1.5℃升温分别发生在2034年（RCP2.6）、2033年（RCP4.5）和2029年（RCP8.5）。全球升温1.5℃时,中国年和季节气温平均上升1.8℃和1.6～2.1℃,其中冬季最强。增温总体上由南向北加强,青藏高原为高值中心。年和各季节增温均超过其自然内部变率,区域平均的信噪比分别为3.4和1.6～2.7。年和季节降水整体上在中国北方增加、华南减少;区域平均的年降水增加1.4%,季节降水增加0.1%～5.1%,冬季增幅最大。年和季节降水变化要远小于其自然内部变率,区域平均的信噪比仅为0.1和0.01～0.2。总体上,模式对气温预估的不确定性较小,对降水的偏大,其中对季节尺度预估的不确定性要高于年平均结果。     

营口夏季降水量与不同等级降水日数的关系

利用营口１９５１ ～１９９７ 年逐日（２０ ～２０ 时） 资料对营口夏季降水量与不同等级降水日数关系进行分析讨论,提出营口夏季降水量的多少与不同等级降水日数关系比较密切,相关系数均在０－８６ 以上,均能通过０－０１ 检验;不同等级降水日数的多少也能间接反映出夏季旱涝情况;分析了典型旱涝年各个等级降水日数的频次;讨论了≥５０－０ ｍ ｍ 降水日数与夏季旱涝的关系。     

近百年来吉林省的气候变化及未来趋势

1前言本文利用长春等20个有代表性气象站（气候变化诊断分析站,1950年以前为长春。四平、双辽、白城,1941—1950年其间有部分资料缺测,气温采用了70年代东北低温冷害协作组用树木年轮进行插补的资料,降水用当地或附近水文站的降水资料和本站的相似年的降水资料,用相似年法、比值法进行了插补）分析了吉林省本世纪以来的气候演变规律,并用非整数波方法对吉林省气候的未来趋势作了预测。2吉林省本世纪以来的气温变化情况图1、图2给出了本世纪以来长春（1909～1995年）年平均气温年际变化曲线,全国（1921～1990年）及北半球［1］（1880…     

西安地区汛期降水的气候特征分析

西安地区汛期（5～10月）降水总量约占全年降水量的77％～80％。前汛期（5～6月）降水量约占汛期降水总量的25％～27％，主汛期（7～8月）降水量约占汛期降水量的34％～43％，秋汛期（9～10月）占汛期降水总量31％，～38％。由于汛期降水强度变化显著，旱洪灾害出现的几率较高，本文通过对汛期降水气候特征的分析，揭示出对预报业务有应用价值的规律，为建立汛期降水概率预报方程提供背景依据。1汛期降水的年际变化1．1资料及气候标准本文应用西安地区1966～1995年（高陵为1970～1995年）历年5～10月降水量资料，采用距千百分率（凸R）作为…     

北疆季节性水热条件对山、绵羊生产影响的分析

利用1953～1989年年末北疆山、绵羊总头数资料及1954～1989年北疆9个代表站的逐月平均降水量和温度资料进行相关性普查。普查结果表明：（1）前年冬半年降水偏多（少），温度偏低（高），则北疆羊增（减）产；（2）头年冬半年降水偏少（多），温度偏高（低），则北疆羊增（减）产；（3）当年8月降水多（少），则北疆羊增（减）产，在此基础上本文进而对北疆重大牧业增减产年景进行了分析，发现上述三个关键期对北疆牧业生产具有不同的物理意义及有机联系。     

0～3小时短时定量降水预报算法研究

利用广东省3 km高度CAPPI雷达反射率因子拼图资料,对2012年6月22日一次降水个例进行0～3 h短时定量降水预报算法研究,以期通过改进算法来提高降水短时预报的准确率。在利用交叉相关算法获取回波移动矢量场后,使用五点平滑及卡尔曼滤波的方法对其进行处理,利用处理后的矢量场对雷达回波进行3 h外推,再进行0～3 h降水量预报。研究结果表明,经过滤波处理后可得到时空连续性更好的回波移动矢量场,滤波后回波外推预报效果明显改善,其临界成功指数（CSI）有所提高,空报率（FAR）显著降低,提高了降水预报准确率。      

陕西省1997年汛期降水异常分析

1997年汛期（5～10月）陕西降水异常偏少,发生特大旱灾。1降水情况1．1异常范围之大,历史罕见某站某月（年）降水量打破1961～1990年历史记录,则认为该站该月（年）降水异常。1997年,陕西有60个气象站汛期降水量是1961年以来37a中的最小值,有23个气象站为次最小值,历史罕见。全省97个气象站,汛期降水偏少5～8成的56个,偏少2～5成的39个,接近常年的仅2个（表1）。1．2月降水量持续偏少5、6、7、8、9、10月月全省平均降水距平百分率分别为－56％、－59％、－14％、－77％、－30％、和－70％（表2）。5、6、8、10月月全省平均降水量分…     

X波段相控阵偏振雷达观测墨脱地区云降水宏观特征的统计研究

第二次青藏高原综合科学考察研究项目在墨脱布设了一部X波段相控阵偏振雷达（X-PAR）,实现了首次对河谷地区云降水的雷达连续观测。为了揭示高原东南河谷地区云降水的宏观特征,本文利用墨脱X-PAR2019年11月至2020年10月的观测数据定量分析了墨脱地区云降水回波强度、回波顶高等参数的月变化、日变化和高度变化,并与那曲地区夏季季风时期多普勒雷达观测数据进行了比较。研究发现：（1）墨脱地区回波顶高、面积、强回波所占比例以及回波分布范围在4～10月大于11～3月,4～10月降水频次高、对流性降水多,其中以6月最为显著。而进入4月后弱回波数量的大幅度增加导致了4～10月回波强度小于11～3月。降水回波月变化特征结合高原季风指数,将一年分为旱季（11～3月）与雨季（4～10月）。（2）雨季降水回波频次、顶高、面积均大于旱季,说明雨季降水频次更高、对流性活动更旺盛。降水回波频次、顶高、面积的日变化表明,旱季日降水主要发生在下午与上半夜,雨季主要发生在下半夜。（3）墨脱降水回波强度大部分小于30 dBZ,旱季在海拔高度3 km以上回波发生频次高,雨季在3 km以下高。（4）夏季季风期间墨脱回波顶高...     

清江流域水热关系与东亚夏季风的联系

降水（P）与气温（T）之间的关系,即水热关系（PTR）,在夏季一定程度上可反映干旱—高温热浪（或洪涝多雨—凉夏）极端气候灾害事件的发生情况。三峡库区内的清江流域,存在发育良好的洞穴,其沉积物中碳氧同位素序列长,可一定程度代表降水或气温信息,存在构造长序列PTR指标的可能性。从现代器测与再分析记录出发,研究清江流域PTR的演变特征和成因,可为利用石笋碳氧同位素构造PTR代用指标提供一些物理基础和启发。本文利用清江流域6个站（巴东、建始、利川、恩施、五峰、宜昌）1960～2016年逐日气温与降水观测资料及NCEP耦合预报模式再分析（CFSR）、日本气象厅55年再分析（JRA55）和欧洲中期天气预报中心再分析（ERA-interim）等3套资料,分析了清江流域PTR季节性差异、年际与年代际变化及其与东亚夏季风的联系。结果表明:1）PTR有明显季节性差异,夏季为显著负相关,其他季节不明显;2）夏季PTR存在明显年代际变化,表现出20～25年准周期振荡特征。在过去的几十年间, 1965～1976年和1993～2011年期间水热相关不显著,而1977～1992年为显著负相关,即分别在1974年、1986年、1992年发生了年代际转折;3）夏季PTR年代际变化和东亚夏季风强度有一定的联系。在水热显著负相关时段（1977～1992年）,夏季风偏弱;PTR不显著时段（1965～1976年和1993～2011年）,夏季风偏强;4）机制上,夏季风减弱,南北方气流交汇位置靠南,清江流域水汽增加,上升运动增强,云量与降水增加,导致地表热通量减少,地面气温下降,PTR为显著负相关。夏季风增强时,南北气流交汇区北移,清江流域水汽减少,下沉运动增强,导致云量减少而地表热通量增加,使得气温上升,进一步使气温垂直递减率增加,降水效率对降水贡献为正,表明气温上升利于降水增加,同时云量/降水对气温的影响减弱,但并未消失,使得PTR不显著。5）太平洋年代际振荡（IPO/PDO）对清江流域夏季PTR起着一定的调制作用。     

广东新会月降水之间的对应关系

利用广东新会1957～2006年月降水资料，分析了月降水偏多（少）或异常与前期月降水偏多（少）或异常是否存在对应关系，并用二项分布对预报指标进行检验。结果表明，新会部分月份降水出现正（负）距平或异常与前期月降水存在对应关系，从而得到对新会月降水预报、特别是月降水异常的小概率事件预报有实用价值信息。     

东北区夏季多雨年水汽异常输送特征

应用东北区91个测站1955～2000年夏季（6～8月）逐日降水资料和相应的NCEP／NCAR逐日水汽输送资料,分析了该区夏季降水的区域特征,并进一步研究其多雨年的水汽异常输送特征。结果表明,东北地区的夏季降水异常具有明显的区域性,可分为6个独立的区域。对各区域多雨年和降水正常年的水汽异常输送进行对比分析,发现各区域多雨年的水汽异常输送路径和关键区均存在明显的不同。     

海南州恰卜恰地区1993—1997年日照特征分析

利用海南州气象台１９９３～１９９７年地面观测资料,对恰卜恰地区的日照显时数、日照百分率、太阳能资源及云量、降水对日照时数的影响等进行了分析。结果表明：（１）日照时数具有明显的季节变化特征,春季高、冬季低;（２）日照百分率的分布情况则是冬季高、夏季低;（３）该地区的太阳能资料较为稳定,具有较强的开发和利用价值;（４）日照时数与云量、降水过程之间存在明显的负相关关系。     

21世纪前期中国降水预估及其订正

用全球格点分析数据集（CRU TSv4.0）月降水资料和24个CMIP5（Coupled Model Intercomparison Project Phase 5）模式历史模拟数据以及RCP4.5情景下的预估数据,分析了多模式集合平均降水的偏差特征并进行了扣除模式气候漂移和一元对数差分回归订正。结果表明,模式降水在西部和北部明显偏多,东南沿海偏少;冷季（11月至次年4月）在全国大部分地区模式降水偏多,暖季（5～10月）东南沿海季风区偏少。1956～2005年多模式集合平均历史模拟降水偏差中84%属于气候漂移,其余是偏差的非定常模态。扣除气候漂移后,RCP4.5情景下2006～2015年中国模式降水预估偏差减小90%以上,大部分地区降水偏差百分率分布在±5%以内,仅在青藏高原西部和西北中部等地区模式降水偏多10%～40%;暖季降水偏差分布与年降水量类似;冷季偏差较大,北方降水偏多,南方偏少。检验表明,一元线性对数差分回归方程订正后,模式降水对于2006～2015年期间西南和江南中部的干旱少雨气候均能再现,且距平同号率高于多模式集合平均和扣除气候漂移的结果。用该方法对RCP4.5情景下2016～2035年模式预估降水进行订正,结果显示,南方（淮河以南）降水减少5%～20%,河套、内蒙古和华北北部减少20%～40%,东北南部、淮河流域、西北大部增加10%～40%及以上,东南沿海和台湾省降水增加10%～20%。以上降水预估结果说明,在RCP4.5情景下,21世纪前期持续十年的西南干旱会略有缓解,但南方降水偏少格局变化不大,淮河流域和三江源区及其以西等地降水可能明显增加。中国降水异常分布总体呈现南北少、中间多的格局,但北方和西部高山地带的降水预估存在较大的不确定性。     

CMIP5模式降水订正法及未来30年中国降水预估

借助英国气候研究所（Climate Research Unit, CRU）全球陆地格点分析数据集（CRU TS v4.0）月降水资料和24个国际耦合模式比较计划第五阶段（Coupled Model Intercomparison Project Phase 5, CMIP5）模式历史气候模拟及RCP4.5情景下的降水预估数据,设计了多种回归方案并对模式降水预估偏差进行订正。这些方案包括一元回归、一元对数回归、一元差分回归、一元对数差分回归、多元回归、多元对数回归、多元差分回归、多元对数差分回归和简单移除气候漂移等。2006～2015年中国大陆模式降水预估的订正结果表明,一元回归订正法普遍优于多元回归订正和扣除气候漂移订正法,其中一元对数回归法的效果最好,其降水距平同号率（Anomaly Rate, AR）和降水距平百分率相关系数（Anomaly Percentage Correlation Coefficient, APCC）最高,分别达到69%和0.5;而降水距平相关系数（Anomaly Correlation Coefficient, ACC）最高的是一元对数差分回归法。不同回归订正法所得预估结果的距平同号格点分布显示,一元对数回归法在北方优于南方,而一元差分（年际增量）或对数差分回归法在南方优于北方。这直接导致在中国南方区域（95°E以东,35°N以南）一元对数回归或多元对数回归订正结果的AR、ACC和APCC均低于对应的差分/对数差分回归法,在北方和西部地区则与此相反。因此,模式降水的回归订正方案具有区域性,这可能源于不同区域降水序列统计性质的差异。用区域组合回归订正法,即在南方用一元差分回归订正,其余地区用一元对数回归订正,其降水预估场的AR提高到72%,但ACC和APCC均略有下降,原因是差分回归订正增加了预估降水场的方差。对RCP4.5情景下2016～2045年24个模式集合平均降水预估的组合回归订正结果显示,相对于1976～2005年平均,未来30年降水异常大致呈南北少,中间多的格局,其中长江中下游、江南中西部、西南东北部、华南沿海和海南省等地降水偏少10%～20%,淮河流域、三江源区和台湾省降水偏多10%～40%,西北东部、华北和东北大部降水正常或略偏少。从降水百分率方差看,模式群的离散度（不确定度）呈现东部小,西部大的分布特征,说明模式预估的西北中部和青藏高原西部等降水偏少区的不确定性较大;而河套北部、华北南部和江南东部等地对应于2006～2015年检验期的“盲区”（模式与观测降水距平反号）,其降水预估参考价值可能不大,需要引入他法加以改进。     

肇庆市冬季暴雨的气候统计浅析

近２０多年来,肇庆市频频出现冬季（１２和１月）暴雨,本文对此进行了统计,并作了初步的天气学分析,希望对做好冬季暴雨预报提供参考依据。１　统计标准　　根据肇庆市各县站历史资料的实际情况,选取１９５９～１９９８年资料进行统计。暴雨日标准是全市６个县中,凡有一个站以上出现日降雨量≥５０－０ｍｍ,便统计为一个暴雨日。从统计结果看（表１、２）,冬季暴雨主要出现在８０年代以后,７０年代以前仅出现了两场,说明近２０年来冬季暴雨的频率明显加大。这种现象是否具有持续性并成为规律,还不能定论,但本文的统计结果,揭示…     

月相对江南春雨年际变率的可能影响

验证华南气候谚语“六月逢双暑，有米无柴煮”的符号正确率达到90％，其内部隐含的物理本质可能反映的是月球相对于地球的位相（月相）的年际变化对华南前汛期降水的影响。将其推广到一般情况，求得月相与华南前汛期降水以及江南春雨的相关分布图，表明相关显著，特别是与江南春雨的关系更为密切。计算了月相与江南春雨的30年滑动相关，发现该相关具有很高的稳定性。小波分析表明两者具有相同的2～3年显著周期，说明它们之间内部可能存在物理联系。因此，月相可以作为江南（华南）预测春季（前汛期）降水的一个重要的预报参考判据。月相对降水影响的内部物理机制目前尚不清楚，可能是日月的引潮力的年际变化引起的。     

南海夏季风与肇庆汛期旱涝

本文通过对肇庆市汛期雨量进行统计特征量分析，得到汛期雨量年际变化特征和旱涝阶段性周期，并对南海夏季风与肇庆汛期旱涝的关系进行分析，结果发现：南海夏季风爆发早晚与强弱对肇庆后汛期降水关系较为密切。夏季风爆发晚，汛期出现异常情况可能性大。强夏季风年，后汛期有可能出现重涝。     

拉萨地区汛期积状云及其人工增雨作业研究

本文利用拉萨地区1981 ～2010年汛期5～9月4个台站的地面观测资料,统计分析了汛期5～9月各类积云的发生频率及其降水过程,分析了各类积云的降水能力;从卫星云图、天气雷达图识别及目测三个方面对拉萨地区汛期适宜高炮（火箭）人工增雨作业云系做了初步探讨.结果表明：拉萨地区平均每年有40d以上的积云降水;其中伴随碎雨云的积雨云（Cb＋Fn）降水概率最大.各县区平均积云降水过程占总降水过程的52.6％,平均积云降水量占总降水量的54.8％;汛期降水过程中由积云带来的降水占一半以上,一般产生小雨及小到中雨的雨量,产生大雨及暴雨的概率极小.降水性积云不仅人工增雨潜力很大,实施人工增雨催化作业的机会也较多.适合人工增雨作业影响的积云降水云系按其对降水量的贡献大小依次为伴随碎雨云出现的积雨云（Cb＋ Fn）、伴随碎积云出现的混合层积云（Sc＋Fc）、积雨云（Cb）、层积云（Sc）.