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—2016年汛期东天山北坡不同量级降水日数时空变化特征

利用东天山北坡5个国家级地面气象站1961—2016年汛期(5—9月)逐日降水资料,采用线性趋势、相关系数、多项式拟合及Mann-Kendall突变方法,探讨不同量级降水日数时空演变特征及与汛期总降水量的关系。结果表明:随着降水量级升高,对应降水日数迅速减小;近56 a总降水日数、中雨日数、大雨日数和暴雨日数均呈增加趋势,其中大雨日数增加趋势最明显,对总降水日数的增加贡献最大,小雨日数呈明显的减小趋势,大雨日数在1991年发生突变,暴雨日数在1980年发生由少到多的突变,其他降水日数表现为下降趋势,但均未发生突变;从不同量级降水日数空间分布可知,除了小雨日数其他量级降水日数都是以木垒为高值中心,逐渐向东西两侧减小,最低值一般出现在伊吾和吉木萨尔;汛期随着降水量级上升,降水日数与汛期总降水量相关系数也不断增大,小雨日数与总降水量相关性最差,与大雨日数相关性最高。     

邯郸地区不同等级降水日数气候特征分析

全球气候变暖导致极端降水事件频发,给农作物生长、生态环境和社会经济等发展造成严重的影响。本文利用1974—2015年5—9月邯郸地区16个气象观测站逐日降水资料,分析了邯郸地区不同等级降水日数的变化,并探讨了不同等级降水日数与相应降水量的关系。结果表明:1974—2015年5—9月邯郸地区各等级降水日数存在一定的区域差异,西部山区小到中雨多、大到暴雨少,东部平原则正好相反。随着降水等级增大,对应的降雨日数迅速减少;邯郸地区总雨日数、小雨日数及暴雨日数均呈明显减少的趋势,中雨日数和大雨日数均呈明显增加的趋势,峰峰矿区为邯郸地区各等级降水日数变化趋势最显著的区域。进入21世纪后,邯郸地区中雨日数呈明显波动增加趋势,各等级降水日数与相应降水量的时间变化特征较一致;总雨日数的贡献率主要来源于小雨日数、中雨日数及大雨的日数,尤其是小雨日数的贡献较大;总降水量的贡献率主要来源于暴雨降水量。近42 a邯郸地区总降水量与不同等级降水量的相关性随降水等级的增大而迅速增高,相关性最高(最差)的为总降水量与暴雨(小雨)降水量。     

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。     

1962—2008年汛期汕头各级别降水特征分析

根据汕头1962—2008年汛期逐日降水量资料,使用线性倾向估计、Mann-Kendall突变检验、小波分析等方法,分析汕头汛期降水量与各级别降水频率及其贡献率的趋势、年代际变化和周期变化特征。结果表明：近47年,汕头汛期降水量呈显著线性上升趋势;各级别降水频率中,小雨和暴雨呈线性减小趋势,中雨、大雨和大暴雨呈线性增加...     

1967—2008年青藏高原汛期不同强度降水日数变化

利用1967—2008年青藏高原68个台站逐日降水资料,按照《气象规范》对不同等级降水的定义,对青藏高原汛期（5—9月）不同强度的降水日数进行分析。结果表明：1967—2008年青藏高原汛期总降水日数及各强度降水日数均呈现出由东南向西北递减的空间分布特征,降水总日数和小雨日数以减少趋势为主,最显著的区域位于青藏高原东北和东南部,中雨日数以增加为主,大雨日数变化趋势的区域差异显著。青藏高原汛期各强度降水日数存在明显的年际变化,总降水日数的变化主要受小雨日数影响。汛期降水各旬分布上,各强度降水日数主要集中在夏季（6—8月）,小雨日数越少（多）的旬内其占总降水日数的比例就越大（小）,中雨和大雨日数越少（多）的旬内占总降水日数的比例就越小（大）;小雨和中雨日数均在1978年发生突变,突变前后,青藏高原东南部小雨和中雨日数差异最为明显。     

河西走廊东部降水资源变化特征比较

利用1961～2007年河西走廊东部5站(凉州区、民勤、永昌、古浪、乌鞘岭)逐日降水资料,分析了河西走廊东部平原区和山区不同强度降水的演变特征。结果表明:近47a来,河西走廊东部共出现3次暴雨天气,其中平原区出现2次,山区出现1次,都出现在20世纪80～90年代;河西走廊东部平原区总降水日数、小雨日、中雨日和大雨日都呈减少趋势,而山区总降水日数、小雨日、中雨日和大雨日都呈增加趋势;平原区总雨日的减少主要体现在小雨频率的减少,中雨的贡献最小,山区总雨日的增加主要体现在小雨频率的增加,大雨的贡献最小;河西走廊东部平原区和山区近47a来总降水强度和小雨、大雨降水强度都表现出一定增强趋势,而中雨强度都有变小的趋势;平原区和山区总降水强度增强主要体现在小雨、大雨降水强度的增强,中雨的贡献很小;河西走廊东部平原区和山区年平均降水量总体都呈增加趋势;平原区小雨、大雨的贡献率总体为增加趋势,中雨贡献率总体呈减少趋势;山区小雨、中雨的贡献率总体呈减少趋势,大雨贡献率总体为增加趋势;平原区年降水量增加主要是小雨和大雨的贡献,山区则主要是大雨的贡献。     

东北地区降水日数、强度和持续时间的年代际变化

利用93站1951—2002年逐日降水资料，分析了东北地区不同强度降水事件的时空演变特征及其对旱涝的影响。结果表明:52年来，东北地区小雨事件对年降水量的贡献率呈显著增加趋势，中雨的贡献率略为减少，大雨和暴雨的贡献率变化不大；东北年总雨日减少趋势非常明显，雨日的减少主要体现在小雨日数的减少；年降水强度表现为明显的增强趋势，主要体现为小雨和暴雨强度增强；20世纪80年代中期之前多小雨事件，80年代中期之后多中雨以上强度的降水，特别是90年代中期之后多暴雨事件。在显著变暖的20世纪90年代，降水日数明显减少，但暴雨日数基本不变，强度明显增强。对东北地区降水量、降水变幅、降水事件的变化特征分析表明:该区域降水有向不均衡、极端化发展的趋势，旱涝灾害也有加重趋势。     

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。     

基于TRMM数据的秦巴山区降水特征分析

本文利用1998～2015年TRMM卫星3B42的日降水资料，对秦巴山区的年降水量、季降水量、各个等级降雨日数、整个区域降水量的年际变化和季节变化进行了统计，同时还对各个不同降水类型的倾向率进行了统计，再根据他们的时空分布进行分析。结果表明:1)1998～2015年秦巴山区年平均降水量从东南到西北呈现依次递减的变化特征且呈带状分布, 山区南部的降水量明显高于北部，山区东西部降水差别不大；2)四个季节的平均降水均呈现“南高北低”的空间分布特征；3)无雨日数在整个山区呈增大的趋势，小雨日数在整个山区呈减少的趋势，中雨日数除山区东南外呈增大的趋势，大雨日数除重庆、河南、四川北部外基本呈增大的趋势，暴雨日数除山区东西部暴雨日数减少外其他地方都呈增加的趋势；4)整个山区年降水量随着时间的增长在缓慢的增多。      

SPATIOTEMPORAL DISTRIBUTION CHARACTERISTICS AND VARIATION TRENDS OF HIERARCHICAL PRECIPITATION IN GUANGDONG PROVINCE OVER THE PAST 50 YEARS

The climatic characteristics of the precipitation in Guangdong province over the past 50 years were analyzed based on the daily rainfall datasets of 86 stations from 1961 to 2010. The rainfall was divided into five categories according to its intensity, and their spatiotemporal characteristics and variation trends were investigated. The annual rainfall amount was within 1,500 to 2,000 mm over most parts of Guangdong, but substantial differences of rainfall amount and rainy days were found among different parts of the province. There were many rainy days in the dry seasons (October to March), but the daily rainfall amounts are small. The rainy seasons (April to September) have not only many rainy days but also heavy daily rainfall amounts. The spatial distributions of light rainy days (1 mm 100 mm) are generally concentrated in three regions, Qingyuan, Yangjiang, and Haifeng/Lufeng. The average rainfall amount for rainy days increases form the north to the south of Guangdong, while decreasing as the rainfall intensity increases. The contributions from light, moderate and heavy rain to the total rainfall decreases form the north to the south. The annual rainy days show a decreasing trend in the past 50 years. The light rainy days decreased significantly while the heavy, rainstorm and downpour rainy days increased slightly. The annual total rainfall amount increased over the past 50 years, which was contributed by heavy, rainstorm and downpour rains, while the contribution from light and moderate rains decreased.     

1981-2012年西北东部夏季降水不同强度雨日变化及其环流特征的对比分析

利用1981-2012年中国西北东部198个台站的逐日气象观测数据和ERA-Interim再分析资料,分析了近32年中国西北东部夏季不同强度降水的雨日和雨量的变化特征,并对比了产生不同强度降水的大气环流系统的异同。结果表明,西北东部夏季降水以小雨和中雨为主,二者占夏季雨日的90%以上、占夏季雨量的70%左右。小雨日数占总雨日的比率在空间上自东南向西北递增;中雨、大雨、暴雨和（特）大暴雨日数的比率自东南向西北递减。夏季小雨、中雨日数和降水量均呈减少的趋势,21世纪初的减少速率慢于20世纪80-90年代;暴雨则呈略微增多的趋势。通过对1981和2003年的个例分析发现,乌拉尔山阻塞高压、蒙古气旋和西北太平洋副热带高压增强西伸时,有利于北方干冷气流和南方暖湿气流在西北东部交汇,降水较多;反之则降水较少。在冷、暖空气均增强的背景下,若冷、暖气团的交界线偏南,西北东部主要受北方冷气团控制,南边界的水汽输送较微弱,易发生小雨;若冷、暖气团的交界线偏北,西北东部主要受到南方暖湿气团的影响,南边界的水汽输送和辐合较强,多出现强降水,降水强度取决于水汽的强度和上升运动的高度。     

华南锋面与暖区暴雨个例对比分析

分析了1961～1999年亚洲热带近海海温与云南降水的关系.通过研究云南夏季降水对近海海温异常的响应,发现云南初夏的降水与亚洲热带近海海温有明显的负相关关系,这种降水减少海温正距平的情况在北印度洋西部和阿拉伯海表现比孟加拉湾和南海更显著,但是在盛夏相关关系不显著.同时发现云南西南部的夏季降水与前期盂加拉湾海温有显著的正相关,而与其它海域的海温相关不显著.滇东南的夏季降水只与前期南海的海温有显著的正相关.     

1998年广东省三次暴雨过程的湿有效能量分析

湿有效能量对暴雨等灾害性天气的形成、发展和维持等具有重要作用。该文利用改进的计算湿有效能量表达式, 计算了1998年5月14—15日、5月23—24日和6月8—9日广东省三次暴雨的湿有效能量, 分析了暴雨区湿有效能量的时间演变特征、空间演变特征、水平积聚以及与暴雨的关系。结果表明:暴雨过程前后湿有效能量有显著差异, 暴雨开始时湿有效能量高, 暴雨过后湿有效能量低, 前后相差6×105 J/m2以上; 三次大降水时段都是在南北湿有效能量差最大值附近, 在大降水前, 南北湿有效能量差数值的增大主要是由于长江中游的低能区的加强和南扩造成的; 长江中游的低能区对三次暴雨大降水有重要影响, 这说明中纬度对广东省暴雨的重要性; 大降水时段处于湿有效能量平均积聚量最强的时候, 此时, 广东省的积聚量远高于长江中游地区。     

气候变化对城市年径流总量控制率分区的影响

城市地区强降水发生频次和强度的增加容易诱发内涝现象,年径流总量控制率作为海绵城市的重要设计参数,更是直接受到降水变化的影响。以江苏省为例,利用全省70个国家级气象观测站1961—2019年最新的日降水量资料评估了气候变化对城市年径流总量控制率分区的影响。研究发现,有效降水的年代际变化十分明显,1991—2019年降水日数、降水量、降水强度均比其他时间段上更多、更强;太湖流域的设计雨量较小,连云港地区的设计雨量较大,南北差异随着控制率的提高而扩大,当控制率为85%时,全省设计雨量平均值为38.1 mm,最大值是最小值的1.7倍;气候变化对年径流总量控制率分区影响明显,江苏的苏南、江淮南部大部分地区的分区变大,导致全省IV区所占面积明显增加。不同等级降水的变化趋势是影响年径流控制率分区的关键因素,大雨以上的雨日、雨量在有效降水中占比增加,则分区变大。     

全球海气耦合模式对我国极端强降水模拟检验

以1961—1999年我国地面观测逐日降水资料作为观测基础, 初步分析了18个全球海气耦合模式对我国20世纪极端强降水的模拟能力。分析模式对不同级别降水的模拟发现, 各模式模拟的我国1~10 mm小雨日数普遍明显偏多; 10~25 mm中雨日数的模拟结果总体上也以偏多为主, 虽然部分模式能够模拟出我国南方存在的高值中心, 但位置偏北至长江中下游地区; 25~50 mm大雨日数在我国南方明显偏少, 并且大值中心的位置基本都没能模拟出来; 50 mm以上暴雨日数的模拟结果也明显偏小, 除MIROC3.2(hires) 外大部分模式在长江以南地区的结果都未超过2 d; 大部分模式不能正确模拟出我国东部地区大雨日数变化趋势的空间分布。进一步分析各模式对极端强降水的模拟发现:各模式极端强降水阈值明显低于观测; 半数左右的模式模拟出了1961—1999年西北西部极端降水增加的趋势, 个别模式趋势系数的大小与观测相当, 大部分模式对东北和长江中下游地区的模拟结果呈与观测反向的变化趋势, 没有模式能够模拟出我国东部地区存在的东北—华北与华中—长江中下游—华南存在的极端强降水日数增加-减少-增加-减少的空间分布; 大部分模式模拟的极端强降水日数标准差与观测结果比较接近, 这可能主要是由于对观测和各模式使用了同样的判定极端强降水发生的方法。总的来看, 全球海气耦合模式对我国极端强降水的模拟能力还有待进一步改进。     

参加CMIP5计划的四个中国模式模拟的东亚地区降水结构特征及未来变化

在全球变暖的背景下, 降水特征的改变体现为降水总量和降水结构的变化。由于缺乏较为长期、覆盖范围广的较高分辨率逐日降水资料, 过去对东亚降水的研究多关注其降水量的长期趋势和时空变率, 较少涉及降水结构的变化。本文利用当前最新且分辨率最高、覆盖范围最广的逐日亚洲陆地降水数据集(简称APHRODITE)以及四个中国参加第五次国际耦合模式比较计划(简称CMIP5)的模式(BCC-CSM1-1, BNU-ESM, FGOALS-g2和FGOALS-s2), 研究了东亚地区降水结构的观测特征及四个模式的模拟能力。基于此, 通过分析四个模式的未来预估试验, 探讨东亚地区降水结构在全球变暖背景下的变化。结果表明:整个东亚地区的累积降水量呈现出随着降水强度的增加先增加后减小的分布形态;降水频率则是随着强度的增加显著减小。小雨(中雨)呈现出南少北多(南多北少)的形态;强降水则较多分布在华南沿海以及日本南部地区。长期趋势上, 整个东亚地区大体上呈现小雨和30 mm/d以上的大雨增加, 而中等强度降水减少的变化趋势。四个模式对东亚降水结构的气候态模拟能力较好。BCC-CSM1-1和FGOALS-g2能够合理再现观测中各个强度降水的变化趋势, 而其他模式模拟不出中雨的减小趋势。四个模式的未来预估表明, 在全球变暖的背景下, 东亚地区30 mm/d以上的强降水会增加。且降水强度越大, 增加越明显。以30°N为界, 小雨(中雨)在变暖背景下呈现南部增加北部减少(南部减少北部增加)的变化趋势。     

近52年巴音布鲁克山区日降水变化趋势与突变特征分析

利用巴音布鲁克气象站1960-2011年逐日降水资料,统计了逐年降水日数、降水量、以及5—9月不同量级降雨日数、降雨量,进而得到暖季不同降雨雨强,运用线性趋势系数、M—K检验及滑动71检验等方法分析了巴音布鲁克山区降水的变化趋势和突变特征。结果表明：近52a来巴音布鲁克山区年降水量和降水日数呈明显的增加趋势,气候倾向率分别为9．5mm／10a、3．2d／10a,然而年降水量和降水日数的增加主要源自冷季而非暖季,年降水量与降水强度关系更密切。巴音布鲁克山区暖季5～9月降雨量占年降水量的八成以上,暖季微雨日显著减少,小雨事件对年降水量的贡献率减弱,大雨和暴雨的贡献率增加。冷季降水量和降水日数显著增加,冷季降水日数在1975年附近发生增多突变,冷季降水量在2003年后发生增多突变。     

全球变暖背景下中国区域不同强度降水事件变化的高分辨率数值模拟

对一个20km高水平分辨率区域气候模式(RegCM3)所模拟的全球变暖背景下,中国区域未来不同强度降水事件变化进行了分析。以日降水量的大小,将降水划分为不同等级。首先检验了模式对当代(1961—1990年)各等级降水日数的模拟能力,结果表明,与观测相比,模式模拟的小雨事件偏多而大雨事件在南方过少。21世纪末(2071—2100年)在IPCC SRES A2温室气体排放情景下,中国区域不同强度降水的变化在各地表现不同,同时其对各个地区降水总量变化的贡献也表现出较大不同,但在大部分地区,模式给出了未来强降水事件将增加的结果。