9711号北上台风演变及暴雨过程的位涡诊断分析

通过对 971 1号台风登陆北上穿过山东造成山东特大暴雨过程的湿位涡的分析 ,并从湿位涡的角度研究了台风演变及山东特大暴雨的形成机制 ,揭示了冷空气在台风演变及暴雨过程中的重要作用。结果表明 :倾斜涡度发展是暴雨产生和台风加强的重要机制之一 ,暴雨产生在 θe线陡立密集区内 ;湿位涡在这次暴雨过程中对流层低层具有 MPV1 <0 ,MPV2 >0的特征 ,此次暴雨产生在负的MPV1等值线密集区中 ;对流层上部及平流层下部高位涡的下传使得低层斜压性增大 ,引起低层的对流稳定度减小 ,促使气旋性涡度发展 ,有利于位势不稳定能量的释放 ,使得暴雨增幅 ,导致台风的加强并演变为温带气旋。     

基于SHAP值机器学习的江西暖季暴雨预报因子重要性分析

机器学习模型（Machine Learning,ML）的不可解释性给其在气象业务中的应用带来了挑战。模型解释和可视化是解决这一问题的有效途径。文中将SHAP值应用于天气预报ML模型解释,研究了江西省暖季暴雨模型的预报因子对预报结果的影响。分别选取2016—2020年、2021—2022年4—9月ECWMF（European Centre for Medium-Range Weather Forecasts）高分辨率数值模式物理量及国家站降水观测数据进行XGBoost 建模与模型解释。结果表明,全局重要性排名前4位依次是总降水（重要性42.70%）、850 hPa比湿（重要性11.17%）、925 hPa相对湿度（重要性10.44%）、500 hPa相对湿度（重要性 9.16%）。个例分析表明,命中个例中高重要性物理因子在暴雨区的 SHAP 值较大,漏报（空报）个例在漏报（空报）区域高重要性物理因子的SHAP值偏小（偏大）。SHAP值从全局和局部可定量给出ML模型有物理意义的解释,解释结果与天气学原理和业务经验较一致,有利于ML在气象业务中的深入应用。     

四川盆周山地暖季单站暴雨事件的精细特征

利用四川省2010—2019年2 165个气象站逐小时降水资料,分区统计了四川盆周山地暖季(5—9月)单站暴雨事件的精细特征。结果表明:(1)四川省单站暴雨事件频数在川西山地与川西南山地呈密集的带状分布。川西与川西南山地通常在降水开始不久就达到雨量最大值,而川东北山地的峰值时间集中在暴雨事件中段。(2)盆周山地的暴雨系统整体呈自南向北由前半夜向后半夜传播的特征。川西南山地和川东北山地的暴雨系统分别呈现较弱的自南向北和自西向东传播,而川西山地的暴雨系统则存在明显的自西向东的传播特征。(3)长历时暴雨事件的峰值出现时间略落后于短历时暴雨事件。暴雨持续时间在空间上存在显著的经向差异,大值区主要位于川西山地和川东北山地一带,暴雨雨量、频次和峰值基本不随持续时间变化,但川西南山地的暴雨峰值则随持续时间的加长而推迟。(4)在四川省大部区域,单站暴雨事件的降水量、频次和强度均表现出随海拔高度升高而减小的特征。在成都平原西南部、东部以及川东北山地,夜间暴雨事件持续时间越长,降水量和频次在较高海拔越易出现最大值。     

大兴迭隆起隐伏岩溶水资源保护措施分析

以大兴迭隆起地区隐伏岩溶含水系统为研究对象,通过对地质、水文地质条件、地下水开发利用现状的分析论述,从水均衡的角度利用反算法开展资源计算评价,评价结果显示基岩岩溶水处于严重超采状态,并进一步结合岩溶水补径排条件分析了按照目前开采状况将可能引起的环境问题,从可持续利用角度提出大兴迭隆起岩溶地下水的保护措施。     

河南鲁山县四棵树河流域泥石流灾害其防治

鲁山县四棵树河流域位于豫西伏牛山巨大的伏牛岩基东麓。区内山势陡峭,具大陆性季风气候,多暴雨,近期最大雨量116.9mm/h,日降雨达446mm。山洪泥石流是区内特有的一种自然地质灾害,它具有暴发频次高、暴发突然、流速快、破坏性大等特点,常冲毁道路、耕地和房舍,危及人民生命、财产安全。从对区内山地地形、气候、暴雨特征、岩性、土壤、泥石流及其造成的灾害状况等的调查、分析、研究,基本探索出泥石流运行轨迹即地表径流形成区、泥石流形成区、泥石流流通区、泥石流堆积区。根据上述特征,因地制宜地配置工程措施和非工程措施进行全面综合防治,重点对泥石流沟实施工程布防措施和山坡实施水土保持生物工程措施,对病险水库进行除险加固,从而达到标本兼治,防治泥石流灾害的发生和发展,改善生态环境,最终实现人与自然协调共处的目标。     

2008年“7.02”滇中大暴雨的成因诊断与数值模拟

利用常规观测、NCEP 1°×1°再分析资料、云图、多普勒雷达回波和WRF模式对2008年7月2日滇中大暴雨进行成因诊断和数值模拟。结果表明:对流层高层的干侵入和中低层冷、暖平流交汇诱发副热带高压和滇缅高压间辐合低涡迅猛发展成强中尺度对流辐合体,加上中低层来自孟加拉湾的丰富水汽输送和中低层强水汽辐合共同引发此次大暴雨。过程中,垂直螺旋度贡献主要在中层;干位涡呈现出对流层顶强正高位涡,300 hPa以下为次正高位涡,两者之间为负区的柱状分布特征,次正高位涡强中心有向下层延伸特征。WRF较好地模拟了整个大暴雨过程中强降水主体时段和大暴雨落区特点,最大对流有效位能变化趋势对强降水有较好预示作用,模拟方案在积分30小时内效果较好。     

梅雨锋对引发暴雨的中尺度对流系统发生发展影响的研究

针对梅雨锋(湿度锋)上或附近偏南暖湿气流一侧中尺度对流系统不断发生发展和长时间维持而引发长江流域暴雨的观测事实,利用中尺度数值预报模式WRF(V3.1.1)设计了一系列三维理想数值试验,研究了梅雨锋两侧自身水汽差异效应,探讨了基本气流和风垂直切变对梅雨锋上中尺度对流系统发生发展的影响,揭示了梅雨锋对中尺度对流系统的组织...     

安顺地区暴雨日数年际变化的气候特征

利用1979—2009年31 a安顺地区（安顺、平坝、普定、镇宁、关岭和紫云）6站的降水资料,统计分析6站暴雨日数和暴雨量的变化特征,提取代表安顺地区的代表站,对其进行统计分析,得到安顺地区暴雨日数年际变化的气候特征。安顺地区暴雨日数的在20世纪80年代末—90年代末期间具有明显的3～5a的年际震荡,并在90年代初达到峰值。安顺地区暴雨偏多年在高低空环流、风场和能量场配置的主要特征为：700hPa和500hPa高低空位势高度配置一致,位势高度在中高纬度出现＂东高西低＂的走势,安顺地区位于异常低涡的东南部,西太平洋副热带高压的西部,这样来自异常低涡东南侧的冷空气与来自海洋北上的暖湿气流在此交汇,利于底层切变线和准静止锋的建立;安顺地区位于高空偏西急流的右前方的出口处,低空西南急流右前方的出口处和低空东南急流左前方的出口处,这种高低空急流的配置非常有利于暴雨区垂直上升运动的产生;安顺地区及其附近区域对流不稳定较强,利于对流不稳定能量的积累,从而使对流不稳定区域易出现强对流系统,对安顺地区的不稳定能量的储存和释放十分有利。     

海南岛中低纬冷暖系统相互作用下的非台暴雨分析

通过对1993年～2002年共10年的天气资料分析发现,在海南,中纬度的冷空气与低纬度在南海上活动的低压之间的相互作用,是秋季产生非台暴雨的非常重要的环流形势;同时发现,低空急流的存在与暴雨的产生有密切联系。并且对2000年10月13日～15日的暴雨过程利用T106物理量场诊断分析,说明暴雨形成的原因。     

豫北一次区域性大暴雨的数值模拟分析

利用NECP 1°×1°6 h再分析资料和WRF中尺度数值模式对2006年7月2-3日豫北区域性大暴雨过程进行数值模拟,并用模拟结果对该过程作中尺度分析.结果表明:暴雨中尺度系统发展和维持期间,基本上是强涡度区对应强辐合区,使得垂直对流运动发生发展,为强降水发生和持续提供了动力条件;θse值大小和实况降水强弱演变对应关系很好,θse值越大,实况降水越强,反之,实况降水越弱;豫北地区出现强降水时,水汽通量中心位于豫南且分布在西南急流轴上,豫中南部始终维持一条明显的水汽输送带,水汽被源源不断地输送到豫北地区;豫北地区处于明显的水汽辐合区,强辐合区有一自西向东的移动过程,与实况强降水过程演变趋势一致;大暴雨区域上空从低层到对流层顶层垂直螺旋度均为正值,且强降水时段与螺旋度最强时段对应关系很好,降水峰值与正螺旋度中心出现时间吻合.