强降雨监测预警产品原理和应用

通过对强降雨监测预警产品原理和方法的阐述,介绍了根据强降雨规律性特征和概念模型原理,利用卫星与自动站资料生成的强降雨监测预警产品制作流程,指出了产品特点、应用方式和注意事项,为强降雨监测预警产品的合理使用提供参考.     

眉山一次持续性强降雨天气过程分析

利用常规气象观测资料、NCEP FNL再分析资料、FY-2卫星云图以及雷达资料,对2020年8月15～18日眉山一次持续性强降雨进行研究,结果表明：(1)高原涡和西南涡耦合是造成此次强降雨的影响系统,副热带高压强盛稳定形成阻塞,冷平流和中低层强水汽输送造成了持续性强降雨天气。(2)上冷下暖,大气层结不稳定;低层辐合,高层辐散促进对流的发展,强降雨过程上升运动显著增强,低层有强水汽辐合,有利于水汽汇集,为强降雨提供了重要的水汽条件。(3)强降雨发生在低亮温对流云团中,且对流云团有强烈的垂直上升运动,雷达回波强,并形成了急流轴,有利于强降雨的发生和持续。     

自贡一次短时强降雨过程的多尺度诊断

利用常规天气观测资料、ERA5的0.5°×0.5°再分析资料、地面自动站加密资料和卫星云图产品,对2020年8月12日四川省自贡市短时强降雨天气过程产生的原因和多尺度特征进行研究。结果表明：高空低槽与中低层辐合系统结合低空急流是本次暴雨天气过程的大尺度环流系统。低空急流为强降雨区提供了充足的水汽和能量;辐合上升动力作用增强、水汽含量的迅速增长、不稳定能量的增加,为对流性强降雨提供了条件;强烈发展的两个对流云团合并加强,形成强的中β尺度MCC,强降雨区位于MCC云顶亮温最低值中心附近,云顶亮温最低值达到-82℃;地面的中小尺度辐合线在短时强降雨中起到了对对流系统触发和加强的作用。     

Rossby波列传播效应在梅汛期强降雨中期预报中的应用研究

根据1981-2010年30年梅汛期(6-7月)46个代表站的逐日实测降雨量和NCEP再分析资料,统计归纳出强降雨天气气候特征;通过对大量历史个例的总结,对影响江淮流域强降雨的500hPa主要环流特征和影响系统、850hPa风场等分布特征进行了综合分析,提出了强降雨的概念模型和中期预报着眼点。针对近30年来出现的10次长持续性强降雨天气过程,进行了Rossby波的下游效应分析,得出Rossby波列自西向东明显传播将有利于江淮流域出现持续性强降雨天气过程。Rossby波能量的下游效应可为中期预报提供新的思路。     

红水河上游流域2010-2015年汛期强降雨过程的天气形势特征分析

根据2010~2015年汛期降雨实况资料确定红水河上游流域强降雨天气过程,利用常规实况资料和欧洲细网格实况格点资料,对强降雨天气过程按成因和影响系统分为冷空气型和台风及其减弱的低压型,并分析各型天气形势的特征,为提高红水河上游流域的强降雨预报能力提供有益的帮助。     

潍坊市强降水洪涝灾害风险评估与区划研究

利用潍坊各区县2008—2017年的气象观测资料、地理空间数据和社会经济数据，基于GIS技术和自然灾害风险指数模型，考虑短时强降雨对潍坊市城市内涝造成的影响，对潍坊市强降雨洪涝风险的致灾因子危险性、孕灾环境敏感性、承灾体易损性、防灾减灾能力多个因子定量分析，构建了潍坊市强降雨洪涝灾害风险评价模型，并编制了潍坊市强降雨洪涝灾害风险区划。结果表明：灾害发生的高风险区主要位于高密、诸城等地区，潍坊北部地区孕灾环境敏感性指数较大，市中心区域则因人口、经济地位显著而易损性风险较大。该风险区划结果基本反映了潍坊市强降雨洪涝灾害的潜在风险，为潍坊市的洪涝灾害防灾减灾提供技术支持和决策依据。     

江淮梅雨季节强降雨过程特征分析

为了便于识别梅雨季节江淮地区的强降雨过程,促进汛期强降雨过程的预报方法研究,使用中国国家级地面气象站逐日观测资料,提出了一种划分江淮梅雨季节强降雨过程的客观方法,并对江淮梅雨季节内强降雨过程的特征进行了分析。结果表明:该方法能有效划分出江淮梅雨季节的强降雨过程,划分结果与预报业务中的划分结果具有较高的一致性,便于在业务中应用。在江淮梅雨季节内,梅雨期的强降雨过程存在明显的年际变化且与梅雨强、弱密切相关,强梅雨年具有较多的强降雨过程以及过程累积强降雨日,强梅雨年的强降雨过程具有持续性、反复性和频发性的特征。弱梅雨年则相反。近56年来梅雨期强降雨过程累积雨量在整个江淮地区有线性增加的趋势,且江苏南部至浙江北部地区雨量增大的趋势最为显著。梅雨期强降雨过程累积雨量及雨日的空间分布是一致的,最大区域中心均位于安徽西南部、江西东北部及湖北东部等地。按照此客观划分方法确定的梅雨期的强降雨过程累积雨量与梅雨期总雨量具有较为相似的时空变化特征。      

两次不同性质强降雨的对比分析

对2004年夏季两次不同性质的强降雨发生的环流背景、卫星云图和物理量场进行了对比分析,发现大兴安岭地区对流性强降雨和连续性强降雨都是在充足的水汽条件和强烈的上升运动条件下发生的,但是地面影响系统、卫星云图和热力条件差别明显.强降雨发生前热力结构不同是造成两次强降雨性质不同的最重要原因.     

广西一次持续性强降雨过程成因分析

利用常规气象资料和NCEP再分析资料,从前期天气背景、大气环流演变及产生持续性强降雨的动力、热力和水汽等条件,分析了2008年6月广西出现的一次持续性强降雨过程。结果发现：这次持续性强降雨过程期间,500hPa环流形势稳定,高空西风小槽呈阶梯状持续下滑影响广西,不断诱发暴雨出现;200hPa广西处于南亚高压东部脊区和高空西风急流出口区右方,风速辐散明显,在高低空急流耦合作用下,华南出现了正反两支垂直环流,广西上空辐合上升运动明显,为强降雨的出现提供了极好的动力条件;南海季风暴发和副热带高压在华南沿海的稳定维持,使得华南低空形成了印度洋和南海两吏水汽通道,为暴雨区上空提供了源源不断的水汽;高温、高湿、高能的热力条件,有利于扰动的形成和对流不稳定能量产生,为广西持续性暴雨提供了必要的能量条件。     

济南市2008年7月4日夜间强降雨成因分析

利用常规观测资料、地面中尺度资料、多普勒雷达产品,对2008年7月4日夜间发生在济南的强降雨进行了分析。结果表明：强降雨发生前济南处于有利的形势场中,弱冷空气和地面风向风速的辐合是产生这次强降雨的触发机制;水汽通量散度最大值中心、垂直速度负值中心、K指数最大值中心和θse高能轴附近均对应强降雨中心;产生强降雨的区域存在明显的逆风区,垂直液态水含量较大。     

陕西2次相似天气系统下强降雨差异的成因诊断

利用常规观测资料、1°×1°NCEP再分析资料、自动站资料,从水汽、动力、不稳定条件方面,采用诊断分析方法对2011年7月28日(简称过程Ⅰ)关中西部、陕南西部区域性强降雨和2013年7月25日(简称过程Ⅱ)陕北南部分散性强降雨进行对比分析。结果表明:2次过程前期天气状况、环流形势、影响系统类似,但降雨差异大。过程Ⅰ低层切变线和辐合线明显,过程Ⅱ则弱;地面上,过程Ⅰ强降雨区处在高、低压之间的气压梯度密集带上,过程Ⅱ强降雨区则处于均压场中;过程Ⅰ强降雨区中低层比湿呈单峰型变化,水汽通量辐合强度大且深厚,有强烈水汽输入,过程Ⅱ强降雨区中低层比湿基本无变化,水汽通量辐合强度弱且浅薄,水汽输入弱;过程Ⅰ强降雨区中、低层有明显冷空气作用产生系统性强降雨,过程Ⅱ强降雨区仅在近地层有浅薄的弱冷空气扰动,在西南气流中激发湿对流;过程Ⅰ强降雨区低层对流不稳定、中高层为条件对称不稳定的混合型大气层结,而过程Ⅱ强降雨期间中层、低层大气均为对流不稳定层结。     

1714号台风“帕卡”后部强降雨成因分析

利用2017年8月27—28日ECMWF逐6 h再分析资料和Micaps观测资料对1714号台风"帕卡"后部强降雨成因进行分析,结果表明:该次强降雨期间广东处于副高边缘东南气流和台风环流后部偏南气流辐合区,同时地面存在多个中小尺度辐合系统,提供有利的动力条件和触发机制;珠三角附近水汽充足且存在强烈水汽辐合,南边界截面较高水汽收入的时间区间与强降雨发生时间较一致;该次强降雨过程可能有条件性对称不稳定和对流不稳定机制共同参与,强降雨落区位于MPV1负值中心或MPV2正值中心及等值线密集区,其动向与MPV2正值中心的移动方向相近。     

降水引发的中国公路损毁灾害时空变化特征

基于中国干线公路灾情资料分析了降水引发公路损毁灾害的时间与空间分布特征,并对诱发公路损毁灾害的高程、坡度、高程差、断层密度、工程岩组等环境因子及最大小时雨强、强降雨发生频次、强降雨持续时间等降水因子采用信息量法进行了分析对比。结果表明:坡度、强降雨持续时间、高程差、断层密度、强降雨发生频次等因子对公路损毁灾害发生的影响作用最大。依据综合信息量将全国干线公路损毁灾害危险性划分为极高、高、较高、低和极低5个等级。经过检验,采用信息量法划分公路损毁灾害危险性等级能较好地反映公路损毁灾害的潜在空间分布,本文研究结果可以为公路损毁灾害预报预警及工程建设提供参考。     

广西一次中层东风波强降雨过程诊断分析

通过对2014年7月08-09日广西东南地区强降雨天气过程分析,得出此次过程的主要影响系统为:中层东风波、季风槽前低层西南暖湿气流。此次东风波系统主要是受西太平洋副高和大陆副高之间的切变发展而成,东风波槽前和波轴上利于上升运动的出现,为强降雨提供了有利的动力条件。季风槽前低层西南气流为强降雨提供了充沛的水汽。     

海南环岛高速强降雨灾害风险分析

基于2010—2014年G98海南环岛高速公路降水资料及公安交管部门提供的交通事故资料,分析海南环岛高速公路交通事故分布特征,发现强降雨是诱发交通事故最多的灾害性天气。运用灰色关联度方法针对降雨引发的交通事故进行评估分析,通过死亡人数、受伤人数和直接经济财产损失3项评估指标得到40次典型个例的灰色关联度排序。以年累计降雨日数、最大日降雨量、最大小时降雨量作为致灾因子危险性指标;以环岛高速公路气象灾害风险普查得到的强降雨致灾隐患路段、单向车流量作为承灾体脆弱性指标;以因降雨造成的交通事故发生频次和事故灰色关联度最大值作为承灾体易损性指标,构建环岛高速强降雨气象灾害风险区划指数模型,计算11个高速公路管理站的风险区划指数,得到海南环岛高速公路强降雨气象灾害的客观风险空间分布,发现定安—万宁路段是强降雨高风险路段,在交通气象服务中应重点关注。     

基于雨强分级的乌鲁木齐雨滴谱特征研究

本文利用乌鲁木齐PARSIVAL激光雨滴谱仪2012-2013年观测资料，对春、夏、秋季不同雨强降雨的雨滴谱微物理特征参量及其随时间演变特征、Gamma函数拟合、 关系等进行研究。结果表明：（1）乌鲁木齐降雨以小粒子为主，大雨强降雨的6种特征直径最大，中雨强降雨次之，小雨强降雨最小。雨滴数密度主要来自于小雨滴（直径<1 mm），大雨滴（直径>3mm）是雨强的主要贡献者，中雨滴（直径1-3 mm）是含水量和雷达反射率因子的主要贡献者，雷达反射率因子受雨滴尺寸影响很大。（2）小雨强降雨各微物理参量比较稳定，变化幅度不大，大雨强降雨则变化剧烈，出现多峰型，中雨强降雨介于二者之间。大雨强降雨的谱宽和峰值浓度最大，小雨强降雨最小，中雨强降雨介于二者之间，小雨强降雨的拟合谱具有明显的季节差异性；秋季峰值浓度最大，这与秋季多大风天气有关。（3）Gamma拟合参数 关系与粒子尺寸有关，可以用二项式进行描述。拟合出的 关系系数均小于目前常用的 关系，因此，利用 关系在乌鲁木齐进行降雨定量估测研究时会造成对降雨强度的高估，回波强度越大，高估越明显。夏季大雨强降雨无法拟合出相关系数比较高的 关系，这与乌鲁木齐大雨强降雨具有强度大、时间短、随时间变化迅速的特点有关。     

基于IMERG卫星遥感数据的华南地区近20年汛期强降雨气候特征分析

利用20年(2001—2020年)多卫星联合反演的IMERG降水资料,分析华南地区强降雨区域气候差异,对比了南海夏季风爆发前的前汛期、夏季风爆发时期和后汛期三个阶段强降雨的时空分布特征和极端强降雨的日变化。结果表明：(1)华南地区多雨中心由不同时期的天气系统造成,前后汛期占全年雨量比值呈反相分布,两广沿岸暴雨占比明显高于其他区域,强降雨是华南地区多雨中心雨量的主要贡献。(2)广东近海强降雨有6月和8月双峰现象,海南强降雨单峰值在10月,两广其他区域的6月单峰态势与南海夏季风爆发密不可分。偏强夏季风在夏季风爆发时期只对两广沿岸Ⅰ区（北部湾）、Ⅱ区（阳江附近）和Ⅲ区（珠江三角洲）强降雨起到增幅作用,而在后汛期有利于整个两广沿岸和海南强降雨增多。6月上旬广东沿岸Ⅲ区和Ⅳ区（汕尾及其以东）是西南夏季风导致暖区暴雨的高频时期和多发地带。(3)海南强降雨在华南地区属极端性最高,并以午后时段极端强降雨为主,广东次之,广西最低。极端强降雨日变化又以两广沿岸晨雨特点最为突出,尤其凌晨至上午(5—11时)为Ⅱ区和Ⅲ区高发时段;广东内陆仅在夏季风爆发时期存在傍晚高峰时段。     

北京短历时强降雨的时空分布

利用北京地区157个人工站和自动站观测资料,对北京地区短历时强降雨的时间、空间分布特征以及与年总降水量的关系进行分析,结果表明：①2007—2012年,短历时强降雨的次数大体呈现递增趋势,但各年发生的次数差异较大;②从时空分布特征来看, 短历时强降雨最易发生在7月,时段集中在傍晚前后和凌晨,而发生地点集中在北京西山前的平原地区包括昌平中部东部、顺义西部、石景山区、丰台区西部、房山东部南部;③从短历时强降雨与年降水量的关系来看,短历时强降雨发生次数多的年份降水量也高,短历时强降雨对于年降水量的贡献较大。     

云南大理州区域性强降雨的气候特征及影响系统分析

利用大理州12个站1962~2009年的逐日气象观测资料及MICAPS资料,对区域性强降雨过程的变化特征及影响系统进行了分析。结果表明:大理州区域性强降雨年内除12月外均有可能出现,主要集中在湿季5~10月,占全年的95.4%,干季11月~次年4月则仅占4.6%。大理州区域性大雨过程从90年代中期开始有增加的趋势。大理州冬春季区域性强降雨的主要影响系统是:南支槽、孟加拉湾风暴,切变线、低涡、两高间辐合区等。夏秋的影响系统除了上述春季的影响系统外,还有倒槽和南海西行台风形成的倒槽等。另外,分析了2003年8月16日区域性暴雨典型个例的影响系统及物理量场特征,并归纳出预报着眼点,为区域性强降雨的预报提供参考。      

短时强降雨对能见度的影响

利用安装在宁沪高速公路沿线26个AMW自动气象观测站监测的每小时雨量、每分钟雨强与每分钟能见度资料,分析了强降雨对能见度的影响,结果表明:短时强降雨大多数产生在暴雨天气过程中,随着每分钟雨强的增大,能见度急剧减小危及行车安全;结合交通运营管理部门的实际需求,确定了短时强降雨的定义和预警阈值,制定了短时强降雨的预警、临近预报流程。应用实例证明:该流程能够满足交通气象服务中短时强降雨的预警预报要求。