江淮流域旱涝灾害气象卫星遥感监测和预报方法研究

根据气象卫星遥感、数值预报和农业气象观测资料,研制开发了江淮流域干旱洪涝灾害的遥感监测方法,详细分析降水对旱涝演变趋势的影响并建立了模型;通过对数值预报产品动力释用技术方法研究,研制了中短期面雨量预报系统,将上述研究成果集成,最终形成江淮流域旱涝遥感监测预报系统。     

江淮流域的旱涝研究

在江淮流域,梅雨等降水异常引发的旱涝经常发生。作者对江淮流域的灾害背景、气候特征及其影响因子等作了分析,发现在近50年中,降水有明显的年际和年代际异常,20世纪80年代以后,该区的降水有显著增加的趋势。典型旱涝年降水异常的时空分布表明,引起降水异常的因子非常复杂,即使在同一年中,不同月份的异常型也可能有差别。对于不同年份,降水异常型更为不同。影响江淮流域降水异常的因子的作用,可通过数值模拟进行“分离性” 研究,但由于模式的系统性误差,模拟结果也只有参考意义。因此,发展具有不同动力框架和热力过程的多种模式,仍是当前的重要任务。     

九十年代以来江淮流域夏季典型旱涝成因分析

１９９１年和１９９４年的夏季，江淮地区分别出现了罕见的洪涝灾害和少雨干旱，究其是夏季北半球大气环流的异常即５００ｈＰａ极涡，西风带系统和西太平洋副热带高压的强弱，配置不同以及１００ｈＰａ南亚高压的强弱，位置和热带海洋温度的异常所致。     

江淮流域典型旱涝年夏季大气水汽输送和收支特征分析

利用NCEP/NCAR再分析资料对1994年和1998年这两个典型旱涝年江淮流域水汽输送和收支状况等进行了诊断分析。结果表明：干旱年该地区主要为南北向水汽输送所控制,而洪涝年江淮流域上空有较强的东西向输送,干旱年5—8月由西、南边界的水汽输入明显比洪涝年少,这是造成该地区旱涝的重要原因,因而在未来的江淮流域旱涝预测中要特别重视西、南边界的水汽输送。     

1991年江淮流域梅雨结束预报的分析与讨论

1991年江淮梅雨结束，在预报上具有相当难度。由于ECMWF数值预报出现重大偏差，曾一度造成业务预报的重大分歧，增加了预报决策的困难。作者客观地反映当时预报的实况，其目的在于剖析预报分歧中的症结，并由此提出预报员的经验可以弥补单一预报工具的不足，修正数值预报产品的误差，从而提高预报准确率。     

江淮流域大气水分特征与旱涝关系的诊断分析

本文利用全国125个探空台站1980年(涝年)和1985年(旱年)的一日二次的探空资料计算了江淮流域大气中的水汽通量。通过对其年变化规律的分析,揭示了旱、涝年份水汽输送的特点。结果表明:大气中的水汽输送对于旱涝形成有着重大影响,旱、涝年份的水汽输送场存在明显的差别。夏涝年,水汽输送最大中心及雨带均停留在江淮一带。而夏早年,水汽输送最大中心及雨带则明显偏北。并且发现,在水汽输送场上的可降水量最大中心、水汽辐合带及水汽辐合量最大中心也与雨带有很好的一致性。     

1991年江淮流域洪涝致灾因素探讨

1991年江淮流域发生特大洪涝灾害,主要原因是东亚大气环流异常造成梅期雨季来得早、雨势猛、持续时间长,超过了水利工程所能承受的能力。里下河与太湖平原周围高中间低的碟形洼地地形和相对独立的封闭性水系是易于洪涝的自然条件。围湖垦殖和封堵河道的人为不恰当活动以及城市、工矿企业防洪意识淡薄,是洪涝危害程度加重的社会因素。     

江淮流域夏季低频降水的前期预报信号

基于ERA-Interim逐日4时次再分析资料和753站逐日降水资料,对1980-2013年江淮流域夏季降水特征进行分析,探究江淮流域夏季低频降水的前期预报信号,结果表明:1)江淮流域夏季降水受10～30 d低频振荡影响显著,10～30 d低频分量在江淮流域夏季降水中占较大比重.2)200 hPa上,低频降水过程发生前...     

基于QuikSCAT资料的江淮流域旱涝年南海季风变化特征

利用2001、2003年的QuikSCAT风场和中国降水的逐日资料,分析江淮流域旱、涝年南海夏季风的演变特征及其低频分量与江淮流域降水的关系。结果表明:（1） 2001、2003年南海夏季风爆发时间相当,但2003年6月中下旬季风出现明显的中断,2001年6—7月南海季风表现出明显的由南海中南部向北部推进的过程,而2003年同时期的季风则徘徊于南海中南部地区;（2） 2001、2003年的夏季(5—9月)海表面的低频纬向风场同时都存在3对低频振荡中心,且在季风爆发后均有明显的向北传播特征,南海中部和北部表现出近乎相反的低频位相,但2001年低频振荡的强度及低频波列维持的时间均大于2003年的;（3） 根据纬向风低频振荡强中心区域的位置,在南海中部和北部分别定义了南海低频夏季风指数IM-SCS和IN-SCS,发现这两个指数与我国6—7月江淮流域的降水及青藏高原中东部降水之间均存在显著的滞后负相关关系,而与云南中部、西部及华北部分地区的降水则表现出显著的滞后正相关关系。      

江淮流域旱涝与大气遥相关经向波列路径特征的相关关系

本文研究了江淮流域旱涝的影响系统及其演变特征,揭示了江淮流域旱涝前期的环流异常及遥相关现象。本文提出了江淮流域旱涝与北半球遥相关经向波列路径、位相有内在联系,即江淮降水前期遥相关波主要表现为EU(欧亚型)、PNA(太平洋北美型)两种类型的交替增强现象。另外,江淮梅期各阶段(6～8月)关键影响系统相关程度的变化亦反映出EU与PNA型遥相关波列各自增强与衰弱的过程,且江淮流域降水与同期北半球500hPa高度场各阶段相关特征可较清晰地描述出梅雨期不同阶段关键环流系统相互配置的变化关系及其中高纬冷、暖空气的活动规律的图象。     

江淮流域旱涝年夏季降水与东亚季风区低频OLR的变化特征

用美国NOAA卫星提供的1974-2004年逐日OLR资料,选取江淮流域典型旱涝年进行合成分析,再利用Butterworth带通滤波器进行滤波,分别得到旱涝年30～60 d的OLR低频分量,并分析了旱涝年夏季OLR及其低频振荡分布特征与传播差异,最后研究了夏季青藏高原南侧与华北地区OLR低频变化与江淮降水的关系,结果表明:旱涝年夏季东亚地区OLR低频分量的经纬向传播差异是造成江淮地区夏季旱涝的原因之一;典型旱年江淮流域降水与青藏高原南侧逐候的OLR低频分量显著正相关,而在典型涝年则是负相关;华北地区存在负(正)OLR低频分量可能导致滞后其20 d的江淮流域降水偏少(多).     

江淮流域夏季严重旱涝与大气季节内振荡

利用NCEP/NCAR的再分析资料和中国气象局国家气象中心提供的中国台站降水资料,分析研究了江淮流域大范围严重旱涝的20-70天大气季节内振荡(ISO)特征。结果表明,对应江淮流域严重涝年,200hPa青藏高原北部存在ISO气旋性环流,青藏高原南部存在ISO反气旋性环流;大气ISO流型在对流层中低层850hPa主要是我国长江以南、南海和西太平洋地区为大气ISO反气旋性环流,我国长江以北到日本地区的大气ISO气旋性环流,我国江淮流域位于这两个ISO涡旋西侧偏南气流和偏北气流的交汇处;旱年反之。利用向量经验正交展开方法得到,上述大气ISO环流型分别是旱涝年大气ISO流型的第一模态,并且涝年大气ISO流型的振幅强,旱年振幅弱。进一步分析揭示,严重洪涝(干旱)年分别对应对流层中上层江淮流域及其以北的中高纬度地区有强(弱)的大气ISO活动。中高纬度地区的大气ISO在严重洪涝年向南传播,与低纬度向北传播的大气ISO在江淮流域汇合;而在严重干旱年,虽然大气ISO可向北传播,但向南的传播却很不明显。     

η坐标有限区域模式在1999年江淮流域汛期中的应用

对η坐标有限区域模式在1999年汛期（6－8月）进行了每天两个时次,每次两个期段的数值预报实验,并对上述时段的湖北省内降水预报进行了Ts评分,结果表明：η坐标有限区域模式对江淮流域的暴雨有一定的预报能力,初始时刻为08时的预报好于初始时刻为20时的预报,00－24小时降水时段的预报好于12－36小时降水时段的预报,文章还分析了分别发生在湖北,河南,安徽境内的三场暴雨过程的模式预报效果。     

华南前汛期旱涝影响因子和预报方法

利用二维风场差异的显著性检验和蒙特卡洛模拟检验等方法,研究华南前汛期旱涝年同期及前期风场差异特征。结果表明西太平洋副热带高压及850hPa贝加尔湖东北部和南印度洋中部的风场异常是影响华南前汛期旱涝的重要因子;前期1月的印度北部和3月的西北太平洋风场异常可能是华南前汛期早涝的强预测信号。分析还表明,3月份北太平洋地区的高度场与前汛期降水有密切关系。最后,建立了华南前汛期旱涝的预报工具。     

驻马店市汛期旱涝趋势预测方法

应用500hPa环流特征量及本站42年历史资料，分析了驻马店汛期旱涝成因，并建立了洪涝和干旱预报方程。     

对1996年江淮梅雨的剖析

１９９６年江淮梅雨梅期长，梅雨量大，梅雨期暴雨频繁，属于长江中，下游流域性的洪涝 年。作者通过对西太平洋副热带高压，西风急流，中高纬阻塞形势，超长波及长波的增衰演变等的研究，分析了１９９６年梅雨期的划定，并通过对历史上４０年长江中，下游梅雨总量Ｍ值的非整数功率谱的分析指出：１９９６年出现流域性的大涝年是符合周期演变规律的。     

对流圈加热场特征及其同我国江淮流域旱涝联系的初步研究

本文采用热流量方程计算了对流圈下半部(1000—500hPa)与对流圈上半部(500—200hPa)1980—1983年各年全球月平均加热场,讨论了冬夏季全球加热场分布及年际变化特点,指出中国东部降水异常与加热场异常之间有较一致的关系,凝结潜热在加热场中起主要作用,加热场特点同我国长江中下游区域旱涝存在一定关系,旱涝前期某些区域的加热率有明显差异。ENSO事件期间,发现亦道太平洋区域存在这样的关系(ΔQ/ΔT)>(ΔQ/ΔT)海温区,上升气流最强支移到赤道太平洋中部,同亦道西太平洋之间构成一个反Walker环流,赤道太平洋中部纬向风速是辐散的,经向风速则是辐合的,赤道西太平洋加热性质对ENSO出现有先兆现象。