乌江流域极端降水时空分布特征及重现期分析

基于1960—2016年乌江流域41个气象站的逐日降水观测资料,利用线性倾向估计、滑动平均、累积距平等方法计算趋势系数和气候趋势,分析了研究时段内乌江流域年暴雨等级面雨量、年平均最大日降水量、年平均极端持续强降水次数和对应降水量的时空分布特征,分析表明:(1)乌江流域年暴雨等级面雨量和日数呈显著增加趋势(均通过α=0.05显著性水平检验),而暴雨强度呈不显著性增加趋势;5—10月各旬暴雨等级面雨量及日数变化基本一致,5月中旬至8月上旬呈单峰型分布,暴雨强度呈波动增减分布。(2)近57 a乌江流域年平均最大日降水量年代际变化比较明显。(3)乌江流域发生极端持续强降水年平均次数呈不显著的减少趋势,但极端持续强降水量呈不显著的增加趋势。采用耿贝尔极值Ⅰ型分布法计算了乌江流域5个代表站不同重现期日最大降水量值,发现不同站点日极端最大降水量重现期水平差异明显,重现期时间尺度存在临界点,约为50 a。     

1971-2020年昌吉绿洲主汛期极端降水变化特征

选用昌吉州境内7个县、市气象观测站1971—2020年主汛期（6—8月）逐日降水量资料,将日雨量分为6个等级,运用线性回归、气候倾向率方法,分析各站雨日数、降水量及极端降水的变化规律。结果表明：（1）昌吉绿洲50 a主汛期雨日数最多的是木垒站,年平均24.26 d,玛纳斯次之,为20.64 d,雨日数最少的是呼图壁站,仅19.28 d。雨日数空间分布呈现出较为明显的北少南多、北部低海拔地区少于南部高海拔地区的特点,时间分布上呈单峰型,7月最多。（2）除吉木萨尔增加外,各站雨日数均呈现减少趋势;从各个量级雨日数所占比率来看,从小雨到大暴雨,随着降水量级别的增加,占比呈减少趋势;除木垒外,小雨对雨量影响最大,在6个降水量级中所占比率超过30%。（3）昌吉绿洲主汛期微雨及小雨次数贡献率为81.8%,降水量贡献率为33.9%,而大雨以上级别的降水次数贡献率仅为7.3%,降水量贡献率却达到40.4%,因此将极端降水事件的标准确定为1 d降水量≧12.1 mm。（4）昌吉绿洲50 a主汛期极端降水平均强度为20.1 mm,年平均频次为1.5次。降水频次呈增加趋势,20世纪90年代至今处于高发时段。极端降水和暴雨事件主要集中在7月中旬,其次为6月中旬,8月上旬发生次数最少。     

东北地区夏季降水极值空间演变特征

利用 1959～2000年东北地区 93个测站逐日降水资料 ,分析了东北地区夏季严重干燥事件、极端连雨事件和暴雨事件等降水极值的空间分布特征。研究结果表明 :近 42a间东北地区夏季年平均发生严重干燥事件为 0.9～ 2.4次 ,严重连雨事件为 0.7～ 3.0次 ,暴雨日数为 0.3～3.0d ;东北地区夏季严重干燥事件、暴雨强度和暴雨量呈现不同程度的增加趋势 ,严重干燥事件和暴雨量的增加趋势更为明显 ;年平均极端连雨事件和暴雨日数全区总体表现为减少的趋势 ,呈现出东北大部分地区暴雨强度增加、暴雨日数减少、降水时段集中 ,干旱发展的演变特征。     

东北地区夏季降水极值空间演变特征

利用1959～2000年东北地区93个测站逐日降水资料，分析了东北地区夏季严重干燥事件、极端连雨事件和暴雨事件等降水极值的空间分布特征。研究结果表明：近42a间东北地区夏季年平均发生严重干燥事件为0．9～2．4次．严重连雨事件为0．7～3．0次，暴雨日数为0．3～3．0d；东北地区夏季严重干燥事件、暴雨强度和暴雨量呈现不同程度的增加趋势，严重干燥事件和暴雨量的增加趋势更为明显；年平均极端连雨事件和暴雨日数全区总体表现为减少的趋势．呈现出东北大部分地区暴雨强度增加、暴雨日数减少、降水时段集中．干旱发展的演变特征。     

华南地区汛期极端降水的概率分布特征

利用1960-2005年华南地区71个测站的逐日降水量资料和NCEP/NCAR南半球月平均海平面气压场再分析资料,采用Le Page榆验、广义极值分布等统计诊断方法,研究了华南地区近46 a前汛期(4-6月)和后汛期(7-9月)极端降水的时空变化及概率分布特征.并讨论了南半球澳大利亚高压和马斯克林高压强度指数与华南汛期暴雨日数间年代际变化的关系.结果表明:(1)1992年华南地区降水发生了由减少趋势到增多趋势的突变,降水趋势发生突变后前汛期极端降水量和日极端降水强度有所下降,而后汛期则是显著增强.(2)华南汛期年平均日最大降水量、50 a一遇日最大降水量极值和暴雨日数的空间分布特征相似,即前汛期的空间分布自南向北呈现"低-高-低"的分布趋势,后汛期呈现由沿海到内陆的"高-低"的分布趋势.(3)1992年发生突变后,前、后汛期年平均日最大降水量和年平均暴雨日数显著增加和减少的空间分布基本一致.(4)就年代际变化而言,南半球澳大利亚高压和马斯克林高压的强度变化是华南汛期降水异常的重要气候背景,即当两高压处在同时增强时期时,华南前汛期极端降水处于偏少阶段,后汛期则处于偏多阶段.     

大连市暴雨灾害特征及敏感区识别

利用国家气象站和区域自动气象站的降水观测资料以及暴雨洪涝灾害情况资料,分析了2007—2019年大连地区暴雨气候特征时空分布,并进行了灾害评估和敏感区域识别。结果表明：1） 大连地区年平均暴雨和大暴雨日数在空间分布上东北部多于西南部,大暴雨出现的概率为0—40%。年平均暴雨量和大暴雨量的极大值区域主要集中于庄河地区,年均暴雨强度也呈现从西到东逐渐递增趋势。暴雨变异系数的高值中心出现在瓦房店西部地区,低值区出现在庄河地区。2） 大连市的暴雨灾害近80%为较严重灾害,最严重和严重暴雨灾害各占9%—10%。3） 普兰店西南部、庄河西部与大连市区为大连地区暴雨洪涝灾害相对敏感区域。     

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。      

江西省1960年以来气温和降水变化趋势分析

利用最小二乘法计算了全省83个气象台站自1960年以来24h降水、平均气温、最高气温和最低气温的气候倾向率，结果显示：江西的年降水有减少的趋势，其中春季降水量减少最为明显．而夏季降水量有所增加；全省有冬暖而春、夏凉的趋势；从年变化看，年平均气温、最高气温和最低气温都有所降低．降温区集中在上饶、抚州、吉安和赣州西部。     

1960-2011年辽宁省大暴雨时空分布特征

利用1960-2011年辽宁省61个国家气象站地面20-20时降水及逐小时降水观测资料,统计分析辽宁大暴雨时空分布特征。结果表明：辽宁省年平均大暴雨日数为6.5 d,年平均影响范围为17.5站次,两个大暴雨多发区分别位于辽宁东南部和南至西南沿海地区。辽宁东南部大暴雨多发区由于受台风、江淮气旋、华北气旋和蒙古气旋等多种系统及地形影响,易出现区域性和局地性大暴雨,大暴雨发生次数较多,降水量变化较大;降水量和降雨强度极值均较大,大暴雨中心出现在凤城,降雨强度最大达212 mm/h^-1。南至西南沿海大暴雨多发区易受台风和华北气旋及地形影响,以区域性大暴雨为主,降水量和降雨强度极值也较大,但最大降水量和降雨强度极值均与大暴雨日数的中心不一致。区域性大暴雨的降水量极值对大暴雨降水量极值的贡献最大。大暴雨平均降雨强度的逐时变化呈单峰型分布,08时降雨强度达最强,20时降雨强度最弱。辽宁省大暴雨日集中出现在7月下旬至8月上旬,8月大暴雨日略多于7 月。最早和最晚区域性大暴雨均是受江淮气旋影响,并出现在辽宁省南部地区。大暴雨日数具有明显的周期变化,主要年代际变化周期为10 a。区域性和局地性大暴雨主要周期分别为36 a和10 a。预计未来6 a辽宁省仍处于大暴雨较多的阶段,并可能多以局地性大暴雨的形式出现。     

1961-2005年东北暴雨气候特征分析

利用东北地区232站夏季(6~8月)逐日降水资料,分析了近45年(1961-2005年)东北地区暴雨的变化特征。结果表明,东北地区暴雨主要发生在辽宁东部地区,东北地区年平均大暴雨日数分布形态与暴雨日数基本一致。EOF分析表明,东北地区暴雨量大部分区域基本呈一致的变化,第二模态反映出东北地区暴雨量呈西北-东南的反向变化。暴雨主要分为4个分布形态:东北中部型、东北南部型、东北西北部型、东北东部型。东北大部分地区暴雨强度除黑龙江北部地区外均呈弱上升趋势(均没有通过0.05显著性水平检验),在东北西北部地区暴雨强度上升趋势最为显著,为0.19 mm.(d.(10a)-1)-1;东北中部、东北南部、东北西北部在1990年代之后表现出暴雨强度增强的趋势。东北地区暴雨初日整体提前,而暴雨终日除东北中部地区延后外,其他地区均有所提前。在1987年之后东北地区暴雨发生的频率明显多于前期,其中东北西北部这种变化最为明显,其次是东北南部,东北东部变化最弱。     

基于EOF的江西省秋季降水时空分布特征

基于1980—2020年秋季江西省83个气象观测站逐月降水数据,利用EOF方法分析了该地区秋季降水的时空分布特征。结果表明,江西省秋季降水场主要有4种类型,分别为全区型、北湿(干)南干(湿)型、西湿(干)东干(湿)型、中心湿(干)南北干(湿)型,累计贡献率为86.7%。1980—2020年,全区型和中心湿(干)南北干(湿)型降水呈增加趋势,而北湿(干)南干(湿)型和西湿(干)东干(湿)型降水呈下降趋势。其中全区型降水分布的年份占比75.6%,主要受大尺度大气环流的影响。北湿（干）南干（湿）型降水分布的年份占比17.1%,这是由于赣北地区受地形抬升作用,降水较多,而中南部在背风坡,降水较少,同时秋季赣北处于副热带高压边缘,且受到台风外围的影响,易发生降水,使得南北降水呈反相位变化。     

近30年中国暴雨时空特征分析

利用1981—2010年全国2400多个站的降水资料,分析了暴雨过程和暴雨日的年、季、月气候分布及变化特征,结果表明21世纪以来南方地区暴雨过程明显增多,但以短持续性强降水过程为主,尽管总暴雨日较多,但总降水量不及20世纪90年代。年(月)降水量与年(月)暴雨日数变化趋势基本一致,但在江南春雨阶段平均雨量大,暴雨日数相对较少。最大年暴雨日数分布与年平均暴雨日数分布极为相似,呈现出南多北少东多西少的特点,但数值上是平均暴雨日数的两倍,甚至更多,并且受地形影响,呈现出多中心特点。由于受影响的天气系统不同,即使是同一省的不同地区最大月平均暴雨日数出现的时间也不尽相同。2000年以后暴雨日数总体呈增加趋势,一年中暴雨开始时间早,结束晚,暴雨出现的时段较以往更长。在近年来极端降水事件及次生灾害频发的背景下,详细了解暴雨的年、季、月平均分布、最大值分布及时空变化特征,可以为定量强降水的预报提供更好的气候背景参考。     

台风“尼伯特”和“莫兰蒂”造成的江西暴雨中干空气的影响对比分析

应用常规资料、FNL再分析资料,分析相似路径台风“尼伯特”和“莫兰蒂”对江西暴雨的影响,结果表明:1)“尼伯特”和“莫兰蒂”进入江西后降水落区差别较大,“尼伯特”降水主要位于赣南地区,以对流性降水为主;“莫兰蒂”降水主要集中于赣东北,以层状云稳定性降水为主。2)“尼伯特”和“莫兰蒂”环流形势类似,台风东、西、北三面都被高压控制,台风的北侧系统差异造成两个台风移速差异,“莫兰蒂”北侧有西风槽东移,使“莫兰蒂”的移速较“尼伯特”更快。3)干空气对不稳定能量积累起重要作用,相较于“莫兰蒂”,“尼伯特”过程中江西上空有较为深厚的干空气,更利于不稳定能量积累,造成降水性质差异。4)两个台风期间高、低层干空气的差异是造成降水位置差异的主要原因。“尼伯特”期间台风西侧高层干侵入不明显,而在“莫兰蒂”期间台风西侧干侵入明显,利于江西东北部降水,而抑制江西西部南部降水;对流层低层,“尼伯特”影响期间,干空气控制台风北侧和西南侧环流,切断其西南部的水汽输送;而在“莫兰蒂”影响过程中,台风中心北、西、南侧均受干空气影响,水汽输送通道更为不通畅。     

江西省早稻雨洗花灾害时空变化及分区

雨洗花灾害是江西省早稻的主要农业气象灾害之一。基于1981-2017年江西省早稻种植区81个气象站逐日降水量资料和14个水稻观测站发育期和产量资料,利用旋转经验正交函数分解（REOF）等方法,探讨江西省早稻雨洗花灾害的时空变化和分区特征并得到典型场。结果表明:江西省早稻雨洗花灾害发生频率总体呈东北高、西南低,赣北南部高、两侧低的分布特征,高值区位于萍乡北部、宜春南部、新余、南昌、抚州北部至赣东北地区,发生频率在60%以上,低值区位于赣州和吉安西南部,发生频率低于40%。轻度雨洗花灾害持续影响江西省大部分地区,且自1992年以来呈现发生频率增加、影响范围扩大的趋势;重度灾害主要发生在赣东北,经历了两个活跃期和两个低发期。根据REOF分析结果,可将江西省早稻雨洗花灾害划分为赣北南部、赣中、赣东北、赣南和赣北北部5个区域。赣东北为重度雨洗花灾害高风险区,赣北南部为轻度雨洗花灾害高风险区,赣中、赣北北部为轻度雨洗花灾害次高风险区,赣南为雨洗花灾害低风险区。     

罗甸县暴雨的时空分布特征分析

通过对1951—2020年罗甸县逐日降水观测资料、2010—2020年罗甸县各乡镇逐日降水观测资料的统计分析,计算出要素保证率80%的值,采用线性趋势分析、等值线分布、Mann-Kendal检验、Morlet小波方法分析罗甸县境内暴雨的时空分布特征。结果表明：近70 a罗甸县年暴雨日数、近11 a罗甸县各乡镇总年暴雨日数均缓慢增多,区域暴雨次数逐渐减少,在年际变化中,均存在显著的3 a左右周期振荡。暴雨集中发生在5—9月,近70 a占全年暴雨日数91%,各月暴雨日数时空分布差异显著,暴雨发生最多月份为6月,近70 a平均每年1.3 d,占全年暴雨日数的36%。各乡镇年平均暴雨日数分布区域性特征明显,存在2个多值区（西北部、东南部）和1个少值区（西南部）。暴雨多发生在夜间,尤其大暴雨以上量级降水在夜间发生的概率高达93%。降水强度等级从北向南逐级减小,与罗甸县略呈“撮箕口”朝南地形较一致,从西北、北、东北向南逐级减小,在西部、东北部存在较稳定的2个极端暴雨中心。各乡镇连续暴雨次数分布差异明显,呈北多南少分布。总体而言,西部在年暴雨日数、暴雨强度、连续暴雨次数及连续降水量均居全县首位,在天气预报、防汛工作中应重点关注和防范。     

近36年昌都市降水集中度与集中期时空变化特征

本文利用1980~2015年近36a昌都市7个台站的逐日降水资料,计算降水集中度(PCD)与集中期(PCP),采用相关分析、合成分析等统计方法研究对PCD、PCP时空特征及与年降水量关系进行分析。结果表明:昌都市PCD范围在0.53~0.76,多年平均值为0.64,PCP范围在39候(7月中旬)~45候(8月中旬),平均值为41.7侯(7月下旬);空间上,昌都市PCD由北向南,自西向东逐渐增大,PCP呈“北早南晚、西早东晚”分布;昌都市大部地方PCD与年降水量呈显著正相关,年降水越多,降水越集中,出现“先旱后涝”的可能性越大。      

甘肃省暖季小时降水变化特征

利用2013-2019年暖季（4-9月）小时降水资料，分析了甘肃省强降水极值及频率的时空分布特征。结果表明：（1）甘肃省小时强降水频次呈现东高西低分布，在陇南地区东南部及陇东地区北部有2个高中心，达到29次。（2）小时强降水极值在陇中地区及以南地区高，向西北递减，陇南地区降水极值最高，超过40 mm/h。（3）小时强降水频次主要出现在7-8月，同期的雨强也最大；小时强降水频次和小时雨强均在17-24时最强，峰值为21时。（4）不同区域的降水日内变化存在明显差异，河西地区小时降水频次的峰值出现在18时，陇中和陇南地区均出现在21时，陇东地区和甘南高原分别出现在22时和19时。     

500hPa环流变化与山东春季降水异常

应用SVD技术,诊断分析了北半球500hPa高度场与山东春季降水的关系。结果表明：山东春季降水与北半球500hPa高度场关系密切,山东春季降水与东亚上空500hPa高度场具有很好的同步联系。前期(冬季)日本东北部500hPa高度场是影响山东南部春季降水的关键区,具有预测意义。500hPa高度距平场东高西低型是造成山东春季降水的主要大气环流形势,西高东低型是造成山东少雨的主要大气环流形势。     

祁连山近45 a年降水异常的气候特征

利用祁连山地区17个测站1960~2004逐日降水资料,统计逐年不同量级的雨日数及年降水量,对年总降水量标准化后进行经验正交展开(EOF)和旋转经验正交展开(REOF),研究其异常的空间结构及时间演变规律。结果表明,祁连山地区年降水与不同量级雨日数的气候平均分布具有地理分布上的相似性。无论年降水还是不同量级的雨日数,同纬度地区西侧明显多于东侧,祁连山东段多于西段,等值线呈西北—东南走向。年降水异常在空间上主要表现为整体一致的变化特点,其次表现为东西相反的变化趋势。旋转载荷向量场(RLV)反映出4个异常型,即祁连山西段北坡区、祁连山东段区、祁连山中西段南坡区,祁连山中段北坡区。近45 a,祁连山西段北坡区年代际变化幅度明显,其他各区年代际变化幅度相对较小。小波分析发现,各区年降水周期变化并不一致,体现出祁连山地区年总降水的复杂性。