1960—2011年5—9月通辽市不同等级降水变化特征分析

文章基于通辽市1961—2011年9个国家气象站的逐日降水量资料,利用相关分析、线性倾向估计和变差系数等方法对不同等级降水日数进行分析。结果表明:(1)通辽市1961—2011年平均5—9月降雨日数为47.6d,降水量为328.9mm,其空间分布不均,由北向南呈多—少—多的分布特征。(2)中雨和小雨量分别占总降水量的29.7%和29%,但小雨日数最多,占总降水日数的79%;暴雨日数仅占1%,出现最多的站是扎鲁特旗和库伦。(3)各等级降水量与同等级降水日数正相关显著,变化趋势一致。(4)全市总降水日数、小雨和暴雨日数近51a减少趋势显著,中雨和大雨日数变化趋势不明显。1999—2011年各级降水日数均偏少。(5)受小雨日数的影响,全市总降水日数的变化较稳定。而降水强度越强,降水的稳定性越差。     

湖北省夏季降水日变化特征

利用2001—2014年湖北省77个气象观测站的整点逐时降水数据,通过划分不同区域和三种量级降水的方法,分析了夏季(6—8月)降水日变化特征。结果表明:1)湖北省夏季降水日变化特征非常明显,降水量曲线呈双峰结构,峰值出现在08时和17时(北京时间,下同),降水频次与降水强度均呈现"一主一次"的双峰结构,这主要与青藏高原东移来的天气系统自西向东的滞后性以及局地热力强迫有关,发生在傍晚(15—18时)的降水强度有明显的年际增强趋势。2)湖北省降水日变化特征区域差异显著,鄂西北与鄂西南降水峰值主要出现在傍晚和夜间,谷值出现在正午,鄂东三个区域的降水峰值出现在上午和傍晚,谷值出现在午夜。3)近14 a强度为0~20 mm/h的降水呈现减少趋势,主要发生在鄂西地区。其日变化曲线为"一主一次"的双峰结构,主(次)峰值出现在07(17)时。与之相反,短时强降水(≥20 mm/h)的发生概率东部大于西部,平原大于山区,有增加趋势的站点占总站点数的53.24%,峰(谷)值出现在17(12)时。短时特大强降水(≥50 mm/h)峰值出现在15—20时,03—14时出现概率较低。     

辽宁省夏季降水的日变化特征

文章利用辽宁省25个气象观测站1961—2008年夏季6—8月的逐时降水自记资料,分析了辽宁省夏季降水日变化的基本特征。发现：降水日变化特征地域性较强,沿海站与内陆站存在差异。总体来说,沿海站降水量的最大值基本出现在午前04-08时,内陆站点则呈双峰值的形式,峰值分别出现在午前和午后,午后1 4—20时为降水量最大值出现的时间;降水频次的日变化特征和降水量基本相同;持续时间长的降水多在午前达到峰值,持续时间短的降水多在午后达到峰值;沿海站点午前的降水峰值区基本是由持续时间在6 h以上的长时间降水造成,内陆站点午后最大降水峰值则为持续时间6 h以内的短时降水,这与内陆下午对流能量强相适应。研究表明,降水日变化的存在能够影响到降水预报的评分。     

青海省 1961—2018 年侵蚀性降水时空变化特征

利用青海省41个气象站点1961—2018年逐日降水数据,采用常规统计学方法,统计逐年降水量/日数、侵蚀性降水量/日数,分析青海省降水和侵蚀性降水的时空分布特征。结果表明:青海省年降水量、降水日数、侵蚀性降水量、侵蚀性降水日数之间呈显著的幂函数关系,空间分布均从东南向西北逐步减少。从4个生态功能区分布来看,三江源地区年降水量最高,为469.3 mm,柴达木盆地全省最低,为99.4 mm;侵蚀性降水量柴达木盆地最低,为25.1 mm,东部农业区全省最高,为155.5 mm。1961—2018年青海省年降水量和侵蚀性降水量分别以8.1、4.7 mm/10a呈显著增加趋势,年降水日数表现为不显著的减少趋势,侵蚀性降水日数呈显著的增加趋势,变化速率分别为-0.5、0.2 d/10a。侵蚀性降水量和侵蚀性日数突变分别发生在2004年和2001年,突变后侵蚀性降水量和降水日数较突变前分别增加22.4 mm和0.7 d。1961—2018年青海省侵蚀性降水量和侵蚀性降水日数的贡献率平均为32.7%和6.5%,侵蚀性降水量和侵蚀性降水日数的贡献率分别以0.59%和0.21%呈显著增加趋势。     

江苏南部汛期降水日变化特征分析

利用江苏南部20个气象观测站2008—2012年汛期(5—10月)逐小时降水资料,应用降水频率来分析了江苏南部地区降水日变化基本特征和区域差异。研究表明:降水日变化特征地域性差异较强,西部站、东部站和东北沿海站都存在一定的特征差异。东部站降水量的最大值主要出现在下午和傍晚;西部站降水量主峰值出现在下午,并且在清晨和夜间还有两个次峰值;东北沿海站呈现出午前、午后的双峰值形式。2008—2011年降水量下午高值区有先减弱后增强并提前的趋势,而上午的高值区有总体减弱并推迟的特征。2011年后有明显减弱的趋势。江苏南部总体来说,短时强降水(大于20和25 mm/h)在16—19时出现主峰值,07—09时也有相对较小的次峰值。     

1961—2013年内蒙古地区极端降水时空变化分析

选取内蒙古具有代表性的71个地面气象站1961—2013年逐日降水及平均降水量资料,计算各等级降水日数,分析不同时间尺度及等级极端降水时空变化分布特征。结果表明:近53a内蒙古地区降水日数和小雨日数均呈减少趋势,但暴雨、大雨和中雨出现的概率略增;日和小时短时降水强度增大。20世纪80年代和90年代是中雨、大雨和暴雨多发期,也是日和小时降水强度最大时期,进入21世纪后,强降水发生频次减少。     

博罗县暴雨的时空分布特征

利用博罗国家气象站1960—2019年逐日降雨资料和乡镇区域气象监测站2013—2019年逐日降水资料研究博罗县暴雨气候特征,结果表明:近60年博罗暴雨日数和暴雨量均呈波动增加趋势,年平均暴雨日数和暴雨量分别为8.1 d和676.6 mm,暴雨日数月变化呈双峰型分布,暴雨日数存在5～12和2～3年的显著周期;连续性暴雨日数占暴雨总日数的23.8%,2007年出现了最长的连续5 d暴雨,暴雨初日多在3月30日—5月13日出现,暴雨终日多在8月11日—10月15日出现。     

近50年陕南、关中降水年际变化特征

利用陕西省陕南、关中54个气象站50a(1961—2010年)观测的日降水资料,分析小区域降水年际变化特征,结果表明:(1)区域年降水以减少为主,减少程度西部大于东部,宁强、华山和略阳雨量减少最多。(2)夏季降水以增加为主,减少站集中在秦岭山上和区域西部,降水向夏季集中倾向明显。(3)日雨量<5mm小雨,年雨量和雨日数减少趋势明显,雨日数减少站占96%,镇安、丹凤、高陵减少最多;雨量≥50mm暴雨,年雨量和雨日数增加趋势明显,集中在夏季,镇巴、紫阳、镇坪夏季暴雨日数增加最多。即小雨减少暴雨增多,暴雨灾害趋于严重。(4)在降水变化中地形等局地作用明显,是天气预报和研究气候变化应该考虑的因素。     

粤北暴雨中心的降水气候特征分析

基于广东省1967—2018年气象观测站和2003—2018年自动监测站降水数据,统计分析了粤北暴雨中心的降水气候统计特征。结果表明:(1)粤北暴雨中心范围主要集中在清远南部-广州东北部-惠州北部,最大年平均降水量(2 488. 6 mm)和强降水日数(12. 3 d)均出现在龙门的南昆山,特殊地形分布特征与粤北暴雨中心形成密切相关;(2)从化和增城降水年际变化呈较明显增多趋势,其余变化趋势不明显;中心区域内降水主要集中在汛期(4—9月),而前汛期(4—6月)降水量约占汛期的60%～70%;(3)降水月变化呈单峰型分布,峰值出现在5—6月;(4)降水日变化特征与降水性质密切相关,5—6月季风影响期间降水概率显著增加,夜雨和白天降水均明显;短时强降水出现概率集中在5—6月08:00、15:00和21:00前后。     

商丘暴雨日及分布特征研究

对商丘国家观象台1954--2005年月报表中挑取的符合暴雨日条件的142个样本分析，结果表明：商丘暴雨日具有明显的季节性，频发于7、8月份；暴雨日年平均2．73个；日暴雨量最大（193．3mm）不超过200mm；最长连续暴雨日数不超过2日；连续暴雨日降水量累计（223．9mm）不超过250mm；1h最大降水量不超过70mm。暴雨目的年代际变化特征明显，20世纪80年代后暴雨日出现较晚，60--90年代的暴雨日数递减，90年代后有增加趋势；大暴雨日数自60年代起有逐步增加趋势。暴雨日对月、年降水量有显著贡献，4—9月暴雨日对月降水量的贡献很大，且从4月到7月暴雨目的贡献呈递增趋势。一年内暴雨日出现5次时，当年的年雨量为偏多年份。     

全球陆地降水初步分析

英国东安哥拉大学气候研究中心（CRU）Hulme博士最新的1900－1998年的全球降水量资料是目前年代最长的，对此格点资料进行了较全面的分析，提出季风区是降水变化率最大的地方，还给出了从该资料中读取全球几个著名的季风区降水量的方法；指出了所读资料的可靠程度；计算与分析了近百年全球陆面1月、7月降水序列，指出7月份降水无明显趋势，1月份降水有弱的上升趋势，序列中存在明显的2－7a、13a和20a左右的周期，为进一步使用该资料提供依据。     

一次华南暴雨过程中不同区域降水特征的模拟分析

通过对2005年6月19-20日的一次华南大暴雨过程的诊断分析表明,本次降水过程的水汽来源有两个,一是来自于印度洋上的印度季风,另一个是来自于澳大利亚的东南信风.对不同暴雨中心的分析表明,福建北部的降水带为华南准静止锋锋面上的系统性降水,假相当位温的经向垂直剖面呈明显的Ω型结构,而广东河源附近的暴雨中心为暖区对流性降水,低层为强的不稳定.利用ARPS模式对这次暴雨过程进行了数值模拟,结果表明,锋面雨带主要来自于网格降水的贡献,而对流性降水主要来自于次网尺度降水的贡献.     

两次暴雨过程的主观及集合预报检验

对各级预报员、集合预报成员在两次暴雨天气中的24 h和48 h降水、温度预报结果分别进行检验。结果表明:降水预报中预报员分级降水TS评分随降水级别增大而减小,所有预报对小雨均有较好的预报。暴雨预报漏报明显,漏报率几乎为100%,然而集合成员中的最大值,对暴雨预报有一定的启示作用,业务工作中应得到重视。针对降水和温度预报总体而言,集合成员中集合平均值和控制预报表现相对优秀,可在业务中作为重要参考。     

三套再分析降水资料在中国区域的对比评估

利用实测资料对NCEP-1、ERA-40和20CR再分析降水资料在中国范围内均值、年际变化、相关性和长期趋势等方面进行比较评估。结果表明,平均而言ERA-40年降水量和实测值最为接近,而20CR和NCEP-1年降水量明显偏多,三者差值百分比分别为-1.3%,55.0%和36.9%;三种再分析降水偏差最大区均出现在西南地区,最大偏差值都在600 mm以上;年际变化上,ERA-40和NCEP-1自20世纪70年代中期开始年降水差值百分比出现一定波动性,而20CR在整个研究时段年降水差值百分比基本稳定;三套资料和实测资料的相关性具有明显的区域性特征,东部相关系数明显高于西部,值得一提的是ERA-40在大部地区的相关性好于其他两套资料;ERA-40和20CR则对大部分区域降水变化趋势的描述好于NCEP-1资料。     

多套格点降水资料在云南及周边地区的对比

利用1979—2006年云南及周边地区148个测站月降水资料 (简称为STN) 与APHRO (日本APHRODITE高分辨率逐日亚洲陆地降水数据集)、GPCC (全球降水气候中心的月降水合成数据)、CRU (英国East Anglia大学提供的月降水要素数据集)、CMAP (雨量资料与卫星估计及NCEP/NCAR再分析降水场合并分析月数据)、GPCP (全球降水气候中心研制的全球陆地雨量计观测分析月数据) 5套格点降水资料,分析了云南及周边地区气候特征。结果表明:5套格点降水资料空间分布与STN基本一致。EOF第1模态空间场分布也表明:这5套格点降水资料与STN空间分布特征较为一致,但5套格点降水资料在滇南、滇西北、滇川黔交界的3个区域的分布与STN有较大不同,各套资料的EOF第1模态时间序列、与STN的相关系数及均方根误差均随时间不同呈较为一致的波动性;在降水空间分布、相关系数及均方根误差3个方面,APHRO适用性最好,GPCC次之,CMAP与GPCP无明显差别,CRU最差,其中APHRO,GPCC在对降水估计偏低,CRU对降水估计总体略高,CMAP略低,GPCP对降水估计则明显偏高。     

三套再分析资料的中国夏季降水日变化特征

利用台站观测降水,评估分析了三套再分析(NCEP,ERA40和JRA25)降水资料对中国夏季降水日变化的再现能力.结果表明,三套再分析资料呈现的中国夏季降水日变化特征较观测存在明显偏差.对比台站观测的白天(08-20,北京时)和夜间(20-08时)降水比例.再分析降水在大部分区域都表现为白天较夜间偏多,NCEP和ERA...     

四川地区一次特大暴雨天气过程分析

利用四川省加密气象站逐时降水资料、FY-2G卫星TBB产品及NCEP/NCAR的1°×1°逐6 h再分析资料，对2020年8月15—18日四川地区的一次特大暴雨天气过程进行诊断分析。结果表明：此次过程具有降水强度大、范围广、持续时间长、夜雨特征明显等特征。高空影响槽东移叠加在低空低涡之上，为强降水过程发生发展提供了有利的环流背景和天气尺度动力抬升条件；西太平洋副热带高压（以下简称“副高”）稳定少动是强降水过程长时间维持的主要原因。孟加拉湾低涡槽前西南暖湿气流与副高外围偏南暖湿气流共同为此次强降水过程提供了充足的水汽。中尺度对流系统强烈发展是造成强降水的主要原因，云图TBB≤-52℃的冷云区和TBB等值线梯度极大值区与强降水落区对应关系较好，可为强降水监测预警工作提供参考。     

二阶位涡在暴雨预报中的应用

提出并推导二阶位涡物理量,并利用美国NCEP/NCAR 0.5°×0.5°GFS的24 h预报资料,计算了东北冷涡暴雨、锋面暴雨、低槽暴雨、台风暴雨等类型暴雨500—850 h Pa二阶位涡绝对值的垂直积分,与相对应时刻的24 h累积地面观测降水量进行对比。结果表明：二阶位涡的水平分布与暴雨落区有较好的对应关系,其对观测降水具有指示预测作用。2013年6—8月华南地区（20°—35°N,105°—125°E）24 h预报的6 h累计降水量大于10 mm的ETS评分表明,二阶位涡预报降水的平均ETS评分高于美国GFS预报降水的平均ETS评分,其对降水有较好的指示作用。     

格点降水资料在中国东部夏季降水变率研究中的适用性

本文使用1951~2010年PREC、CRU、APHRO和GPCC 4种格点降水资料,通过比较其与中国756站点观测降水资料在中国东部(105°E以东)夏季降水变率中的差异,检验和评估了它们的可靠性和适用性。结果表明:中国东部夏季降水变率的前3个主要模态分别是以江淮流域、长江流域和华北与东北南部为核心的经向多中心分布,有明显的年际和年代际变率特征,且干旱特征较洪涝更明显;长江流域夏季降水异常的主周期为3~7 a和20~50 a,而江淮流域和华北地区夏季降水异常的主周期则为准2 a和准10 a。另外,长江与江淮流域和华南地区分别在1970s末和1990s初发生了显著的年代际转变;4种格点降水资料都能很好地再现中国东部夏季降水的时空变率特征,但由于GPCC格点降水资料是基于更多的基站观测和更精细复杂的质量控制方案得到的,因此它具有更高的可靠性。     

北疆北部2次区域性暴雨的中尺度环境场分析

对12h24mm以上强降水带的预报,模式输出的降水资料是预报的重要依据,但有时偏差较大。依据中尺度分析技术,利用常规资料、EC细网格和T639模式12h预报场对2013年夏季发生在北疆北部的2次区域强降水过程中12h最强降水时段的环境场进行中尺度分析。结果表明,中亚低槽北上强降水落区位于500和700hPa中尺度气旋的第一、四象限及对流层低层冷槽的右侧,850hPa切变线附近,地面中尺度高压前部、边界线和切变线附近及干线西侧的重合区域。西西伯利亚低涡型暴雨位于中尺度短波槽前、高空西南急流出口区左侧辐散区,700和850hPa切变线西侧及干线西南部,850hPa偏西、偏东及东南3股气流汇合区,地面干线的西部、辐合线东部及切变线附近的重叠区域。中亚低槽北上暴雨天气为非典型暴雨易漏报。用模式12h预报场制作高空综合图,可提高预报时效,EC细网格优于T639模式。