降水量Г分布模式的普适性研究

本文应用概率论中著名的多项分布结合统计物理学观点证明降水量频数的最可几分布必然为Г。又据实测资料验证降水量频数分布的最佳模式为Г分布。从而提出适用于各地任意时段和任意月份的降水量Г分布通用模式。文中还就有关问题作了有益的讨论。     

降水量Γ分布模式的普适性研究

利用2015年6月1日—7月31日三个全球数值预报业务中心(CMA、ECMWF和NCEP)的24 h降水集合预报资料和我国东南地区降水观测资料,采用贝叶斯模型平均方法(A方案)和基于A方案的统计降尺度模型二次订正方法(B方案)对上述三个中心和多模式超级集合降水预报进行订正,并对比两种方案的订正效果;然后,选取2015年8月1—31日降水预报进行独立样本检验,分析订正前后的降水预报效果。结果表明:以第50百分位的降水预报为例,经A方案订正后各中心和多模式的集合平均消除了大量的小雨空报,其对小雨、中雨的订正效果很明显,对大雨以上的降水量级订正效果不明显。随着降水阈值增加,A方案的订正效果随之减弱。此方案对雨带走向的订正不明显,会使降水大值区量级降低甚至消失。采用B方案订正后,不仅可降低原始集合预报的空报率,还可对降水量级和落区进行订正,使降水预报的范围和量级与实况更接近,但对大量级降水,如50.0 mm以上的降水量级订正效果仍然不显著。

     

长江流域月季降水量的概率分布特征分析

利用长江流域712站1951—2015年的月、季降水资料,分析了站点降水在正态分布和Γ分布的空间服从情况。结果表明:对于月降水,大部分站点能服从Γ分布,通过Γ检验的站点表现出时空差异,两湖流域表现尤为突出,两湖流域在1和7—12月Γ特性表现较好,但在2—6月通过Γ检验的站点较少。季降水量服从正态分布的比例要高于Γ分布,春、冬季降水的正态分布服从性要好于夏、秋季;而对于Γ分布,春、夏季的服从性要好于秋、冬季。月、季降水中都存在一定比例的站点同时服从两种分布或都不服从这两种分布。     

中国东部月降水量分布的统计特征

本文利用中国东部(105°E以东)110个站的30年(1953—1982用降水量资料,分析了月降水量分布的统计特征,经计算,月降水量的变差系数大多在0.5—1.0之间。大部分站点月降水量的频数分布呈较明显的正偏形式,但偏斜程度因时间、地点的不同而异。假设检验的结果表明:在统计意义下(α=0.05),各地都有一些站点的月降水记录遵从正态分布。这些站点的时空分布反映了我国东部干湿季明显的季风气候特点。各地遵从正态分布站点数较高的月份大体上与该地变差系数较小的月份相对应,而这些月份均位于各地的多雨时段。对于其它一些无法用正态分布拟合的月降水的频数分布,绝大部分可用三种偏斜分布模式较好地拟合。     

中国夏季雨日降水量的概率分布

利用全国174站夏季逐日降水资料估计了雨日降水量的无条件和有条件概率密度函数，并递推得各站1至20d内最大日降水量的概率分布及10d、20d内最大日降水量≥10mm、≥25mm、≥50mm的概率。主要结果是：在无条件和前一天有雨或无雨条件下雨日降水量r分布的形状参数α都小于1，且差别不大，而绝大部分站无条件下的尺度参数口大于前一天无雨条件下的卢。而小于前一天有雨条件下的β；无条件和分条件下，雨日降水量的均值和方差的地理分布都是东南沿海地区大于西北内陆地区，且绝大部分站无条件下的纵盯。分别大于前一天无雨条件下的μ0、α^20，而小于前一天有雨条件下的μ1、α^20；Γ分布能较准确地逼近前一天无雨和前一天有雨两种条件下雨日降水量的样本频率分布；10d、20d内最大日降水量≥10mm、≥25mm、≥50mm概率的地理分布，都是东南沿海地区大于西北内陆地区，与同样等级的样本频率的地理分布非常接近。广西西部、云南东部一带为高值区，安徽南部、江西北部一带为次高值区。     

可降水量与地面水汽压力的关系

根据对 30 8组不同地点不同季节的气候数据分析 ,证实可降水量W与地面水汽压力e存在良好线性关系 ,其公式是W =1 74e。     

新疆降水量统计特征和季节变化

利用新疆各地区150个水文、气象测站33年的降水资料，研究了全区范围内降水量统计特征和季节变化。研究结果表明，新疆降水量的各统计特征随地理位置和季节变化有明显区域特征。因此，模拟降水量概率分布模式因区域、因季节而异。     

地基GPS遥测大气可降水量在天气分析诊断中的应用

利用河北省石家庄、张家口、秦皇岛3个GPS站观测资料，通过GAMIT软件处理反演到2005年4—11月的大气可降水量（PWV）资料，初步分析了河北大气可降水量时空分布特征。结果表明，GPS反演的大气可降水量具有较高的使用价值，其时空变化明显，反映了河北降水的季节和地区变化特征。通过与降水之间关系分析发现，降水大多出现在高于大气可降水量基值的时段，不同影响天气系统，大气可降水量变化具有不同的变化特征。     

重庆地区大气可降水量的时空分布特征

利用1966—2008年重庆地区34站地面水汽压逐日整编资料,根据经验表达式计算得到了重庆地区43年整层大气可降水量序列,统计分析了重庆地区可降水量的时空分布特征及气候变化趋势,并探讨了可降水量与降水量的关系。结果表明,重庆地区可降水量整体呈西多东少分布,与其年降水转化率和年降水量的分布大致相反;1966—2008年重庆地区可降水量呈增长趋势,各季节增长幅度不同,东北部和中西部偏南区域增长最显著;可降水量与降水量的关系较复杂,仅西部的部分站点二者显著相关,其余地区二者的相关性很小;可降水量仅为降水量的必要条件,即强降水的发生需要大的可降水量(水汽),但大的可降水量不一定能产生强降水;旱年与涝年相比,在盛夏和初秋(伏旱期)的高可降水量日数显著偏少。     

成都地区秋、冬季GPS可降水量的时空分析

利用成都地区5个测站地基GPS2007年9月-2008年2月的观测数据,解算出1 min间隔的天顶总延迟,结合自动气象站资料计算出30 min间隔的大气可降水量(GPS-PWV).对月平均的GPS-PWV分析表明:秋、冬季变化趋势从9月开始下降,1月达到最小值,2月又逐渐上升.在大气环流相同的情况下,地理位置相近的站,海拔高的地区大气中的水汽量比海拔低的地区要少,且变化较大;海拔高度相近的站,大气中的水汽含量由南向北减少.日合成分析显示:在静稳天气下,日变化特征显著,具有双峰型特征:白天峰值与气温的最大值相对应;夜间峰值与降水量的峰值相对应;GPS-PWV与地面空气相对湿度白天呈负相关,夜间呈正相关.     

三类降水云雨滴谱分布模式

利用沈阳１９９４年７～８月雨滴谱观测资料,进行积雨云、层状云和积层混合云Ｍ－Ｐ分布和Γ分布拟合分析,讨论了两种分布适用范围,给出了分布参数随雨强变化关系。     

华北三站地基GPS反演的大气可降水量及其特征

利用2005年4月-2006年10月石家庄、秦皇岛和张家口三个地基GPS站的观测资料和地面气象资料,根据GPS反演可降水量的原理以及可降水量与地面水汽压的线性对应关系,对不同站点、不同时次的大气可降水量进行了解算和补算,并对河北省GPS可降水量的时空分布特征进行了分析.结果表明:可降水量在时间上先升后降,7、8月达到最大值;在空间上由北向南递增;可降水量的日变化特征不十分显著,仅表现为小幅度波动.     

近5年内蒙古大气可降水量分布特征分析

利用地面露点温度求算整层大气可降水量的经验关系式，对2002年1月至2007年7月典型月（1月、4月、7月、10月）内蒙古地区117个地面观测站上空的大气可降水量进行计算，分析了近5年内蒙古地区大气可降水量的时空分布特征。分析结果表明，内蒙古7月份是大气可降水量最大的月份，月平均大气可降水量达到2.497cm。内蒙古大气可降水量分布的高值区在阴山到大兴安岭一线沿山的东南侧。大气可降水高值区与年平均降水量分布高值区相比，大气可降水高值区在河套地区有西伸的倾向，而大气可降水量的空间分布梯度在东部的呼伦贝尔有减小的倾向。     

青海省大气可降水量变化特征的探空数据分析

利用Microsoft Visual Basic 6.0编制了MICAPS格式探空数据反演大气可降水量程序,通过对2010²012年青海省大气可降水量数据的分析,得出青海省大气可降水量变化具有以下特征:大气可降水量月变化特征呈单峰分布,7、8月份位于峰值区域,7月末开始大气可降水量为减小趋势,1、2、12月份大气可降水量处于低值区;青海省大气可降水量季变化特征呈单峰分布,最大大气可降水量值出现在夏季,最小值出现在冬季;青海省大气可降水量呈由西南向东北逐渐增大的空间分布特征;海拔高度与大气可降水量呈反相关关系,相关系数为-0.8399;大气可降水量与降水量总体变化趋势相同,但大气可降水量不是降水形成的决定因素。     

青海省大气可降水量变化特征的探空数据分析

利用Microsoft Visual Basic 6.0编制了MICAPS格式探空数据反演大气可降水量程序,通过对2010—2012年青海省大气可降水量数据的分析,得出青海省大气可降水量变化具有以下特征:大气可降水量月变化特征呈单峰分布,7、8月份位于峰值区域,7月末开始大气可降水量为减小趋势,1、2、12月份大气可降水量处于低值区;青海省大气可降水量季变化特征呈单峰分布,最大大气可降水量值出现在夏季,最小值出现在冬季;青海省大气可降水量呈由西南向东北逐渐增大的空间分布特征;海拔高度与大气可降水量呈反相关关系,相关系数为-0.8399;大气可降水量与降水量总体变化趋势相同,但大气可降水量不是降水形成的决定因素。     

基于2001～2009年MODIS资料的西藏地区大气可降水量分布特征

利用2001~2009年MODIS近红外的大气可降水的逐月资料,分析了西藏地区大气可降水量时空分布特征及与实际降水量之间的关系。结果表明:西藏大气可降水量时空分布不均匀,空间分布由东南至西北递减;7、8月份大气可降水量最大,夏季大气可降水量占全年的50%;2001~2009年间西藏大气可降水量呈增加趋势,阿里地区、山南地区以及昌都地区增加明显;大气可降水量与实际降水量呈明显负相关,相关系数为-0.688。      

我国西北地区东部可降水量变化趋势的初步研究

用1951年1月-2000年12月NCEP／NCAR再分析比湿资料，分析了西北地区东部天水市上空对流层整层可降水量的演变特点，并与全球同纬度带的情况作了对比。结果指出：近50a来，西北地区东部对流层可降水量处于明显的下降阶段，其下降幅度在全球同纬度带中最大，是20世纪90年代中后期天水重大干旱事件发生的一个背景条件。     

河南省近11年大气可降水量变化特征

利用2000-2010年1°×1°的NCEP FNL分析资料,分析了河南大气可降水量的时空分布特征及变化趋势。结果表明：河南省年大气可降水量为270.48 kg/m2,从西北向东南逐渐增加。可降水量季节变化显著,夏季最大,月平均为41.77 kg/m2;冬季最少,月平均为8.54 kg/m2。1月份大气可降水量最少,平均为8.04 kg/m2;7月最多,平均为47.19 kg/m2。11 a来,大气可降水量最多年份是最少年份的1.12倍,大气可降水量年际变化特征不明显,总体上有所减少。     

河南省近11年大气可降水量变化特征

利用2000—2010年1°× 1°的NCEP FNL分析资料,分析了河南地区大气可降水量的时空分布特征及变化趋势。结果表明：河南省年大气可降水量为266.86 kg/m2,从西北向东南逐渐增加。可降水量季节变化显著,夏季最大,月平均为41.77 kg/m2;冬季最少,月平均为8.54 kg/m2。1月份大气可降水量最少,平均8.04 kg/m2;7月最多,平均47.19 kg/m2。11年来, 丰水年大气可降水量是枯水年的1.12倍,大气可降水量年际变化特征不明显,总体上有所减少。