宝成铁路陕西段降雨特征及未来趋势分析

以宝成铁路陕西段沿途5个代表站汛期逐日降雨资料为研究对象,采用趋势分析法和突变分析法对1961—2010年降雨特点进行分析,并采用小波分析法对其未来演变趋势进行预测,为宝成铁路水害研究提供理论依据。结果表明：不同等级降雨日和降雨量及区域平均降雨日和降雨量均随年代减少,20世纪90年代出现减少的突变;各级降雨日和降雨量及区域平均降雨日和降雨量自北向南逐渐增多,除凤县和略阳外,降雨日和降雨量年际间均表现出一致的减少趋势,广元站减少趋势较显著;小雨和中雨以年际震荡为主,大雨及以上降雨以年代际震荡为主;区域平均降雨量震荡周期与大雨及以上降雨量较一致,区域平均降雨日震荡周期与中雨较一致;未来小雨、大雨及以上和区域平均降雨日及降雨量将持续偏多,中雨降雨日及降雨量将先偏少后偏多。     

南京地区雨滴谱参数的详细统计分析及其在天气雷达探测中的应用

雨滴谱包含了降雨的丰富信息,不仅能反映雨滴群的微物理特性,也能反映降雨类型、降雨强度等宏观特性,并且在雷达气象领域也有重要的价值。论文对2015和2016年度南京地区32次降雨过程的雨滴谱资料进行了处理、并对多种雨滴参数进行了详细的统计和分析,拟合了层状云降雨、对流云降雨以及积层混合云降雨的雨滴谱Gamma分布参数。另外,还基于雨滴谱数据拟合了雷达反射率因子Z与降雨强度R的Z-R关系,计算了差分反射率Z_DR、相位常数K_DP以及衰减参数,并利用衰减参数进行了C波段雷达回波的衰减订正试验。结果表明:（1）层状云降雨的各微物理参数比较稳定,积雨云的变化剧烈;层云降雨和积层混合云降雨的中雨滴、积雨云降雨的大雨滴对雷达反射率因子的贡献最大。（2）积雨云降雨的滴谱最宽,层状云降雨的最窄。（3）利用依据雨滴谱数据拟合的三类降雨Z-R关系,可以一定程度地提高雷达估测降雨的精度。（4）利用基于雨滴谱数据拟合的衰减系数,有效地进行了C波段双偏振雷达回波强度的衰减订正,体现了统计参数和拟合参数准确性。     

一种短历时降雨综合评估方法在广州市的应用

基于广州市5个国家气象站1981-2015年逐小时降水资料,应用线性趋势法、Mann-Kendall突变检验等方法对广州市气象站不同历时降雨年际变化特征进行分析,应用百分位法建立了一种基于降雨极值和降雨持续时间的短历时降雨综合等级评估方法,并使用此方法对2007-2011年广州市21次降雨过程进行综合评估,同时对灾损因子和短历时降雨因子进行相关性分析。结果表明,广州市短历时强降雨发生频次和极值均呈现上升趋势,其中1h强降雨频次上升趋势最为显著;综合等级评估方法对短历时降雨灾情具有一定的指示作用;短历时降雨持续时间和6h降雨极值与部分灾损因子相关系数较高。     

近48年广东省降雨侵蚀力的变化

降雨侵蚀力反映由降雨引起的土壤侵蚀的潜在能力。利用广东省25个站点48年(1960—2007年)的日雨量资料计算了广东省的降雨侵蚀力,并采用线性倾向估计、M-K突变分析和小波分析等方法对广东省降雨侵蚀力进行趋势、突变和周期的诊断分析。结果表明48年来广东省年降雨侵蚀力呈增加趋势,春、夏、冬三季降雨侵蚀力呈上升趋势,秋季降雨侵蚀力呈下降趋势,但变化趋势均不显著。广东省年降雨侵蚀力在48年内未出现明显的突变现象,夏秋两季在1980年代末—1990年代初发生了突变,而春冬两季则无突变现象发生;年降雨侵蚀力和四季降雨侵蚀力均存在4个左右的周期变化。     

Satellite estimates and subpixel variability of rainfall in a semi-arid grassland

卫星估雨精度的不确定性受到当地降雨类型和像元内降雨非均匀性影响,而结合这两个关键因素开展半干旱草原卫星估雨的研究有限.2009年夏,我们在中国锡林郭勒半干旱草原用多部微雨雷达和雨量计构建了9 km卫星像元降雨观测网,观测了像元内降雨非均匀性(空间变异系数CV),并评估了卫星估雨精度.结果表明:(1)CV值受像元内平均降雨量,降雨类型,降雨云面积及移向等影响,如高Cv值的降雨过程大多为平均降雨量小,对流性降雨过程,降雨云边缘像元CV值较高;(2)TRMM 3B42V7卫星估雨产品适用性较好,CMORPH和PERSIANN次之,但TRMM 3B42V7易在半干旱草原湖泊处高估降雨.     

雷达估测降雨水平分辨率对径流模拟的影响——以西苕溪流域为例

天气雷达估测降雨是径流模拟和洪水预报的重要信息之一。由于雷达网格降雨存在误差,且误差随着网格水平尺度的增大而减小,因此对于径流模拟,高分辨率的雷达降雨数据并不意味着径流模拟的精度更高。采用FSS(Fractions Skill Score)方法和HEC-HMS模型(Hydrologic Engineering Center's Hydrologic Modeling System)分析江苏省西苕溪流域雷达估测降雨水平分辨率对径流模拟的影响。在2010年和2011年夏季两场降雨实例中,雷达估测降雨在不同降雨阈值情况下,FSS达到目标精度值对应的最小有效水平尺度为2~8 km,分别以2、4、6、8 km水平分辨率的雷达估测降雨和雨量站测雨作为HEC-HMS模型输入进行径流模拟,结果表明:基于不同水平分辨率的雷达估测降雨的径流模拟结果与实测径流资料基本吻合,雷达估测降雨2、4、6、8 km水平分辨率的变化对径流模拟效果的影响不明显。      

地面站滑动降雨累积算法的研究及应用

简述了广东省气象探测数据中心整点降雨量统计的流程,介绍了滑动降雨累积算法的研究和实现,对两次强降雨过程的降雨累积量统计结果对比分析,结果表明:滑动降雨累积算法能减小极端降雨雨量统计误差。同时阐述了滑动降雨累积算法的意义以及目前统计程序运行中发现的一些问题和后期的努力方向。     

基于降雨分级的泥石流降雨I-D预报模型

降雨阈值是泥石流预警预报和防灾减灾的重要研究内容。通过野外考察、文献查询等手段,收集了汶川地震灾区典型区域(都(江堰)汶(川)公路沿线)震后34次泥石流事件和对应的降雨过程,通过统计诱发泥石流的降雨历时及平均降雨强度,建立了该地区的降雨I-D(雨强-历时)关系;针对I-D关系在实际预报中的不足,结合中国气象部门的雨量划分标准和诱发泥石流的降雨历时将降雨分为小量级降雨(SI)、中量级降雨(MI)和大量级降雨(LI)3个等级,得出复合型降雨I-D关系。结果表明:①都汶地震灾区诱发泥石流的降雨历时为2～53h,平均降雨强度为0.1～13.8mm/h,I-D关系可表示为I=5.94 D-0.70;②复合型降雨I-D预报模型可进行分级预警,其中约80%泥石流事件超过了橙色等级预警线,I-D关系式为I=10.0 D-0.56(1h≤D 12h),I=4.8 D-0.26(D≥12h);③改进后的复合型降雨I-D阈值线斜率更小,预报精度更高,更适合中国西部山区的泥石流预报工作,且在2014—2016年都汶公路沿线的泥石流预报检验中取得了较好效果。本研究拟为汶川地震灾区泥石流的预警预报提供技术支撑。     

北京城市和郊区夏季降雨日变化特征及对排水设计的影响分析

分别选取观象台和密云站作为北京市城区及郊区代表站,应用两站1961—2013年逐分钟雨量观测资料,比较北京城区和郊区夏季降雨量、降雨频次及降雨强度的日变化特征,利用耿贝尔分布拟合的年最大值法推求城区和郊区暴雨强度公式,比较其空间适用性。结果表明,北京地区降雨具有明显的日变化特征：城市和郊区的夜雨比重均大于日雨,降雨量、频次、降雨强度午后至次日清晨为高值区;郊区夏季降雨总量、短历时降雨和降雨雨强均比城区偏大。暴雨强度公式计算结果表明应用城区一站的降雨资料计算得出的公式在全市并不适用,在市政排水设计时应考虑城郊差异,采用不同的标准。     

不同强度降雨过程对东莞PM2.5气质量浓度的影响

通过统计2012-2013年东莞市观测到的629次降雨过程和对应的PM2.5质量浓度降雨前后的变化,分析每次降雨过程的雨量级、时间、强度与PM2.5质量浓度净化大小的关系.结果表明:虽然降雨有助于PM2.5沉降,缓解空气污染,但由于每次降雨过程的雨量、降雨时长、强度不同,降雨前的PM25质量浓度不同,雨滴、雾滴的影响,局部性降雨的影响,雨滴大小、数密度以及其它气象要素的影响,导致每次降水过程不是都能削减PM2.5质量浓度,起净化作用,净化的程度也不一样;从平均净化能力来说,雨量级越大、降雨时长越长,雨强越强的降雨过程对PM2.5质量浓度削减的能力越强,净化效果越显著.     

斗门前后汛期极端降雨趋势及其差异成因分析

利用斗门1979—2016年逐日降雨资料,采用百分位法计算得到斗门前后汛期极端降雨总量和极端降雨强度,运用小波分析对极端降雨强度进行分析,并划分正负异常年对大气环流和海表温度异常进行合成分析,结果表明:近38年来,斗门前后汛期极端降雨总量和强度都有明显的年际变化,前汛期极端降雨总量和强度呈小幅上升趋势,极端降雨强度具有3～5年显著的变化周期;后汛期极端降雨总量维持平稳,强度呈下降趋势,且具有1～3年显著的变化周期。前汛期极端降雨偏多的原因主要是西太平洋副热带高压偏西偏强,珠三角以西为显著的辐合区域,有利于上升运动,北方冷高压加强有利于冷空气南下,南北气流在广东沿海交汇,有利于中尺度对流的生成和活跃,从而导致极端降雨事件的增多。后汛期极端降雨偏多的原因主要是珠三角以西为显著的水汽辐合区域,华北为显著的正高压异常,有利于冷空气堆积南下,西北太平洋为广阔的正海温异常,激发的气旋性环流异常,为该区热带气旋等对流系统的发生发展创造了有利条件,易发生极端降雨事件。     

汉江流域极端水文事件时空分布特征

利用1960-2012年汉江流域15个气象站点的日降雨资料和3个水文站同时期日径流资料,分析了9个极端降雨指数的空间分布规律,运用广义极值分布（GEV）、Gamma分布两种极值统计模型对各站点的最大1 d降雨、最大3 d降雨极值样本进行拟合,遴选描述降雨极值分布规律最优概率模型,进而推算给定重现期下的降雨设计值,并分析其空间分布规律;选用Gumbel、Clayton和Frank这3种Copula函数建立降雨-洪量极值联合分布模型,优选最合适的Copula函数,由此计算给定重现期下的洪量设计值。结果表明：GEV分布模型能更好地模拟降雨极值序列,不同重现期下的降雨极值在空间上均呈西低东高的特征;3种Copula函数中,Frank Copula函数能更好地拟合降雨-洪量相关关系,由此推求的洪量设计值大于单变量拟合设计值。     

不同强度降雨过程对东莞PM2．5质量浓度的影响

通过统计2012—2013年东莞市观测到的629次降雨过程和对应的PM2．5质量浓度降雨前后的变化,分析每次降雨过程的雨量级、时间、强度与PM2．5质量浓度净化大小的关系。结果表明：虽然降雨有助于PM2．5沉降,缓解空气污染,但由于每次降雨过程的雨量、降雨时长、强度不同,降雨前的PM2．5质量浓度不同,雨滴、雾滴的影响,局部性降雨的影响,雨滴大小、数密度以及其它气象要素的影响,导致每次降水过程不是都能削减PM2．5质量浓度,起净化作用,净化的程度也不一样;从平均净化能力来说,雨量级越大、降雨时长越长,雨强越强的降雨过程对PM2．5质量浓度削减的能力越强,净化效果越显著。     

利用MODIS的多通道信息估计中纬度降雨

基于同一Aqua卫星上的中分辨率成像光谱仪MODIS的多通道数据和被动微波辐射计AMSR-E的微波数据,文中研究了由MODIS的热红外亮温TB11μm和可见光通道反射率R0.65μm估计中纬度降雨的方法。首先利用MODIS的R0.65μm>0.8和TB11μm<270 K检测降雨云,并利用一个非线性函数估计雨强。同时,利用AMSR-E微波降雨产品对MODIS降雨估计进行了验证,发现降雨范围和雨强基本一致,在2°格点上相关系数的平方达到0.82,这启示MODIS降雨估计可以达到与被动微波降雨估计相近的精度。与自动雨量站观测数据的检验也取得较好的效果。     

碎雨云与雨滴、雨强的关系

碎雨云是降雨云层下不断滋生的云物理现象。多年的观测发现,碎雨云的生命过程除了与降雨持续时间有关外,还与雨滴、雨强大小有密切关系。当降雨持续越长,雨滴和雨强越小,越利于碎雨云生成和增多,当降雨持续越短或雨滴和雨强越大,碎雨云越不易生成增多。在较长时间的降雨过程中,碎雨云的生成量,决定于雨滴和雨强的大小。     

云南降雨型滑坡县级预警雨量阈值分析

根据云南省华坪县滑坡灾害历史数据和同期气象站实测小时降雨资料,以滇西北的华坪县为例动态地计算了每次滑坡灾害的有效降雨天数和对应前期的有效降雨量;并应用主成分分析法对44场降雨型滑坡进行分析,结果表明间接前期雨量、发生雨量和激发雨量对诱发滑坡都有重要影响,得出诱发滑坡的降水有短时强降雨和长时低强度降雨两种类型。由此建立了含有两类降雨特点的华坪县I〖CD*2〗D（降雨强度〖CD*2〗历时）阈值曲线,并在此过程中提出了确定降雨历时D结束时刻的方法和有待进一步研究的问题。通过对华坪县滑坡预警雨量研究,为其他县级滑坡灾害预警雨量阈值的确定提供一种方法。     

我国降雨云的概率

云是大气中水汽相变的产物,又是形成降水的必要条件。但是,有云并不一定产生降雨,因此,研究降雨云的概率,对大气中水循环或利用卫星云图估算地面降雨以及人工影响云雨的研究都有实用意义。 根据地面和高空的云物理观测,降雨不仅来自低     

观测场内自然降雨的空间均匀性研究

以分辨率为1m的10m×20m和10m×10m观测网为研究对象,运用自制雨量杯开展自然降雨测试试验,结合克里斯琴森均匀系数、分布均匀系数、降雨偏差系数、降雨极值比系数、单因素方差分析等数学方法对自然降雨的空间均匀性进行了研究,分析了风、降雨量对空间均匀性的影响,并讨论了降雨测量仪器在动态比对试验中仪器的架设间隔问题。结果表明:观测场内自然降雨的空间均匀性良好,且各项均匀性指标具有较好的一致性;风对该观测场内的降雨空间均匀性影响不大,而降雨量的差异对其空间均匀性有一定的影响;在动态比对试验中,降雨测量仪器的架设间隔应小于5m,且部分小型降雨测量仪器(如收集杯)架设间隔取1m可行。     

降雨天气对大气污染物浓度的影响分析

利用2014—2016年的中国气象局地面观测资料和中国环境保护部公布的6种大气污染物浓度数据,对降雨天气前后的大气污染物浓度变化进行分析。结果表明:在京津冀、长三角和珠三角区域,降雨天气后6种大气污染物浓度降低的时次约占43%—60%,其中PM_(10)浓度降低最为明显,PM_(2.5)、O_3、SO_2和NO_2次之,最不明显的是CO。一般而言,降水天气前大气污染物浓度越高,降雨后浓度降低的时次所占比例越大,浓度降低值也越大,但当降雨天气前大气污染物浓度较低时,降雨天气后浓度升高的个例也很多,约占21%—61%。京津冀地区由于平均大气污染物浓度较高,降水天气对大气污染浓度的降低效果比长三角和珠三角地区更明显。对于大多数降雨时次,小时降水量越大,大气污染物浓度降低的时次所占比例越大,但浓度降低值反而越小。例外的是,小时雨强大于10 mm的降雨后,京津冀地区的O_3和SO_2浓度以及长三角地区的PM_(10)、PM_(2.5)和SO_2浓度降低程度不如小时雨强小于10 mm时;而珠三角地区的NO_2和O_3在降雨后的浓度变化对小时雨强不敏感。在京津冀地区,降雨天气对较大浓度的O_3清除作用非常明显。在长三角和珠三角地区,降雨前CO浓度较低时,降雨后浓度升高时次比浓度减小的多;另外,降雨天气对SO_2的清除作用非常明显。     

1998年宜昌水文站水文气象耦合预报试验结果

为检验是否考虑预见期降雨对水情预报的影响,选取长江上游1998年6月28日至7月2日和8月2～7日两次典型暴雨洪水事件,在作宜昌水文站洪峰流量预报时,将预见期降雨预报应用到水文模型之中,尝试进行水文气象耦会预报试验;其中降雨量由常规降雨预报和气象模型（HIRLAM）定量预报两种方法获得,对宜昌流量预报采用三峡区间降雨径流方案。经试验发现：若预见期发生强降雨天气过程,考虑预见期降雨比不考虑的水情预报效果要好。