河南省近40年季降水突变分析

利用1958～1999年降水资料,对河南省四季和全年的合计降水量进行滑动t检验,分析近40年来降水突变情况,结果表明,春季降水量显著升高,冬季降水变化呈多种形式,夏、秋和全年的降水量基本一致,呈减少趋势.     

1960-2012年陕西降水变化特征及可能成因分析

利用陕西82个气象观测站的降水观测资料、NCEP/NCAR的2.5°×2.5°再分析资料以及MODIS卫星的气溶胶产品,分析了1960-2012年陕西雨季和全年的降水量、降水日数变化特征,并讨论了大气可降水量和气溶胶对降水的可能影响。结果表明,近60年陕西雨季、全年雨量和降雨日数均呈南多北少分布,年总雨量和降雨日数均呈下降趋势,雨季总雨量呈增加趋势,而降雨日数呈降低趋势,雨季雨强增加,降水向雨季集中;陕西全年和雨季小雨雨量和降雨日数均呈现下降趋势,雨季10 mm以上的降水量和降雨日数均呈增加趋势,增加站点占所选站点的75.6%,雨季降水的增加主要是10 mm以上降水量的贡献。陕西全年总雨量的减少可能与整层大气可降水量的减少有关。全年和雨季5 mm以下降水量的减少应该与气溶胶对降水的抑制有关,雨季10 mm以上降水量增加与气溶胶对降水的促进作用有关。分析表明当AOD≥0.4时,雨季气溶胶对降水有一定的促进作用。总之,陕西全年小雨的减少以及雨季10 mm以上降水量增多,雨量向雨季集中应该与近几十年陕西气溶胶增加、气溶胶类型的转变有较大关系。     

天峨县近30a降水与气温的气候特征分析

对天峨县气象站1984-2013年降水量、年平均气温、季节降水、季节平均气温、月平均降水量、月平均气温、极端气温变化特征及不同年代降水、气温特征等进行统计分析。结果表明:天峨县近30a年际降水变化呈下降趋势,年际平均气温呈上升趋势,多年平均降水量为1339.3mm,多年平均气温为20.5℃。各季节、各月降水分布不均,气温呈明显的季节划分,夏季(6-8月)平均降水量最多,占全年平均降水量54%,冬季最少,占全年平均降水量5%,月平均降水量最高峰出现在6月;一年最热的月份是7月,极端最高气温变化不大,极端最低气温呈下降趋势。20世纪80年代中后期降水正常略少,90年代属于丰水期,进入21世纪后,降水量偏少,从20世纪80年代中后期一直到21世纪头十年气温呈上升趋势,第二个十年的头4年呈下降的趋势。     

开鲁县1954—2011年降水日数及降水量变化分析

利用开鲁气象站1954—2011年逐日降水量数据,分析了近58a降水量和降水日数的年、季变化趋势和气候倾向率以及4—10月不同等级降水日数和降水量的比例。结果表明:(1)开鲁58a平均年降水量为332.5mm,年平均降水日数64d,占全年总日数的17.5%,日降水量强度仅5.2mm;(2)年降水量与降水日数呈显著的正相关关系,降水日数多,降水量则多;(3)近58a年降水日数和降水量均呈显著的减少变化趋势,降水日数减少1.8d/10a,降水量减少13.2mm/10a;特别是1999—2011年日降水强度明显减小,年平均降水量仅277.5mm,比前45a平均减少了2成,春夏季干旱突出;(4)降水量和降水日数季节分配不均,夏季降水量占全年的70.3%,雨季集中,旱季明显;(5)作物生长季(4—10月)降水量级少,有效降水日数少,因此,发生干旱的概率高,特别是季节连旱,不利于作物的生长发育,严重制约着农牧业生产的发展。     

1981—2010年ENSO事件与招远市降水的关系

利用NOAA卫星太平洋海表温度资料、南方涛动指数(SOI)和招远国家气象观测站降水观测资料,使用统计方法对ENSO事件与招远市1981—2010年30a降水量的关系进行分析。结果表明:招远市年平均降水量呈波动中明显上升的趋势,与全省波动下降的趋势相反。ENSO事件强度与年平均降水趋势呈负相关特性,而与冬季降水整体呈正相关性,与春、夏、秋季降水量总体呈负相关。ENSO事件主要通过影响夏季降水量进而影响全年降水变化趋势。     

石河子地区降水资源分析

分析了石河子地区位于不同海拔高度的3个观测站的降水资料，结果表明，石河子地区各地降水量分布不均，石河子年降水量最多，其次是炮台，最少是莫索湾。3站季节变化一致，均以春夏季降水量居多，约占全年63％，冬季降水量最少，约占全年的13％。降水量年际变化一致，70年代降水量偏少，80年代以后降水量偏多。出现丰水年和干旱年的降水趋势一致，且出现丰水或干旱时大面积发生的机率较大。     

近40多年来清江流域降水时空分布特征

用清江流域各水文站1962-2003年逐日降水资料统计分析得到清江流域降水的时空分布特征。结果表明：（1）强降水区呈两点一线型,低值区位于桃山附近;（2）全流域降水量近20年呈减少趋势;（3）7月是每年降水最多的月份,4-10月的降水量占全年总降水量的87％;（4）降水日变化峰值出现在3-5时,低值出现在9-10时。     

浚县35年降水气候特征分析

利用浚县1963－1997年降水资料，分析了浚县35年来年降水量以及春、夏、秋、冬降水量变化特征，结果表明：年降水量呈减少趋势；春季降水有增加趋势且降水百分率呈波动增加趋势，夏季降水减少、降水百分率呈波动变化且较稳定，秋季降水减少且降水百分率波动较大，冬季降水有增加趋势且降水百分率波动不大。     

龙岩市降水时空分布及趋势研究

利用龙岩市1960—2013年7个国家级气象站的逐日降水资料,采用Mann-Kendall趋势和突变检验法及Morlet小波功率谱分析方法,分析龙岩市降水的时空分布规律。结果表明,龙岩市年降水量呈微弱增加趋势,年际波动振幅较大。年降水量多年平均值为1 641 mm,最小值出现在1991年(1 139.9 mm),最大值则出现在1975年(2 286.9 mm),年降水时间序列存在显著的2~8 a的周期。降水主要集中在春季,春季降水量占全年降水量的38.2%左右,其次是夏季和秋季,冬季降水量最少,仅占全年降水量的11.5%。1—6月月平降水量呈现增长趋势,8—12月呈现递减趋势。北部和南部年降水量整体变化趋势基本一致,南部地区总体小于北部地区,只有极个别年份南部地区降水量大于北部地区。     

1991-2020年新疆降水的时空变化特征

利用新疆35个观测站1991—2020年逐日降水量资料,采用降水变差系数、线性趋势分析、Morlet小波分析等方法研究了新疆天山南、北坡与山区的降水时空变化特征。结果表明:新疆降水量空间分布差异大,从北向南减少的梯度明显且西部多于东部。夏季降水量占全年降水量45%,山区降水量相对稳定,北坡降水四季分布更均衡,南坡降水量主要在夏、春两季。近30年降水量总体呈显著增加趋势,而且秋季降水量增加更明显,降水量具有准10和准20年的周期。     

东北夏季降水分型及其大气环流特征

利用1961—2010年中国东北122站逐日降水资料、NCEP/NCAR再分析资料及中国国家气候中心整理的160站月平均温度资料,对东北6月、7月、8月的降水进行分型,在此基础上分析各类降水型对应的环流形势。结果表明:东北6月、7月、8月降水均可划分为两大类四小类,6月与8月的分型结果相同,为全区一致型(同多型、同少型)和南北反位相型(南部型、北部型),7月可分为全区一致型(同多型、同少型)和东西反位相型(东部型、西部型)。6月东北降水主要受东北冷涡影响,冷涡越强,降水越多,且当鄂霍次克海阻塞高压出现明显异常时,6月东北降水将呈现南北反位相特征;7月、8月降水主要受东亚夏季风影响,其中东北降水全区一致型与西太平洋副热带高压的位置以及沿亚洲西风急流东传的波列有关,而降水南北(东西)反位相型则与西太平洋副热带高压的强度有关。     

PCT-SI综合指数法反演陆面雨强

利用TRMM微波成像仪(TMI)数据,采用极化订正温度及散射指数综合指数法(PCT-SI),反演赣州及周边地区2011年11月9日雨强,与同时期的PR星载雷达测雨资料进行对比分析,并用赣州地区47个地面站点的小时降雨对反演结果进行了验证。结果表明:采用K-均值法分类并判别降雨区,可以较好地确定降雨区的范围;TMI各通道亮温与对应时空匹配PR雨强的相关系数不同,利用低频组合拟合85 Hz通道亮温来求得大气散射指数,散射指数越大,雨强越大;PCT-SI综合指数法反演的降水中心的降水强度明显偏小,降水范围扩大,但其反演的雨强与PR反演的雨强基本一致,与地面实际雨量站点雨强相关系数为0.784,表明采用PCT-SI综合指数法反演陆面雨强是合理可信的。     

Convective/Large-scale Rainfall Partitions of Tropical Heavy Precipitation in CMIP6 Atmospheric Models

Convective/large-scale(C/L) precipitation partitions are crucial for achieving realistic rainfall modeling and are classified in 16 phase 6 of the Coupled Model Intercomparison Project(CMIP6) atmospheric models. Only 4 models capture the feature that convective rainfall significantly exceeds the large-scale rainfall component in the tropics while the other 12 models show 50%–100% large-scale rainfall component in heavy rainfall. Increased horizontal resolution generally increases the convective rainfall percentage, but not in all models. The former 4 models can realistically reproduce two peaks of moisture vertical distribution, respectively located in the upper and the lower troposphere. In contrast, the latter 12 models correspond to three types of moisture vertical profile biases:(1) whole mid-to-lower tropospheric wet biases(60%–80% large-scale rainfall);(2) mid-tropospheric wet peak(50% convective/large-scale rainfall); and(3) lower-tropospheric wet peak(90%–100% large-scale rainfall). And the associated vertical distribution of unique clouds potentially causes different climate feedback, suggesting accurate C/L rainfall components are necessary to reliable climate projection.     

Relationship between ENSO and Winter Rainfall over Southeast China and Its Decadal Variability

In this study,the relationship between El Nin o-Southern Oscillation(ENSO) and winter rainfall over Southeast China(SC) is demonstrated based on instrumental and reanalysis data.The results show that ENSO and SC winter rainfall(ENSO-SC rainfall) are highly correlated and intimately coupled through an anomalous high pressure over the northwestern Pacific.In mature phase,El Nin o(La Nin a) events can cause more(less) rainfall over SC in winter.Due to the persistence and spring barrier of ENSO,SC winter rainfall has potential predictability of about half a year ahead with ENSO as a predictor.Besides,the ENSO-SC rainfall relationship exhibits decadal variability,closer before the early 1970s(0.47) and after the early 1990s(0.76),but weaker(0.12) between these times.In different periods,atmospheric teleconnection patterns have large differences and the predictability of SC winter rainfall also changes dramatically.For the most recent 20 years,the ENSO-SC rainfall relationship is closest and the prediction of SC winter rainfall anomalies based on ENSO is most creditable.In addition,the causes and mechanisms of the decadal modulation of the relationship between ENSO and SC winter rainfall need to be further studied.     

亚洲季风区积云降水和层云降水时空分布特征及其可能成因分析

本文利用最近12年的TRMM (Tropical Rainfall Measuring Mission)卫星资料,分析了亚洲季风区积云降水和层云降水的时空分布特征.结果表明:从多年平均角度看,亚洲季风区积云降水和层云降水空间分布主要呈现出随纬度变化的特征:25°N以北的副热带季风区以层云降水方式为主,其所占比例在50％...     

郑州市两次不同背景下特大暴雨诊断分析

利用NCEP资料,根据降水实况分布及各物理量分层平面分布,每隔6 h对特大暴雨中心区所在经、纬向带各物理量场作经、纬向垂直剖面图,结合高空观测图对郑州市两次特大暴雨发生的大环流形势场、触发特大暴雨发生的各物理量场进行诊断分析。结果表明:1)连续性特大暴雨区出现在低空急流轴的前方,一方面是由于低空急流前方水平辐合较强,另一方面低空急流对暖湿空气的输送,使大气不稳定度加强;局地短时性特大暴雨过程主要是冷空气侵入使冷暖湿空气团在郑州上空交汇,其对流不稳定能量释放所致。2)辐合线对暖湿空气的抬升运动起到动力加强作用,是触发中尺度雨团的根源,也是特大暴雨产生的根源。3)连续性暴雨发生、发展时,高空的反气旋起主导作用;局地短时性暴雨发生时,中低空的气旋辐合起主导作用。4)短时性特大暴雨天气,前期有较强的不稳定层结;连续性暴雨天气刚发生时,其前期存在较强的不稳定层结,在暴雨连续发生过程中不一定有强不稳定层结。5)连续性暴雨需要较强的水汽输送带,局地短时性暴雨不要求有明显的水汽输送。     

Cloud Microphysical Budget Associated with Torrential Rainfall During the Landfall of Severe Tropical Storm Bilis (2006)

Effects of vertical wind shear, radiation, and ice clouds on cloud microphysical budget associated with torrential rainfall during landfall of severe tropical storm Bilis (2006) are investigated by using a series of analysis of two-day grid-scale sensitivity experiment data. When upper-tropospheric upward motions and lower-tropospheric downward motions occur on 15 July 2006, the removal of vertical wind shear and ice clouds increases rainfall contributions from the rainfall type (CM) associated with positive net condensation and hydrometeor loss/convergence, whereas the exclusion of cloud radiative effects and cloud-radiation interaction reduces rainfall contribution from CM. The elimination of vertical wind shear and cloud-radiation interaction increases rainfall contribution from the rainfall type (Cm) associated with positive net condensation and hydrometeor gain/divergence, but the removal of cloud radiative effects and ice clouds decreases rainfall contribution from Cm. The enhancements in rainfall contribution from the rainfall type (cM) associated with negative net condensation and hydrometeor loss/convergence are caused by the exclusion of cloud radiative effects, cloud-radiation interaction and ice clouds, whereas the reduction in rainfall contribution from cM results from the removal of vertical wind shear. When upward motions appear throughout the troposphere on 16 July, the exclusion of all these effects increases rainfall contribution from CM, but generally decreases rainfall contributions from Cm and cM.     

Surface rainfall and cloud budgets associated with mei-yu torrential rainfall over eastern China during June 2011

Surface rainfall and cloud budgets associated with three heavy rainfall events that occurred over eastern China during the mei-yu season in June 2011 were analyzed using 2D cumulus ensemble model simulation data.Model domain mean rainfall showed three peaks in response to three prescribed ascending motion maxima,primarily through the mean moisture convergence during the torrential rainfall period.Prescribed ascending motion throughout the troposphere produced strong convective rainfall during the first （9 June） and third （17-18 June） rainfall events,whereas strong prescribed ascending motion in the mid and upper troposphere and weak subsidence near the surface generated equally important stratiform and convective rainfall during the second rainfall event （14 June）.The analysis of surface rainfall budgets reveals that convective rainfall was associated with atmospheric drying during the first event and moisture convergence during the third event.Both stratiform and convective rainfall responded primarily to moisture convergence during the second event.An analysis of grid data shows that the first and third mean rainfall maxima had smaller horizontal scales of the precipitation system than the second.     

20世纪90年代以来东北暴雨过程特征分析

使用1990～2005年全国730站日降水资料和NCEP格点分析资料对1990～2005年东北地区大暴雨过程进行了分类研究,探讨21世纪前后夏季东北暴雨的主要特征.按照东北地区日降雨量大于50 mm的站点数不少于5个的标准,统计出1990～2005年东北地区的69个暴雨个例(共90天).在统计的基础上,进一步对造成大范围暴雨过程的天气形势进行分类研究.考虑阻塞高压、热带、副热带系统和西风带之间的相互关系,将暴雨过程的主要影响系统大致分为6类:(1)台风与西风带系统(西风槽、东北低涡)的远距离相互作用(20个,28.9%);(2)登陆台风(或南来低涡)北上与西风带系统(西风槽、东北低涡)相互作用(16个,23.2%);(3)台风直接暴雨(1个,1.5%);(4)低槽冷锋暴雨(16个,23.2%);(5)低空切变型暴雨(2个,2.9%);(6)东北低涡暴雨(14个,20.3%).在所有个例中与台风有关的共有37个,超过一半,占总数53.6%.台风的远距离水汽输送或登陆台风北上与西风带系统相互作用是东北地区产生大暴雨或持续性大暴雨的重要环流条件.此外,东北低涡和西风槽前系统造成暴雨个例也比较多,也是东北地区大范围暴雨的重要影响系统,低槽冷锋暴雨和东北低涡暴雨也各分为4小类.低空切变暴雨的切变线一般在低层较为明显.上述分析表明,夏季东北地区暴雨过程种类繁多,情况较为复杂,且进入新世纪以来该区降雨过程较为活跃,值得深入研究.     

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。