暴雨强度公式及其设计雨型的取样方法研究

设计了一种新的暴雨强度公式及其设计雨型的样本采样方法:强降水自然滑动取样,并采用重庆沙坪坝国家基本站1961—2016年逐分钟降水资料,按照城市暴雨强度公式编制和设计暴雨雨型确定技术导则规定的选样方法,对重现期、年最大值、自然场次取样和强降水自然滑动取样进行了分析比较。分析结果认为:强降水自然滑动取样具有流程简洁、样本代表性更高的优点。为今后编制暴雨强度公式和设计雨型的取样方法提供新的思路。     

昆山市暴雨短历时设计雨型的推求

基于2008—2016年昆山市自动气象站逐分钟降水观测数据,分别利用芝加哥雨型法和PilgrimCordery雨型法,推求昆山市不同生态系统在不同重现期下60 min和120 min短历时设计暴雨雨型,并对比分析两种雨型推求方法的结果以及不同生态系统的雨型计算结果。结果表明:推求昆山市60 min历时设计暴雨雨型分布时,芝加哥雨型法和PilgrimCordery雨型法的结果基本一致,为单峰型雨型,雨峰位置位于中间偏前;推求120 min历时设计暴雨雨型分布时,芝加哥雨型法结果为单峰型,PilgrimCordery雨型法为多峰型,但两种方法求得的雨峰位置都位于中间偏前。在历时60 min和120 min时,芝加哥雨型法计算出的平均最大分段降水量显著大于PilgrimCordery法和实际雨样的结果,PilgrimCordery法的结果略小于实际雨样。昆山市不同地区的降水会受到生态系统类型的影响,以农田生态系统的影响最为明显,两种雨型推求方法的结果均表示,农田生态系统的最大分段降水量是5种生态系统中最大的。     

重庆不同天气系统短历时设计暴雨雨型比较研究

利用重庆主城区沙坪坝国家基本气象站1961—2017年逐分钟降雨资料,根据暴雨成因选取大范围区域暴雨型和局地强对流天气型两类短历时暴雨样本,采用PilgrimCordery法推求设计暴雨雨型,并比较两类天气系统下短历时设计暴雨雨型的差异。结果显示:区域暴雨型样本数占总样本数52.6%,60 min历时单峰型和均匀型占比分别为36.7%和26.7%,120 min历时多为单峰型且峰值在中部,180 min历时雨型主要为峰值在前部的单峰型。而强对流天气型样本数占总样本数的47.4%,短历时雨型基本都为峰值在前部的单峰型。相比区域暴雨型,强对流天气型设计暴雨雨型峰值位置出现较早,峰值强度偏强,降雨累积过程更快。60 min、120 min和180 min峰值分别提前5 min、35 min和20 min,10 a重现期峰值强度分别偏强0.5 mm·min~(-1)、0.9 mm·min~(-1)和0.9 mm·min~(-1)。在设计降雨量相同的情况下,强对流天气型平均积水时间更长,积水量更大,导致的内涝问题更突出。     

吉林市暴雨强度公式推求和设计雨型

利用吉林市1961—2017年分钟降雨量数据,分别采用年最大值法和年多个样法选样,P-Ⅲ型、指数型和Gumbel分布拟合频率分布曲线,根据误差最小原则选择最佳取样及拟合方法,采用最小二乘法求解暴雨强度公式参数,并将新旧暴雨强度公式进行比较,再利用推求出的公式参数模拟吉林市短历时芝加哥雨型.结果表明:通过年最大值法选样和...     

镇江市新一代暴雨强度公式研制及雨型设计

用镇江市1980—2013年连续34 a的降水观测资料,通过数据审核处理建立暴雨统计样本。对镇江市近34 a的暴雨特征进行统计分析,发现其存在较为显著的阶段性变化特征,具备开展新一代暴雨强度公式研制的必要。基于此,采用年最大值法展开修订,基于皮尔逊III型分布确定概率曲线并进行参数推求,研制了镇江市新一代暴雨强度公式。在此基础上,开展镇江市短历时暴雨雨型设计研究。统计发现:短历时暴雨以单峰型分布为主,其雨峰位置大部分出现在整个暴雨过程的前半段。进而采用芝加哥法雨型进行雨型设计,确定雨峰位置系数,得到镇江市短历时暴雨的雨型设计过程,短历时暴雨的瞬时雨强最高达5.9 mm/min,过程累计降水最高达105 mm。     

基于不同取样方法的百色市强降雨雨型研究

利用百色气象站1955—2014年逐分钟降雨资料,采用"自然法"和"最大值法"两种取样方法研究了百色市重现期2a历时30-180min的芝加哥设计雨型,同时对两种取样方法雨型结果进行对比分析。结果表明:(1)"自然法"历时30min的芝加哥设计雨型峰值位于降雨过程的中间位置,历时60-180min的峰值位于降雨过程的中间靠前位置;"最大值法"历时30-180min芝加哥设计雨型峰值位于降雨过程的三分之一位置。(2)历时越长,两种方法峰值位置的降雨强度越大。(3)"自然法"的雨峰位置比"最大值法"的雨峰位置靠后,且"自然法"的雨峰峰值比"最大值法"明显。     

城市化与城市水环境

选取北京市观象台1941—2013年共73 a的逐分钟降雨量资料,以60 min和120 min两个历时一年一遇的降雨量作为临界阈值,提取降水场次样本,采用Pilgrim & Cordery法推求北京市短历时设计暴雨雨型。各历时的雨型样本选样分别采用自然降雨过程(方法一)和最大历时过程(方法二)。结果表明:两种方法的60 min和120 min雨型分布形状一致,均为单峰型,雨峰位置靠前;但在降雨量分配比例上,两种方法存在差异,自然降雨过程的60 min和120 min雨型雨峰所在时刻降雨量占总雨量的比例比最大历时过程的分别高3.79%和5.83%。

     

湖北宜昌市暴雨雨型的演变特征

基于1980—2018年武汉国家基本气象观测站逐分钟降雨数据,分别利用同频率分析法和Huff雨型分析法确定武汉主城区历时1 440 min设计暴雨雨型,并采用InfoWorks ICM水力模型软件对雨水管网进行模拟计算,分析两种设计暴雨雨型的雨峰、降雨量时间分布和积水情况,研究结果表明：（1）基于同频率分析法和Huff雨型分析法确定的武汉主城区历时1 440 min设计暴雨雨型均为单峰型,两者雨峰位置均略微超前整场降雨过程的前2/3分位,在降雨时程的60%~70%阶段,前者降雨强度迅速增加,大于后者。（2）在同频率分析法确定的武汉主城区历时1 440 min设计暴雨雨型下,武汉汉口中心城区的淹没面积均大于Huff雨型分析法的确定结果,且水深、流量、流速等峰值均较大。（3）同频率分析法确定的设计暴雨雨型结果使得武汉主城区系统内达标管网比例更低,积水情况更严重。

     

长春市暴雨强度公式编制和雨型确定

利用长春市气象探测中心1961-2000年5-9月份的逐分钟降雨资料,统计得10个不同历时的雨量情况,分析了长春市短历时暴雨雨量的时间变化特征。通过计算和检验,得出长春市的暴雨强度公式和不同重现期的短历时设计暴雨强度。利用芝加哥法确定了长春市暴雨雨型。     

气候变化背景下北京市短历时暴雨的强度及雨型变化特征

利用1961—2017年北京观象台站逐分钟降雨资料,根据《城市暴雨强度公式编制和设计暴雨雨型确定技术导则》,建立了北京市1961—1990年和1991—2017年两个气候态下的暴雨强度公式和2 a重现期下历时30 min、60 min、90 min、120 min、150 min、180 min以5 min为时间段的设计暴雨雨型。结果表明：1）P-Ⅲ型分布曲线对北京市两个气候态下各历时降雨量的拟合效果最好,暴雨强度公式精度最高。2）对比1961—1990年和1991—2017年暴雨强度公式,整体而言,后者各历时重现期的暴雨强度值较低,但随着重现期的增大,两者的雨强差值也增大。3）1961—1990年和1991—2017年短历时雨型的雨峰位置系数分别为0.436和0.382,2 a重现期下前者的各历时雨峰位置比后者提前,各历时累积降雨均在初期增长较慢、雨峰前后增长较快,之后增速明显减缓。     

兰州市冰雹预报方法研究及系统介绍

采用近10a5～9月天气资料为样本,结合兰州地形、地貌、地理位置以及兰州冰雹时空分布、天气气候等特点,应用高空、地面、数值预报产品,以区域内任一点的冰雹为预报对象,以24h不漏报为原则,以自动和人机交互结合的方式进行消空条件、入型条件、启动系统、冰雹有无的判别,制作了兰州冰雹天气的短期(短时)预报工具,主要侧重于为人工消雹作业提供预警、预报信息。2004年5月业务试运行中,成功预报2次局地小冰雹,准确率达67％。     

华北平原对流风暴的个例分析

应用较详细的卫星云图,多普勒雷达和探空资料对一次强对流风暴进行了综合分析研究,得出了具有一定特色的对流单体组合与垂直结构图象。     

不同数字滤波方法在风暴轴研究中的性能比较

比较了Butterworth带通滤波器和不同截断方式下的对称滤波器在风暴轴研究中对天气尺度瞬变波动的滤波性能。理论分析表明：当n≥9时,在天气尺度为2．5～6．0d的定义下,对称滤波器对天气尺度瞬变波动的滤波性能优于Butterworth带通滤波器。针对逐日观测资料,对称滤波器在研究天气尺度瞬变波动问题时取截断参数n=15相对最优。在此截断参数条件下,正弦截断对称滤波器的滤波性能优于梯形截断对称滤波器,且两者均优于Butterworth带通滤波器,这种优势在风暴轴偏强的厄尔尼诺年体现得更为明显。在样本序列较短的情况下,为了得到天气尺度瞬变波动,利用Butterworth带通滤波器并选取带通滤波参数为2．5～8．0d的做法是可取的。     

关于沙尘暴及生态治理的思考

陈述了沙尘暴的概念、形成条件及当前国内外对沙尘暴的新认识，指出土地荒漠化是我国沙尘暴形成的重要原因，并提出治理沙尘暴的设想。     

大气模式差异对沙尘暴模拟结果的影响分析

使用中国科学院大气物理研究所的沙尘模式和澳大利亚新南威尔士大学的沙尘模式对2002年和2003年的几个沙尘暴个例进行模拟研究,发现在模拟东亚沙尘暴中存在谮的一些差异.作者比较了模拟的沙尘通量和沙尘浓度的日变化差异,以及这种差异与摩擦速度之间的关系,并用500 hPa和850hPa的模拟风速与摩擦速度作了比较.通过分析,作者认为大气模式中的边界层模式差异对沙尘暴中沙尘浓度的模拟能产生较大影响.     

大尺度形势对中尺度对流风暴影响的研究

通过对多次强对流过程的分析,归纳出大尺度天气形势对中尺度对流风暴发生发展影响的4个方面,提出了天气形势分型的基本原则,并介绍了北京、华东和闽南地区不同天气形势下强对流活动的特点。     

Effects of Vertical Wind Shear on Intensity and Rainfall Asymmetries of Strong Tropical Storm Bilis （2006）

The effects of environmental vertical wind shear(VWS)on the intensity and rainfall asymmetries in Tropical Storm(TS)Bilis(2006)have been analyzed based on TRMM/TMI-estimated surface rainfall data,QuikSCAT wind fields,850-and 200-hPa winds of the NCEP-NCAR reanalysis,precipitation data at 5-min intervals from automatic weather stations over mainland China,and the best track data of TS Bilis(2006). The results show that the simultaneous and 6-hour-lagged correlation coeffcients between VWS and storm intensity(the minimum central sea level pressure)are 0.59145 and 0.57438(P0.01),respectively.The averaged VWS was found to be about 11 m s-1 and thus suppressed the intensification of Bilis(2006). Distribution of precipitation in Bilis(2006)was highly asymmetric.The azimuthally-averaged rainfall rate in the partial eyewall,however,was smaller than that in a major outer rainband.As the storm intensified,the major rainband showed an unusual outward propagation.The VWS had a great impact on the asymmetric distribution of precipitation.Consistent with previous modeling studies,heavy rainfall generally occurred downshear to downshear-left of the VWS vector both near and outside the eyewall,showing a strong wavenumber-one asymmetry,which was amplified as the VWS increased.     

锡林郭勒盟春季沙尘暴时空分布特征及影响因子分析

以锡林郭勒地区沙尘暴高发季节15个气象站1961-2008年春季(3-5月)的气象资料为数据源,分析沙尘暴发生的时空分布规律及气象因子对锡盟春季沙尘暴发生的影响,结果表明:春季沙尘暴发生频次与大风、前期降水量等气象因子有关;另外,沙尘暴的发生与蒙古气旋这一特定的天气系统间存在一致的变化趋势。掌握沙尘暴分布规律及其与气象因素的关系,在预报和监测沙尘暴工作中具有重要的实际意义。