佛山市干日,雨水持续日数概率的预报试验

本文利用静态马尔可夫过程和一定时段内随机变量极值的概率分布,给出了干日和雨日持续日数概率和预报模型,并对佛山市进行了预报试验。     

江南春雨雨日的变化及其与欧亚大陆积雪的联系

利用中国气象局提供的1960—2019年江南区站点观测逐日降水数据,分析了江南春雨不同持续时长雨日的变化及其与欧亚大陆积雪的联系。结果表明,江南春雨以持续5 d及以上的长持续降水为主,但降水日数下降趋势明显,导致长持续降水减少。利用奇异值分解法(Singular Value Decomposition,SVD)发现,欧亚大陆3—5月积雪覆盖率与江南春雨雨日数有显著正相关关系。将(48°~59°N,90°~110°E)区域平均积雪覆盖率定义为积雪覆盖指数,通过指数与同期大气环流的回归分析发现,当积雪偏少时,我国中北部及西伯利亚地区500 hPa位势高度正异常,在江南区850 hPa风场和水汽通量场西南向负异常,导致江南春雨雨日数减少。合成分析进一步验证了积雪偏少会在江南区形成异常东北风抑制水汽输送至江南地区,不利于降水发生。     

中国雨日数的气候特征及趋势变化

使用国家气象信息中心整编的全国2 425个观测站1961年1月—2013年2月的52 a逐日降水观测资料,美国气象环境预报中心(NCEP)和美国国家大气研究中心(NCAR)资料。通过计算气候场、雨日概率、倾向值、M-K突变检验等现代统计诊断方法,研究了中国各等级雨日数的年、季节的时空分布特征和不同等级雨日数的趋势变化特征以及相关的背景环流。得到以下结论:(1)中国年总雨日数高值区在四川东部、贵州、江南及云南西南部,以小雨日数占比最高;中雨、大雨日数高值区在江南东部和云南西南部;50 mm以上雨日数中心分别在华南沿海和闽—浙—赣交界,前者强后者弱;(2)年内总雨日概率分布表现为3类:平缓型、单峰型、双峰型,南方地区除云南外均为平缓型;西藏东部、川西、陕甘宁3省南部、青海东部为双峰型;全国其余地区为单峰型;(3)中国季风区小雨日数在1970s末—1980s初发生突变,呈趋势性显著减少,除东北外,四季均减少,以秋冬季云南、上海等地减少最显著,而干旱半干旱区小雨日数呈增加趋势;(4)西南地区东部的年中雨日数在2000年后显著减少,秋季减少最明显,而京、沪、粤3大城市群年中雨日数呈增加趋势;西南地区东部秋季、云南夏季大雨以上日数在2003年后显著减少,而夏冬两季长江中下游中雨以上等级的雨日数明显增加;(5)川东、贵州、江南中部的雨日高值区与青藏高原东部低层回流冷空气形成的静止锋或辐合带相联系。     

贵州省秋季雨日时空变化及其与大气环流的关系

利用贵州省81站1964—2013年秋季(9—11月)雨日数及美国国家环境预报中心/大气研究中心(NCEP/NCAR)再分析资料,借助Morlet小波、合成分析等相关诊断方法,对贵州省秋季雨日数时空特征及其与大气环流的关系进行了分析。结果表明:贵州省秋季雨日数分布由东南部向西北部逐渐增多,一般在30.0~52.3 d。近50年秋季全省平均雨日数为40.5 d,总体呈减少趋势,每10年雨日数减少1.9 d。秋季雨日数突变发生在1987年前后,1964—1987年为偏多时段,1988—2013年为偏少时段,其中1997年以后减少趋势最为明显。近50年贵州秋季雨日序列存在准5 a和2~3 a的振荡周期,其中准5 a振荡最为显著。当贵州秋季雨日异常偏多时,南海上空的水汽通量在贵州地区辐合抬升,来自低纬地区的暖湿空气输送更加活跃,东亚大槽偏强,低纬度地区槽脊略有加深,贵州处于印缅槽前,偏南气流强盛,从而有利于冷、暖空气在贵州地区交汇,形成阴雨天气,造成贵州秋季雨日数异常偏多;反之亦然。     

贵州秋绵雨天气的气候及环流特征分析

应用贵州省1951～1998年秋季绵雨日数、北半球500hPa高度场格点资料分析全省秋绵雨的气候特征及典型重绵雨年的环流特征。在实时预报业务中具有一定参考价值。     

贵州秋季绵雨的时空变化和典型绵雨年环流特征

利用贵州76个测站1961—2017年秋季(9—11月)逐日雨量和美国国家环境预报中心/大气研究中心(NCEP/NCAR)再分析资料,借助线性趋势、Mann-Kendall检验、合成分析等方法,对贵州秋季绵雨时空变化和同期典型重、轻绵雨年环流特征进行了分析。结果表明:近60 a贵州秋季绵雨量和绵雨日数呈线性减少趋势,小雨对绵雨贡献率最大; 11月绵雨日数突变发生在1986年前后,1961—1986年为偏多时段,1987—2017年为偏少时段。贵州秋季绵雨从西、西北向东、东南呈递减分布并分析了典型重绵雨年和轻绵雨年的环流特征。     

攀西地区2021年夏季多模式降水预报检验

为提高定量降水预报产品在攀西地区的预报能力,对2021年夏季格点预报（Grid Weather Forecasting,GWF）、西南区域模式（South West Center-WRF ADAS Real-time Modeling System,SWCWARMS）、欧洲中心中期预报 （European Centre for Medium-Range Weather Forecasting,ECMWF）及中国气象局中尺度模式（China Meteorological Administration Meso-Scale Model,CMA-MESO）降水预报情况进行了检验分析。结果表明:（1）ECMWF模式雨日空报最明显,但其暴雨量级预报较实况偏干,其余各家产品中各量级降水均以湿偏差为主。有雨日数在攀西地区南部预报效果较好,其余地方空报较大。大雨日数在凉山州中部预报偏差较大,攀西地区南部预报偏差较小。（2）从16次过程检验来看,各预报产品在8月份过程中的表现优于其余月份,GWF产品25 mm以上TS（Threat Score）评分高于20分的过程次数最多且预报效果最稳定,CMA-MESO模式空报最大。（3）各产品3 h累计强降水开始时间大多早于实况,SWCWARMS模式雨强偏大且对于持续时间较长的过程预报效果较好,而GWF、ECMWF模式累计雨量较实况偏小。      

黔东南相当暴雨日数与雨日数的气候变化

利用1961—2015年共55 a黔东南地区16个气象观测站实时降水量观测资料,建立相当暴雨日数和雨日数的时间序列,分析黔东南地区相当暴雨日数与雨日数的时空变化特征。结果表明:黔东南相当暴雨日数的分布是以西南侧的雷公山脉为中心沿东北方向递减,雨日数则以东部和西部为大值区,南部和北部为小值区;相当暴雨日数主模态分别为西北—东南向递减的同位相型、西南—东北向为反位相型;雨日数主模态以西北至东部一线为中心,向两边递减的同位相分布,这与地形对降水机制影响有很大关系。相当暴雨日数呈上升趋势,雨日数在上世纪60年代中期至21世纪初相对稳定变化,之后呈下降趋势;相当暴雨日数和雨日数均具有2 a左右的主周期变化,雨日数还具有11 a左右的长周期变化。     

2022年汛期四川多模式降水预报检验

采用站点观测和EC、EC订正场（ECR）、CMA＿3KM、SWC＿3KM模式12～36 h降水预报资料,基于TS评分、SAL检验等指标,对2022年汛期四川多模式降水预报效果进行检验和对比分析。结果表明：（1）SWC＿3KM有雨日数预报最接近实况分布,EC模式雨日空报最多且在川西高原和攀西地区尤为显著,EC模式大雨日数预报优于其余模式。（2）BS评分显示EC模式大量级降水预报偏干,其余模式均以湿偏差为主。TS评分暴雨量级各月均以ECR预报最优。（3）个例评分对比,ECR预报效果最稳定,过程最高TS评分次数最多,SWC模式次数最少。（4）ECR个例预报降水强度及雨带位置、走向与实况最接近,EC模式预报偏弱。SWC＿3KM模式强降水雨带位置预报在盆地西北部和凉山州北部参考性较高。CMA＿3KM和SWC＿3KM模式预报大量级降水在高海拔地区存在较大范围空报。     

我国东部地区夏季不同等级降水日数

用全国1958—2004年逐日降水资料,分析我国东部地区夏季总降水日数以及不同等级降水日数的年代际变化特征,结果表明,1980—2004年与1958—1979年两个时段相比,我国东部各地区夏季总降水日数和不同等级降水日数具有明显不同的变化特征。东北地区总降水日数和总降水量减少,这主要与小雨日数减少有关。华北地区总雨日数和总降水量也呈减少特征,总雨日数减少是由于各等级雨日数减少引起,且小雨日数减少贡献较大,而总降水量减少却主要是由于暴雨日数的减少引起。长江流域总降水日数和总降水量增加,总雨日数增多主要与中雨以上级别雨日数的增多有关,而总降水量的增加主要与暴雨日数增加有关。华南地区总雨日数和总降水量减少,总雨日数减少主要与小雨日数减少有关,而总降水量减少是由于各等级降水日数减少引起。     

安徽省近60年雨日、降水量及雨强的气候变化特征

采用安徽省15站近60年来的降水资料,研究了季节和年雨日、降水量及雨强的气候变化特征.结果表明：1）空间分布上,雨日、降水量"南多北少",雨强中北部地区相当,皆小于南部地区;雨日数南北在冬春季相差较大,降水量夏季最多、冬季最少,雨强上南北在春季相差较大;雨日、降水量及雨强在年和季节上基本呈现显著正相关关系.2）时间演变上,雨日在减少,降水量、雨强在增多（大）,且表现为两阶段的变化特征;小波分析显示约10 a的年代际周期变化,雨日上存在、降水量上在衰减、雨强上则不明显,约5 a、3 a的周期变化存在较多;雨日在春秋季减少明显,降水量春秋季减少,夏冬季增加但不明显,雨强尤以夏冬季增大明显;无论是年还是各季节的时间演变上,降水量与雨日、雨强均呈显著正相关,但雨日与雨强之间相关性则差些.     

近56 a武汉市降水气候变化特征分析

以武汉市1951—2006年逐日降水资料为基础,采用累积距平、线性趋势、移动T检验、5％分位数、小波分析等方法,分析了近56a来武汉市降水气候变化特征。结果表明：（1）近56年来,武汉市年降水量、降水强度呈增加趋势,而降水日数呈减少趋势;（2）除春季外,其它季节以及汛期、梅雨期、伏旱期等时段的降水量均有所增加;降水日数在春、秋季、汛期呈下降趋势,其余时段则为增加趋势;降水强度在夏季、伏早期呈减小趋势,其余时段均为增大趋势;（3）梅雨期、年的降水量变化较为一致,其周期性变化明显,主要表现为10a年代际周期,突变点约在1979年;（4）1960、1970年代暴雨日数较少,在1979年前后突变增多后,进人多暴雨阶段;（5）历年最大日降水量、5％分位数极端降水强度、暴雨平均强度变化略有减少趋势但不显著,而大暴雨平均强度减弱趋势明显。     

近59年德江县暴雨特征分析

摘要：利用贵州省德江县国家一般气象站1959—2017年每日降雨量资料、乡镇区域自动站2011—2017年每日降雨量资料,对德江县暴雨特征开展研究,结果表明:1、德江县暴雨日出现在春、夏和秋季,主要集中在5月到7月,6月暴雨日数最多;暴雨日数年变化呈现一定的波动,但总体是上升趋势;2、德江暴雨主要出现在夜间,占77.7%;3、暴雨主要分布在德江县的南部,北部出现的暴雨次数相对较少。 关键词：暴雨、暴雨日、时空分布     

1961-2011 年渝东南地区降水变化特征分析

利用1961-2011年渝东南地区6个气象站的降水资料,分析了该地区的气候变化特征。结果表明：1961-2011年渝东南地区年、春季和秋季降水为线性减少趋势,秋季减少趋势显著;夏季和冬季降水为线性增加趋势,但不显著。年和四季降水的周期变化不太一致,年代际周期夏季和冬季降水比较显著。年雨日、小雨、中雨和大雨日数都为线性减少趋势,中雨和大雨日数减少趋势比较显著。暴雨日数整体上无明显变化。逐年代变化来看,雨日偏多最多的20世纪90年代表现为小雨和暴雨日数偏多,中雨和大雨日数偏少;雨日偏少最多的21世纪初期主要表现为小雨、大雨和暴雨日数偏少,中雨日数偏多。     

Attributes of cut-off low induced rainfall over the Eastern Cape Province of South Africa

Cut-off low (COL) weather systems that are associated with rainfall over the Eastern Cape are considered in this study. COLs are objectively identified and tracked over a 31-year period. Daily rainfall data of 22 evenly distributed stations over the Eastern Cape are utilized. Only COLs with a minimum spatial distribution, defined as more than a third of the rainfall stations that need to report rainfall on at least 1 day of a COL event, are considered for analysis of rainfall attributes. These attributes include the occurrence of COL rain days of different magnitudes, the distribution of the depth and temperature of the COL centres for the rain days of different magnitudes, the associated spatial distribution of rainfall as well as the associated atmospheric circulation. The frequency of COLs over the Eastern Cape has a winter maximum and a summer minimum. COL rain days of small, medium and large magnitudes occur most frequently during the winter, while small- and medium-magnitude COL rain days experience peaks in autumn and spring, respectively. The low-level flow, and in particular the position of the low/trough, seems to be the determinant factor in the occurrence, magnitude and spatial extent of COL-induced rainfall.     

1918—2010年天津降水指数变化特征

利用天津1918—2010年逐日降水资料,分析了天津7个降水指数的长期变化趋势。结果发现:天津年降水量和降水日数年际差异较大,没有显著的趋势性变化。从1980年开始天津降水量和日数开始变小(少),方差也变小,四季中秋季降水量呈显著的增加趋势,夏季呈减少趋势,冬、春季变化较小。各极端降水指数中,均表现为线性趋势不明显,年际变化较大,20世纪90年代以来降水强度偏小,但呈缓慢的增加趋势,大雨日数也处于偏少阶段,大雨贡献率偏小,并呈减小趋势。四季中秋季连续5 d最大降水量呈显著的增加趋势,减少了秋季干旱的发生,最长连续无降水日数多发生在冬春季,近年来有增加的趋势。     

中国冻雨的时空分布特征及其对特高压输电线路的影响

掌握冻雨的时空分布特征对于电力、交通、通信、农林等部门具有较高的指导意义。前期冻雨研究多基于站点观测资料,受限于该资料长度较短、分布不均与部分缺失等因素,目前对我国冻雨时空分布特征的认识可能尚存不足。新一代ERA5再分析资料中包含了其他再分析资料所未提供的冻雨资料,为进一步认识我国冻雨时空分布特征提供了可能。本文使用ERA5冻雨资料分析了1979～2020年我国年冻雨日数和年冻雨量的时空分布特征,结果表明:我国年冻雨日数和年冻雨量集中分布在贵州、湖南等地,直接影响7条“西电东送”特高压直流输电线路,影响长度总计约4900 km;冻雨集中分布地区的年冻雨日数及年冻雨量均呈下降趋势;年冻雨日数EOF（Empirical Orthogonal Function）第一模态（方差贡献36.96%）主要分布在黑河—腾冲线以东,总体呈下降趋势,且以秦岭—淮河线为界呈南北反相分布;年冻雨日数EOF第二模态（方差贡献11.56%）反映出中国冻雨集中地区的2个局地反相分布区,位相交替周期为1~5年;年冻雨量EOF模态的时空特征同年冻雨日数类似。     

辽宁省春播期第一场透雨气候特征及其变化规律分析

利用1961－2007年4－5月辽宁14个站的逐日降水资料,分析了春播期第一场透雨出现日期和透雨量的季节分布特征和年际年代际变化特征及透雨出现日期和透雨量与播种期降水量的关系。结果表明：自1961年以来辽宁春播期透雨出现时间总体呈现偏晚趋势,透雨量呈偏多趋势,但趋势均不显著;春播期透雨出现时间具有明显的年代际变化特点;透雨出现时间与透雨量呈不显著的正相关,与播种期降水量呈显著的负相关,即春播期透雨出现时间偏晚（早）的年份,透雨量偏大（小）,播种期降水量偏少（多）。     

基于阈值方法原理的江淮地区降水特性研究

利用江淮地区20个代表站点雨量计连续30年(1980—2009年)的逐日降水资料,基于阈值方法原理对该地区降水特性进行了研究,主要讨论了月平均日降水量与阈值为0.1,1.0,5.0,10.0,24.0,48.0mm/d时降水日数占该月天数比例之间的关系。研究结果表明:各站点及江淮整体月平均日降水量与超过某一阈值降水日数占该月天数的比例之间存在着高度的线性相关关系,相关性随着阈值的不同而变化,在阈值为24.0mm/d时相关性最好,相关系数普遍超过0.97。低阈值时存在着非线性相关。阈值方法具有很多方面的应用,例如能更好地理解降水的形成机制;寻求更好的估测降水的算法;发展更优的数值预报模式的参数化方案;检验各种数值预报模式降水产品等。     

辽宁春播期第一场透雨的气候特征及其变化规律

利用1961-2007年4—5月辽宁14个站逐日降水资料,分析了春播期第一场透雨出现日期和透雨量的季节分布特征和年际年代际变化特征及透雨出现日期和透雨量与播种期降水量的关系。结果表明：自1961年以来,辽宁春播期透雨出现时间总体呈偏晚趋势,透雨量呈偏多趋势,但趋势均不显著;春播期透雨出现时间具有明显的年代际变化特点;透雨出现时间与透雨量呈不显著的正相关,与播种期降水量呈显著的负相关,即春播期透雨出现时间偏晚（早）的年份,透雨量偏大（小）,播种期降水量偏少（多）。