1960—2011年5—9月通辽市不同等级降水变化特征分析

文章基于通辽市1961—2011年9个国家气象站的逐日降水量资料,利用相关分析、线性倾向估计和变差系数等方法对不同等级降水日数进行分析。结果表明:(1)通辽市1961—2011年平均5—9月降雨日数为47.6d,降水量为328.9mm,其空间分布不均,由北向南呈多—少—多的分布特征。(2)中雨和小雨量分别占总降水量的29.7%和29%,但小雨日数最多,占总降水日数的79%;暴雨日数仅占1%,出现最多的站是扎鲁特旗和库伦。(3)各等级降水量与同等级降水日数正相关显著,变化趋势一致。(4)全市总降水日数、小雨和暴雨日数近51a减少趋势显著,中雨和大雨日数变化趋势不明显。1999—2011年各级降水日数均偏少。(5)受小雨日数的影响,全市总降水日数的变化较稳定。而降水强度越强,降水的稳定性越差。     

1961—2011年河南省降水日数及强度分析

采用1961—2011年河南省逐日降水资料,利用线性相关分析和Mann-Kendall等方法分析河南省不同强度降水事件的变化及其对区域旱涝的影响。结果表明,近51a来河南省年降水量无明显的变化趋势,降水日数呈显著的减少趋势,降水强度呈显著的增加趋势。雨日的减少主要体现在小雨日数的减少,降水强度的增加主要体现在小雨强度的增加。年降水日数的变化开始时间、突变时间和变化显著时间早于年降水雨强变化时间。小雨日数的减少导致了严重干旱事件的增加和严重湿润事件的减少。而小雨雨强的增加导致了严重湿润事件日平均雨量的增加。     

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。     

中国1961—2016年夏季持续和非持续性极端降水的变化特征

基于国家气象信息中心提供的1961—2016年2400多站逐日降水观测资料,根据百分位法确定极端降水,对中国夏季持续（持续2 d及以上）和非持续性（持续1 d）极端降水事件的变化特征进行了研究。结果表明：在气候变暖背景下,以江淮流域为代表,中国大部分地区极端降水量趋于增多,但华北、西南及西部部分地区趋于减少;除内蒙古中部、四川等地以外,中国大部极端降水对总降水的贡献呈增多趋势。进一步对华北、江淮、华南、西南4个代表区域进行分析,发现华北、西南地区的持续和非持续性极端降水量都呈减少趋势,持续性极端降水量的减少更突出,极端降水更多以非持续性形式出现;江淮、华南一带,两类极端降水量都呈增多趋势,持续性极端降水量的增加更明显,极端降水更多以持续性形式出现。     

近41年中国不同季节降水气候分区及趋势

利用中国486个测站1960—2000年逐日降水观测资料,采用分层聚类和相似分析方法,兼顾降水的年内季节变化和年际变化,对中国降水进行了气候区划。利用动态分析分层聚类过程中组内和组间平均相关系数的差异指标法,为不同季节降水研究找到了适合的分区方案。在年降水分区方案中,得到中国降水的三级气候分区:11区、28区和54区。用同样的方法得到各月、季降水的分区方案。在分析过程中发现:在同样相似条件下,夏季(及夏季各月)分区数明显多于其它季(月);11个Ⅰ级分区年降水具有明显的区域性特征。分析结果在一定程度上说明了所用分区方法的客观性。     

1971—2000年我国东部地区雷暴、冰雹、雷暴大风发生频率的变化

提要：应用1971—2000年华北、华中、华东各省1084个站的地面天气现象观测资料,统计分析了江南（31°N以南）、江淮和黄淮（31°～37°N）及黄河以北（37°N以北）雷暴、冰雹和雷暴大风的年代际变化特征。分析结果表明：雷暴、冰雹、雷暴大风发生频率呈减少趋势。其中江南地区雷暴年代际递减更明显,黄河以北地区冰雹年代际递减最明显,而雷暴大风在三个区域的年代际递减均明显。雷暴大风常与冰雹伴随发生,高原和山地多于平原,高值区位于华北北部和内蒙古中部。对流性天气的减少与水汽和动力条件的减弱有关系。包含热力、动力和水汽条件的综合指数SWEAT无论在空间分布上,还是在30年的演变趋势上,均与对流性天气的分布和演变趋势表现出相似的特征。     

北京2008年奥运会开幕日云、降水特征及人工影响天气作业分析

2008年奥运会开幕日当天北京及周边地区出现了较强对流云团,尤其是西南和东北两个方向云体发展旺盛,并且向北京城区形成“合围”之势,给国家体育场内开幕式活动的顺利进行带来了极大威胁。根据天气实况,北京市有针对性地组织实施了大规模地面火箭人工消减雨作业。利用自动气象站雨量监测、雷达云和降水探测以及卫星资料反演的云特征参量,通过对奥运会开幕式活动期间云、降水主要特征及人工消减雨作业的物理响应分析,结果显示：2008年8月8日傍晚至夜间北京西南和东北部郊区(县)对流发展较强,19时（北京时间,下同）至23时降水集中分布于北京房山区与怀柔区、密云县一带。北部—东北部对流云团和雨带在向东北方向缓慢移出过程中曾出现西伸、南压现象,西南部对流云团在进入房山区后其主体移动缓慢,雨区向东偏北移动并威胁到城区和国家体育场,最后云团沿东南方向逐渐移出北京市。结合地面火箭作业的时间、空间分布,通过对目标区内自动气象站雨量、雷达回波探测和卫星资料反演的云、降水宏微观特征参量变化分析均表明,大规模和高强度的火箭引晶作业对抑制云、降水的形成和发展起到了一定作用。     

青藏高原、中国东部及北美副热带地区夏季降水系统发生频次的TRMM资料分析

利用1998—2011年夏季（6—8月）TRMM卫星资料分析青藏高原（TP）、中国东部（EC）及北美副热带西部（WNA）和东部（ENA）降水系统的发生频次,定义降水系统为TRMM测雨雷达观测到近地面有降水的相邻像元组成的个体,即RPF （Radar Precipitation Feature）,将RPF分为全体RPF、大面积RPF（面积＞1000 km2）和小面积RPF（面积不＜400 km2）3组,对比分析四个区域内各组的RPF个数发生频次和RPF像元个数发生频次,主要结果如下：（1）全体RPF的个数发生频次在青藏高原地区最高,北美东部地区最低;全体RPF的降水像元个数发生频次在中国东部最高,青藏高原最低。（2）四个区域内RPF发生频次的日变化主要为单峰结构,峰值出现在当地午后至傍晚,且大面积RPF的峰值时间晚于小面积RPF的;中国东部地区RPF降水像元个数发生频次则具有双峰结构。（3）RPF降水像元个数发生频次的分析结果与以往基于地面观测降水量的分析结果相似。     

2011年9—11月T639、ECMWF及日本模式中期预报性能检验

文章对20年9—11月T639、ECMWF及日本模式的中期预报产品的预报性能进行了检验分析。结果表明：三家模式均对亚洲中高纬度环流形势以及副热带高压的调整和演变具有较好的预报性能。EC模式对各系统及要素的预报最接近零场;日本和T639模式次之。中期时效内,各家模式对850 hPa温度具有较好的预报性能,尤其是我国南方地区,温度预报准确率高。对台风＂纳沙＂（Nesat）的路径及强度预报,三家模式预报路径均存在不同程度的偏东,强度偏弱,预报稳定性较差。相比而言,EC与日本模式预报误差较小,T639模式预报相对较差。     

1985—2006年中国中东部总云量变化趋势分析

基于地面观测资料,应用EOF分解、曲线拟合、Mann-Kendall突变检验、小波分析等方法,分析了中国中东部地区总云量的变化趋势和周期。结果表明,中国中东部地区总云量从西南到东北逐渐减少,但年平均总云量标准差呈东北—西南向的带状分布,与中国雨带的分布形势相似。1985年以来中国中东部各地区年平均总云量一致减少,华北地区减少最快,四川盆地减少较慢,华北地区和四川盆地总云量在1990年前后由平稳变化开始加速减少,中东部不同地区总云量变化的周期不同。     

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.     

Severity, duration and frequency of drought in SE England from 1697 to 2011

Severe droughts have affected much of Europe over the last 40 years. A limitation to current understanding of droughts is based around drought characteristics (e.g. frequency, severity and duration) as there are limited long series (>100 years) with well documented severe droughts. This is further complicated with future climate projections, and the potential implications that these will have on drought characteristics. This paper presents reconstructed drought series from 1697, 1726 and 1767 to 2011 for three sites in southeast England. Precipitation and temperature series are reconstructed to generate long drought series using the self-calibrated Palmer Drought Severity Index, enabling determination of drought characteristics. The reconstructions identify multiple drought-rich periods, 1730–1760 and 1890-present, with an increasing tendency towards more severe droughts during the latter period. Prolonged rainfall deficiencies are found to be the primary cause of severe droughts, with rising temperatures increasing soil moisture deficit, therefore intensifying drought conditions. Cycles at the 6–10 year period identify a sub-decadal to decadal signal during drought-rich periods. Analysis of the spatial variability of droughts finds that whilst severe events are predominantly regionally coherent, there are notable variations in severity and duration between sites, which are attributed to localised rainfall variability. This study extends the temporal range of previous drought studies and places recent drought events in a longer context improving upon existing ‘benchmark’ drought analyses in southeast England; with far-reaching implications for local, national and continental scale reduction of drought vulnerability and risk.     

华南地区汛期极端降水的概率分布特征

利用西江流域122个气象台站1971—2015年汛期逐日降雨量资料,采用泰森多边形法计算西江22个子流域逐日面雨量,然后应用趋势分析、M-K突变检验、合成分析等方法,对西江全流域和子流域汛期年、旬平均暴雨面雨量、日数和强度时空分布特征及趋势变化和突变前后空间分布特征进行分析。结果表明：(1)常年平均暴雨面雨量、日数和强度呈东多（前）西（弱）少的分布,极大值在东部子流域,极小值在西部子流域;暴雨面雨量和日数前汛期多、后汛期少,强度汛初弱、汛中后期强,暴雨日东北部最早开始,西部最早结束,强暴雨区东部最早出现,西南部最迟结束。(2)旬平均暴雨面雨量和日数呈单峰型分布,峰值和次峰值出现在6月上中旬,强度呈波动增减分布,4月上旬最弱,6月中旬最强。(3)近45 a来西江流域暴雨面雨量、日数和强度呈上升趋势,其中强度上升趋势显著;暴雨面雨量、暴雨日数和强度在1992年出现一次明显的突变,突变后,中东部子流域为增加(或增强),西部、南部和北部的部分子流域为减少(或减弱)。

     

华南沿海2011年7月15—18日持续暴雨过程中的季风槽与中尺度对流系统相互作用

应用NCEP FNL再分析资料及位涡分离反演等方法,对华南沿海2011年7月15—18日持续暴雨过程中季风槽与中尺度对流系统的相互作用进行了研究,主要针对暴雨发生期间季风槽气旋性涡度向上发展的机理及其对季风槽维持发展和中尺度对流系统活动的影响进行分析。结果发现,季风槽的中尺度对流系统发展于弱斜压性环境中,大多在槽东西两端涡度中心区发展最强。南侧盛行的西南低空急流为对流反复发生提供了对流发展的“可维持性”条件,是对流得以组织发展成为中尺度对流系统的重要原因。涡度收支诊断表明,季风槽气旋性涡度生成主要由中尺度对流系统低层辐合引起。位涡分离反演结果证实,季风槽气旋性环流增强主要由与中尺度对流系统潜热加热相关的扰动位涡造成,并随着中尺度对流系统加热峰值高度升高而向上发展,是大尺度环流对中尺度对流系统潜热加热动力响应的结果。在季风槽东西两端,由于中尺度对流系统发展强烈且持续,具有更高的加热效率,引起的气旋性涡度向上发展最为明显。其结果可引起中尺度对流系统西南一侧向北非地转风发展,并在地转偏向力作用下增强西风,维持低空急流的发展,为对流反复发生提供条件。这些都说明季风槽大尺度环流与中尺度对流系统相互作用在中尺度对流系统和持续暴雨形成过程中有重要作用。     

华南沿海2011年7月15—18日持续暴雨过程中的季风槽与中尺度对流系统相互作用

应用NCEP FNL再分析资料及位涡分离反演等方法,对华南沿海2011年7月15—18日持续暴雨过程中季风槽与中尺度对流系统的相互作用进行了研究,主要针对暴雨发生期间季风槽气旋性涡度向上发展的机理及其对季风槽维持发展和中尺度对流系统活动的影响进行分析。结果发现,季风槽的中尺度对流系统发展于弱斜压性环境中,大多在槽东西两端涡度中心区发展最强。南侧盛行的西南低空急流为对流反复发生提供了对流发展的“可维持性”条件,是对流得以组织发展成为中尺度对流系统的重要原因。涡度收支诊断表明,季风槽气旋性涡度生成主要由中尺度对流系统低层辐合引起。位涡分离反演结果证实,季风槽气旋性环流增强主要由与中尺度对流系统潜热加热相关的扰动位涡造成,并随着中尺度对流系统加热峰值高度升高而向上发展,是大尺度环流对中尺度对流系统潜热加热动力响应的结果。在季风槽东西两端,由于中尺度对流系统发展强烈且持续,具有更高的加热效率,引起的气旋性涡度向上发展最为明显。其结果可引起中尺度对流系统西南一侧向北非地转风发展,并在地转偏向力作用下增强西风,维持低空急流的发展,为对流反复发生提供条件。这些都说明季风槽大尺度环流与中尺度对流系统相互作用在中尺度对流系统和持续暴雨形成过程中有重要作用。     

Cloud microphysical differences with precipitation intensity in a torrential rainfall event in Sichuan,China

降水是由复杂的动力、热力和云微物理过程相互作用产生。为了揭示四川暴雨过程的云微物理特征,利用WRF模式对四川一次暴雨过程的高分辨率模拟资料,研究不同强度降水中云微物理特征和过程的差异。结果显示,水凝物含量在不同强度降水中显著不同;随着降水强度增强,与雨水产生直接或间接相关的云微物理转化过程明显增强;作为雨水的两个主要源项,云水被雨水碰并收集(QCL_(cr))随着降水强度增强而单调递增,而霰融化(QML_(gr))增长较为缓慢。     

山西省汛期短历时强降水特征

基于山西省2011—2016年汛期290个自动气象站逐时降水资料,结合本地强降水预警业务规定,按照致灾风险程度将短历时强降水分为四级,并分析了各级短时强降水的时空变化特征.结果表明:短时强降水主要受地形影响,山西各级强降水的累计降水量和降水时数大值区一般沿太行山脉和吕梁山脉分布;短时强降水主要集中在7—8月,15—18...     

华南夏季12-30 d持续性强降水的低频特征分析

利用1982-2011年夏季（5-8月）中国气象观测站点逐日降水资料、NCEP/NCAR逐日再分析资料、NOAA逐日向外长波辐射和海表温度资料集,通过选取低频降水事件的方法,分析了华南夏季12-30 d持续性强降水事件的基本特征,然后利用位相合成法对持续性强降水期间伴随的低频大气环流型以及低频信号的来源和传播情况进行研究,同时也分析了低频海-气耦合过程对持续性强降水的影响。结果表明：（1）华南夏季降水具有显著的12-30 d低频振荡特征,持续性强降水事件在6月发生次数最多,低频降水期间的雨带自东南向西北传播。（2）在持续性强降水发生期间,华南及邻近海域低层受强大的低频气旋式环流控制,低频上升运动显著,而中国南海-菲律宾海一带则是强的低频反气旋式环流,其西侧向北的低频水汽输送不断将中国南海的水汽送至华南及邻近海域进行辐合上升。低层的低频信号来源于热带西太平洋和中国南海-菲律宾海一带低频振荡的西北向传播,同时伴随着西太平洋副热带高压明显的西伸东退过程。（3）在高层,华南北侧（22°-45°N,95°-130°E）区域强大的低频气旋式环流和孟加拉湾-中国南海一带的低频反气旋式环流相互配合,使华南高层处于强大的辐散环境中,从而加强了华南低层的辐合与低频上升运动,造成持续性强降水的增强。高层的低频信号来源于低频罗斯贝波列的东南向传播。（4）低频大气环流异常通过云辐射和热通量过程改变低频海表温度异常,而由大气强迫的低频海表温度异常通过影响低层大气的稳定性来对大气施加明显的反馈作用,该海-气耦合过程有利于大气低层低频信号向华南地区传播,从而影响了华南持续性强降水的发生、发展与结束。