华南前汛期暴雨气候特征的研究

利用华南地区26站1958-2000年逐日降水资料，对华南前汛期暴雨降水的气候特征进行了统计研究。结果表明，华南前汛期暴雨降水量和频次的变化趋势都呈略减少的特征，都有明显的年际、年代际变化的长期演变特征；华南的暴雨近50％集中发生在前汛期，其中又以福建与广东的西北部为甚，华南的西南部较小；华南前汛期的降水有近40％为暴雨，多年平均暴雨百分率的大值中心在广东沿海地区，最大可达44％，有两个小值中心，它们分别位于广西广东西部和福建，最小只有26％。     

2008年华南前汛期致洪暴雨特征及其对比分析

着重对2008年华南前汛期持续性致洪暴雨的降水特征及成因进行了天气尺度的研究,并且对比分析了其与20世纪90年代以来华南前汛期洪灾较为严重的几年(1994、1998和2005年)的降水和环流场特征异同,主要得到以下结果:(1)根据影响系统和雨区分布的不同,将2008年华南前汛期降水过程分为4个阶段.第1阶段(5月26-...     

华南前汛期持续暴雨环流特征分析

利用华南279站日雨量及NCEP再分析等资料, 分析1961—2008年前汛期82次持续暴雨过程。结果表明:持续暴雨以3～5 d为主, 多出现在5月末到6月, 年均1.71次。按500 hPa华南附近主要低值系统划分, 前汛期持续暴雨分为东亚槽底型(EAT)、 南方低槽型(TSC)、 孟加拉湾槽前型(TBB)、 西风波动(FWB)和热带风暴型(LTS)五类。EAT型出现次数最多,LTS型最少; 各型平均持续时间, TBB型最长, FWB型最短。各型暴雨过程平均500 hPa西太平洋副热带高压均较强, 华南或直接受低值系统或主要受西南气流影响。各型主要降水中心均在广东, 但TBB型在福建也出现较强降雨中心。各型持续暴雨期间在江淮等地受850 hPa相对冷区与冷平流控制, 而华南主要受暖平流影响; 影响华南地区的850 hPa暖平流, TSC型最强, FWB型、 TBB型次之, EAT型、LTS型最弱。各型暴雨期间, 华南均为整层积分水汽辐合区, 其中, LTS型、 TSC型与TBB型水汽辐合较明显; 华南沿海可降水量(PW)中心值从大到小依次是, LTS型、 EAT型、 TBB型、 FWB型与TSC型。     

华南前汛期暖区暴雨研究新进展

华南前汛期暖区暴雨一直是困扰科研和业务的重要难题。在1970s末第一次华南暴雨综合试验中,老一辈科学家提出了华南前汛期暖区暴雨的概念,并揭示了诸多对华南暴雨研究有重要意义的成果。近年来,随着现代气象探测手段、高性能计算能力的提升以及中尺度暴雨科学观测试验的开展,对华南前汛期暖区暴雨的研究取得了不少新的认识。本文重点梳理了近10 a有关华南前汛期暖区暴雨方面的最新研究进展,从暖区暴雨的定义及分类、多尺度天气特征、形成机制及可预报性研究等4个方面进行系统性论述。最后,对华南前汛期暖区暴雨研究存在的问题、未来发展方向进行了简要的讨论和展望。     

华南前汛期一次特大暴雨过程的数值模拟及其诊断分析

利用WRF3 DVAR同化常规观测和全国自动站资料的WRF模拟结果,对2010年6月18—20日华南前汛期一次特大暴雨过程发生发展的动力条件和热力条件进行详细的诊断分析和研究。结果表明,同化观测资料的WRF模式能较好地模拟出特大暴雨过程的强降水中心、雨带分布及降水强度的变化趋势。稳定的大尺度环流是特大暴雨发生的背景条件。高低空急流及其耦合产生的次级环流的建立是特大暴雨过程的主要动力机制。地面不稳定能量的累积和西南急流输送的充沛水汽和不稳定能量在强垂直运动作用下形成的湿上升,以及中高层冷空气在次级环流的下沉支作用下向低层侵入是特大暴雨过程的热力条件。湿位涡和锋生函数的诊断表明,对流层中高层的干冷空气在次级环流作用下向低层侵入与上升的暖湿空气相互作用,促使斜压不稳定和对流不稳定的释放和发展,是特大暴雨发生发展的触发机制。     

华南前汛期雨涝强、弱年的确定及其环流特征对比

用区域性暴雨过程综合强度评估方法,在对1961—2010年华南前汛期逐场暴雨过程评估的基础上,通过定义华南区域雨涝强度指数(RWI),划分和确定了雨涝强、弱年,并对雨涝强、弱年的环流特征进行合成分析。结果显示:(1) RWI存在显著的年际变化和年代际变化特征。雨涝强度在1990s初以后呈现明显的增加趋势,雨涝强年明显增多。(2)雨涝强(弱)年,南亚高压偏南(北),副高位置偏西(东),欧亚中高纬500 hPa位势高度差值场自西向东呈现+ - +的波列分布,则有利(不利)于华南区域降水的发展和持续;(3)华南前汛期雨涝的强(弱)与大气低层来自华中—华南北部的偏北风输送加强(减弱)、高原东南侧的偏西风和经西太平洋—南海进入华南的西南风及水汽输送异常加强(减弱)有着密切的关系。而与来自孟加拉湾进入华南的偏南风及水汽输送强(弱)呈现反相关。(4)雨涝强(弱)年,冷空气活动频率较高(低),持续时间较长(短),强中心偏南(北)。且暖湿空气较早(晚)到达25 °N地区,并在30 °N以南地区维持时间较长(短),季风推进快(慢)。     

华南前汛期持续暴雨环流分型初步研究

采用1961—2010年NCEP/NCAR逐日再分析资料和台站观测降水量资料,按一定标准选取了华南前汛期24个持续暴雨过程;并且按基本判据确定逐年华南夏季风降水开始日期。然后依据南亚高压环流型和相对于该年夏季风降水开始的早晚,将这些暴雨过程划分为夏季风降水前、后南亚高压东部型,夏季风降水后南亚高压带状、西部型共4个类型;其中,夏季风后南亚高压西部型次数最多、平均持续时间最长。所有类型持续暴雨的相同点是:广东东北部附近均为暴雨频率和雨量高值区;暴雨期间华南150 h Pa位势高度增加、500 h Pa位势高度减少;华南处在150 h Pa偏西风急流南侧辐散区中;850 h Pa华南沿海有明显的西南气流,低层辐合在华南东北部最明显;两广沿海为可降水量大值区;华南的整层水汽输送主要呈现西南向。不同点是:夏季风后南亚高压西部型平均雨量较小,夏季风后南亚高压带状型与西部型在印度洋上存在明显的偏东风高空急流;夏季风后南亚高压类型在两广沿海的可降水量数值较大。     

华南前汛期大范围暴雨的合成分析

利用多时间尺度NCEP／NCAP再分析资料、TBB资料，通过合成分析、动力诊断等方法，对华南大范围暴雨高低空共同特征进行了探讨，得出：华南暴雨区位于200hPa高空急流入口的右侧，高空辐散中心区下方，同时位于200hPa南亚高压北缘和中纬度脊前辐射气流中。对于低层而言，暴雨区位于850hPa低空急流轴的左侧。     

华南前汛期大范围暴雨的合成分析

利用多时间尺度 NCEP/ NCAR再分析资料、TBB资料 ,通过合成分析、动力诊断等方法 ,对华南大范围暴雨高低空共同特征进行了探讨 ,得出 :华南暴雨区位于 2 0 0 h Pa高空急流入口的右侧 ,高空辐散中心区下方 ,同时位于 2 0 0 h Pa南亚高压北缘和中纬度脊前辐散气流中。对于低层而言 ,暴雨区位于 85 0 h Pa低空急流轴的左侧。     

近40年华南前汛期极端降水时空演变特征

利用国家气象信息中心提供的华南89个代表站1969～2008年逐日降水资料,研究了近40年我国华南前汛期(4～6月)极端降水时空演变特征,主要结论是:(1)华南前汛期降水强度、强降水量和暴雨日数的空间分布与总降水量的空间分布基本一致;(2)极端降水指数随时间的变化对华南整个区域前汛期总降水量的变化有很好的指示意义,特别是强降水量、强降水频率和暴雨日数;90年代以来华南前汛期总降水量的显著增加与强降水量、强降水频率以及暴雨日数显著增加密切相关,且极端强降水量异常程度明显增强。     

浙江中北部前汛期一次大暴雨过程的数值模拟及诊断研究

在对2004年5月底华南前汛期一次大暴雨过程中尺度数值模拟的基础上,研究了形成大暴雨的中小尺度系统演变的物理机制与环境场条件。结果表明:前汛期的锋面兼有温度和湿度梯度;东北至日本海有较深的冷槽,长江中游有低涡生成发展,并与暖切变相联,有利于中尺度系统不断生成;深厚的中低层辐合层和较高的无辐散层为飑线产生提供了有利的上升运动条件,与中空槽相伴的强风核处于槽底以西,槽前强辐合成为飑线产生的关键;除孟加拉湾主要提供暴雨产生的水汽外,西太平洋和南海也向华南至江南地区输送水汽;夏季风强盛和副高加强导致雨带位置偏北;暴雨前水汽场变化的信息要早于涡度、散度、垂直速度场。     

广东阳江一次强降水过程的成因分析

2011年6月28—30日广东南部沿海及珠江三角洲地区发生连续强降水过程, 其中29日强降水发生在季风涌背景下。采用常规气象资料、 区域自动站资料以及NCEP/NCAR分辨率1°×1°再分析资料, 着重分析29日受季风涌影响的强降水成因。结果表明, 此次过程发生在季风槽偏强的背景下, 季风涌的爆发和加强主要表现在低空急流的增强上; 无论时间上和空间上, 低空急流与强降水均有很好的对应关系, 其左侧的强辐合与高层的强辐散相配合, 是强降水发生发展的原因之一; 季风涌爆发后, 不稳定能量得到再次积累, 大气维持高温高湿的条件不稳定状态, 有利于降水增大和维持。     

华南旱、涝年前汛期水汽输送特征的对比分析

利用卫星遥感反演的降水资料及中国740个测站逐日降水资料,根据定义的旱涝指数,划分了1957—2002年期间的华南旱涝年份。利用NCEP/NCAR逐日再分析资料,分别讨论华南前汛期4~6月、4月及6月的水汽输送的气候特征。在此基础上,进一步研究了4~6月、4月及6月水汽输送及其源地在华南前汛期涝年和旱年的不同特征。结果表明:影响华南的水汽输送环流在南海夏季风建立前后具有明显不同的气候特征,华南前汛期(4~6月)降水应分为南海夏季风爆发前4月份至夏季风爆发与南海夏季风爆发至6月两个时段。来源于西太平洋的水汽输送变化和来自中国北方的水汽输送变化对华南降水异常有重要作用,而阿拉伯海—孟加拉湾地区的水汽输送变化对华南的降水异常影响不大。     

1960-2011年辽宁省大暴雨时空分布特征

利用1960-2011年辽宁省61个国家气象站地面20-20时降水及逐小时降水观测资料,统计分析辽宁大暴雨时空分布特征。结果表明：辽宁省年平均大暴雨日数为6.5 d,年平均影响范围为17.5站次,两个大暴雨多发区分别位于辽宁东南部和南至西南沿海地区。辽宁东南部大暴雨多发区由于受台风、江淮气旋、华北气旋和蒙古气旋等多种系统及地形影响,易出现区域性和局地性大暴雨,大暴雨发生次数较多,降水量变化较大;降水量和降雨强度极值均较大,大暴雨中心出现在凤城,降雨强度最大达212 mm/h^-1。南至西南沿海大暴雨多发区易受台风和华北气旋及地形影响,以区域性大暴雨为主,降水量和降雨强度极值也较大,但最大降水量和降雨强度极值均与大暴雨日数的中心不一致。区域性大暴雨的降水量极值对大暴雨降水量极值的贡献最大。大暴雨平均降雨强度的逐时变化呈单峰型分布,08时降雨强度达最强,20时降雨强度最弱。辽宁省大暴雨日集中出现在7月下旬至8月上旬,8月大暴雨日略多于7 月。最早和最晚区域性大暴雨均是受江淮气旋影响,并出现在辽宁省南部地区。大暴雨日数具有明显的周期变化,主要年代际变化周期为10 a。区域性和局地性大暴雨主要周期分别为36 a和10 a。预计未来6 a辽宁省仍处于大暴雨较多的阶段,并可能多以局地性大暴雨的形式出现。     

庄河地区一次大暴雨过程的多因子诊断分析

采用常规资料、自动站资料、多普勒雷达资料和NCEP每6 h1次,1°×1°的实时分析资料,对2007年8月10－12日庄河地区出现的一次大暴雨天气过程进行诊断分析。结果表明：受副热带高压后部深厚的暖湿气流及西风带高空槽、切变线及气旋倒槽等动力系统共同影响,庄河地区出现了大暴雨天气,但没有出现强雷暴,此过程主要影响系统是地面气旋倒槽;700 hPa和850 hPa低涡、切变线使中低层辐合加强,形成了较强的动力抬升和水汽辐合;庄河地区处于强而宽的假相当位温锋区中,位势不稳定的建立是造成此次强降水的必要条件。造成本次大暴雨天气的水汽通道有2条：一条来自孟加拉湾和减弱的热带低压,另一条来自东海。     

1958-2012年来河北汛期暴雨气候变化特征分析

应用1958-2012年河北21个基准站和基本站逐日降水观测资料,分析了河北汛期暴雨的气候分布特征、年际、年代际变化以及趋势变化特征。结果表明,汛期暴雨分布呈现东部、南部多,向西北部递减的特征。最大暴雨量中心在河北东部、燕山南麓的唐山、秦皇岛地区。从年际和年代际尺度分析,暴雨量、频次、强度都存在2-3 a的年际变化周期信号,暴雨量和频次在20世纪80年代以后存在15-20 a的年代际周期信号。汛期暴雨量、暴雨频次时间序列整体呈现下降趋势,特别是21世纪以来,河北暴雨量和暴雨频次下降趋势更为明显,暴雨强度在近50 a变化幅度不大。在空间分布上,暴雨量、暴雨频次和暴雨强度三个特征量在年代际变化中整体都呈现东退南缩的特征。从趋势分析看来,大部分站点汛期暴雨量、频次、强度都呈现下降趋势。     

辽宁省短时暴雨和大暴雨时空分布与变化特征

采用中国气象局发布的“暴雨橙色、红色预警信号”定义,分别定义短时暴雨和短时大暴雨。利用辽宁2010—2018年5—10月1587个自动站逐时降水资料,统计分析短时暴雨、大暴雨空间分布特征和多尺度时间特征,从而得到短时暴雨、大暴雨的高发区、易发时段,并做简单天气学判断。结果表明：短时大暴雨高发区域位于辽宁东南沿海地区,可能是东北冷涡与北上气旋、西太平洋副热带高压等相互配合,导致辽宁省沿海地区易出现强度大、范围广和持续时间长的暴雨天气过程有重要关系;短时暴雨、大暴雨旬变化呈现“凸”字形结构,短时暴雨从5月上旬至10月上旬都可能发生,呈现单峰型特征。短时大暴雨显著增强从7月上旬开始,8月下旬后短时大暴雨急剧减少。短时暴雨、大暴雨日变化均呈现“两峰一谷”特征。短时暴雨以夜雨居多,可能与夜间西南急流加强有关。短时暴雨00—08时高发区域最为密集,活跃地区为阜新—朝阳、抚顺—盘锦—葫芦岛和辽宁东南部。短时大暴雨00—08时高发地区为辽宁西部、东部和东南部。     

华北南部东北冷涡型暴雨天气分析

对晋城市高平2002年8月5日暴雨天气分析后得出：华北南部东北冷涡型暴雨是在鄂霍次克海阻高、西太平洋副高相互配置叠加后，导致东北冷涡加强南伸，在华北南部形成切变线型辐合而产生的一种强对流性天气。     

安顺市大暴雨的时空分布特征与物理量分析

利用2009-2019年安顺市6个国家站和77个区域站的逐日和逐小时降水资料、 Micaps资料,对安顺市大暴雨的时空分布特征及物理量进行分析,结果表明：安顺市年平均大暴雨日数为10.1d,年平均影响范围为54.1站次,5-9月是大暴雨出现的集中期,6月大暴雨出现频次最高,影响范围最广,大暴雨的主要发生时段和最强影响时段出现在夜间到早晨;区域性大暴雨比局地性大暴雨出现时间晚,结束时间早,6月是区域性大暴雨和局地性大暴雨出现最多的月份,5-7月局地性大暴雨出现的频率最高;安顺主要出现单日大暴雨,持续2d以上的大暴雨只出现过16次;大暴雨总日数的空间分布有两个高频区和两个低频区,总量的空间分布与总日数基本一致,强度的空间分布呈南强北弱,总站次的空间分布呈南多北少;在5月预报大暴雨天气时要更注重分析T85和T75,6-7月产生大暴雨时对能量和中低层的水汽含量的要求高于其它月份。     

惠州市近40年前汛期暴雨的气候特征分析

利用NCEP/NCAR日平均再分析资料,以及MICAPS实况数据,对1971—2010年间发生在惠州市的前汛期暴雨个例进行系统的统计分析,主要结论有:惠州市各地暴雨分布存在明显的时间和空间不均的特征,暴雨日数龙门最多,惠阳最少;各地区6月份的暴雨日数占前汛期总暴雨日数的比重均较大,约占总日数的50%;暴雨日数和总降雨量均存在较明显的年代际变化特征,且近年来各站前汛期暴雨日数和降雨量均呈大振幅变化趋势;对发生在惠州前汛期的典型暴雨过程可大致分为3类:锋面低槽型暴雨、暖区型暴雨和热带气旋引起的暴雨。