遥感及再分析降水产品在缺资料干旱内陆盆地的适用性评估

山区降水较集中,但降水测站多位于山谷或人口密集区,代表性差。遥感和再分析降水产品能提供时空分布连续的数据,不受地形条件限制。柴达木盆地中心属干旱荒漠区,水是制约该区开发的首要条件,其四周属高寒山区,降水相对较多,但降水监测十分薄弱。为获取该区相对精确的降水时空分布信息,本文评估了4套高分辨率降水产品（CMADS、TRMM、GPM和MSWEP）的适用性。首先基于地面站点数据评估它们在不同时空尺度上的精度,并分析它们在柴达木盆地的空间分布和年内分配特征。然后,以盆地东南隅的无测站山区香日德河流域为研究区,利用降水产品驱动SWAT模型来评估它们的分布式水文模拟适用性。结果表明：(1) MSWEP在年、月尺度上与站点降水的吻合程度最高（R≥0.79,PBIAS=0.5%）,其次是GPM和TRMM,CMADS精度最低（R≥0.64,PBIAS=5.8%）;(2)从降水精度与站点高程的关系来看,降水产品在相对低海拔区容易高估站点降水,而在相对高海拔区常低估实际降水;(3)在香日德河流域,MSWEP(NSE=0.64)在基准期（2009—2012年）的径流模拟表现明显好于其它降水产品（NSE=0.3...     

巴音布鲁克山区暖季人工增水作业区域的合理性分析

受经济、技术、装备等影响,地面人工增水作业更具普适性,但其精准作业难度高,导致人工增水作业效果的提升较为困难。为此,基于2017—2022年5—9月巴音布鲁克山区18个观测站点的逐日气象资料,利用协同克里金插值法,K-Means聚类分组法,基于降水特征的空间分布,从宏观层面上对人工增水作业布局的合理性开展分析,以期科学化开展增水作业,从而有效提高作业效益。结果显示：(1)在空间插值中,小雨的相对误差最小,插值精度最高,而大雨相反,导致“平滑效应”明显,不确定性较大。(2)暖季月均降水量自西向东呈减少趋势,高值区多位于中部和东北部沿山区域,发生的降水事件以小雨为主,而大雨虽然频率低,次数少,但和小雨一样是影响降水量变化的主要量级。(3)现用人工增水作业点的适宜性大多一般,受小雨和中雨月均频率的空间分布影响较大,而在宏观地理上,西部作业点布设的适宜性较东部高。(4)降水空间分布受西风环流和地势影响较大,因而作业布局合理性上,西部区域和北部区域最好。(5)根据地理特点,北部地势复杂,适宜选择西低东高的山面建立地面烟炉,西部地势平坦,适宜建立作业方向为NNW的流动火箭。     

Two-dimensional modeling of fine sediment transport with mixed sediment and consolidation: Application to the Gironde Estuary,France

In order to optimize ship navigation in the macrotidal Gironde Estuary, a recent project funded by the port of Bordeaux aims at better understand and forecast hydrodynamic and fine sediment transport within the estuary. In the framework of this project, a two-dimensional hydro-sedimentary model is built. The model includes hydrodynamic forcings, mixed-sediment transport, and consolidation processes. The harmonic analysis of the astronomical tides reveals a strong distortion of the tidal wave inducing the growth of overtide constituents and the non-significant effect of tide-surge interactions in annual-scale prediction. Depending on hydrological conditions, river discharge can considerably alter the model accuracy due to the migration of the turbidity maximum zone modifying the bottom roughness. Comparison with measurements shows the ability of the model to reproduce suspended-sediment concentrations in the central Estuary. Sensitivity of the model to sediment features has also been discussed in regard of suspended-sediment concentrations and fluid mud deposits. The model will be further coupled with ship squat predictions and a morphodynamic model.     

西北干旱区近50年气候变化特征与趋势

20世纪后期全球增暖趋势越来越明显,受全球增暖的影响,西北地区的气候也将受到不同程度的影响。选取了西北干旱区1951～2000年的21个代表站点气温、降水量资料,采用趋势系数法对西北干旱区近50年气温和降水变化进行分析,找出各分区的变化趋势。结果表明:近50年西北干旱区气温呈上升趋势(0.22℃/10 a),1986年后气温明显升高;柴达木盆地和新疆北部升温较大;各季都有增温趋势,贡献最大的是秋冬两季。降水变化有增加的趋势(3.2 mm/10 a),年降水量贡献最大的是夏季;各区降水都有增加,其中新疆北部降水增加最多。西北干旱区近50年气温升高趋势是南北高,中间低;降水量增加趋势从东南向西北呈现递增的格局。     

雅砻江流域主汛期降水长期预报的一种方法

本文使用天气学方法，从影响雅砻江区域主汛期降水量的长期预报有关因子出发，再运用数理统计方法反复筛选，仅取３个主要因子：西部青藏高原８个站冬春积温，北部冬季极涡面积指数，南部冬季印缅槽平均强度，建立逐步回归预报方程。结果显示：对主汛期６～９月降水量预报拟合准确率为１６／１７即约９４％。回归分析中发现：尽管西太平洋副热带高压对盆地西部降水有很大影响，盛夏且与高原积温有较密切相关，但由放大范围长时段的青藏高原积温，对于雅砻江区域主汛期降水量的影响超过西太平洋副热高压，因而在逐步回归过程中，副高因子仍被剔除．     

川渝地区夏季降水变化气候特征分析

利用川渝地区34站1960—2006年共计47年的逐月降水量资料,采用经验正交函数（BOF）分解、旋转经验正交函数（REOF）分解、小波分析等方法详细讨论了川渝地区夏季降水量的时空变化特征。结果表明：川渝地区夏季降水量时空分布不均,川渝地区夏季降水量可以分为3个区,分别是川西高原区、盆地中部区和盆地东部区。近50年来,川渝地区夏季降水量具有显著不同的年代际变化特征,川西高原和盆地东部夏季降水量长期变化呈增加的趋势,而盆地中部呈减少的趋势。川渝各区夏季降水量具有显著不同的多时间尺度的周期变化特征,其中川西高原具有准15年和准5年的周期变化特征,盆地中部具有准14年、准6年和准3年的周期变化,盆地东部具有准16年、准8年和准3年的周期变化特征。     

前期印度洋海温异常对中国春季降水的影响

为了进一步认识印度洋海温的异常变化与中国降水的关系,采用SVD分析、相关分析及合成差值分析讨论了前期冬季关键区海温的异常变化对中国春季降水影响的差异,探讨了产生这种影响的原因。结果表明:前期冬季关键区海温的异常增高(降低),会造成后期春季中国华北往南到华中、华东、华南东部及西北的新疆地区的降水明显增多(减少),西南的四川、贵州及华南的广西等地降水会有所减少(增多)。与关键区冷年相比,在关键区的暖年,环流形势反映出东欧槽显著减弱,北方气压显著降低,蒙古高压明显减弱,冷空气南下更为明显,而华南东部、华中、华东及华北一直被较为显著的南风气流控制,海洋的暖湿气流向中国内陆输送更为显著,使得东部及中部大部分地区水汽较为充沛,形成大面积的降水。     

多源遥感数据的降水空间降尺度研究——以川渝地区为例

大量研究表明,通过传统地面气象站点实测的单点数据,不能有效地反映降水的空间变化特征。目前,以遥感数据获取的降水产品已得到了广泛的应用,但在地形地势复杂区域,遥感降水产品的空间分辨率与数据精度等方面仍然存在着极大的不足。因此,本文以四川重庆(川渝)地区为例,通过建立降水产品降尺度算法,以实现降水产品的降尺度估算,提高降水数据的空间分辨率。依据在不同尺度下(0.25°、0.50°、0.75°和1.00°),TRMM 3B43、地理因子,以及MOD13A3(NDVI)之间存在的相关关系,构建了多元回归模型。通过对比这4种尺度下的回归模型,选择其中精度最高的作为最终的降尺度算法,然后再把这种降尺度算法应用到1 km分辨率下进行降水估算。进一步,以区域差异分析(GDA)和区域比率分析法(GRA)对降尺度估算的降水数据进行校正,并结合部分地面气象站点实测的降水数据进行验证。验证结果表明:降尺度算法是可靠的,能有效提升降水产品的空间分辨率,同时GDA和GRA校正方法能减小误差,进一步提升降水估算的精度,满足区域地表过程应用的需求。     

双参数云物理方案中谱形参数作用分析和数值模拟试验

云物理参数化方案中,各种粒子通常采用Г谱分布函数n(D)=N0Dαexp(-λD)。双参数方案中谱参数截距N0和斜率λ通过预报给出,谱形参数α设为固定值。为了讨论谱形参数的作用,理论上分析了谱形参数取值对沉降过程和微物理源汇项的影响。利用MM5模式中增加的双参数显式云物理方案模拟了西北地区一次层状云降水过程,模拟针对雨滴谱的谱形参数rα不同取值分别做了试验。模拟结果基本符合理论分析,谱形参数rα变化时模拟出的地面降水和云的宏微观特征有差异。     

广义帕雷托分布在重庆暴雨强降水研究中的应用

引进广义帕雷托分布(GPD),借助于现代L-矩估计方法,模拟重庆地区极端降水事件,推算一定重现期的极端降水量分位数。模拟试验表明,基于超门限峰值法(POT)的GPD不但计算简便,而且基本不受原始序列样本量的影响,具有全部取值域的高精度稳定拟合(包括高端厚尾部),与GEV模拟结果相比,GPD具有更高精度和稳定性,更为实用。