A PCSWMM/GIS-based water balance model for the Reesor Creek watershed

This paper presents the results of a study of a watershed experiencing the pressures of land-use change resulting from urban development. The study was undertaken to facilitate an understanding of the water balance of the watershed by developing and implementing watershed procedures that are to be addressed in a watershed plan. There were three components to the research: firstly, observation of the effects of spatially distributed rainfall measurements and their effect on modelling were assessed. Secondly, the model was then calibrated by observing how differing techniques can discretize both the landscape (e.g. land-use and soil type) and incoming precipitation. Finally, a modelling methodology was developed to integrate a Geographic Information System and a hydrologic model (e.g. Storm Water Management Model) in a water balance analysis on a watershed basis. Results show that, under certain conditions, kriging spatially distributed rainfall values can help predict rainfall at ungauged (virtual) sites. Discretization of a watershed was found to affect the differences between measured and generated runoff volumes; however, this can be refined with calibration. It was seen that a strong correlation between measured and predicted rainfall values did not always guarantee a strong relationship between measured and generated runoff Recommendations include the use of a longer time series of rainfall, streamflow and predicted rainfall to observe temporal variations, and the need to assess the differences in modelled rainfall values generated by various surface interpolation methods (e.g. Inverse Distance Weighting and other kriging options) currently available in GIS packages.     

湖北省未来30年气温和降水量变化趋势预测

使用国家气候中心的区域气候模式对1961～1990、2001～2030年湖北省逐月气温、降水量的预估值(格点0.5°×0.5°,A2情景),以1961～1990年湖北省平均温度和平均降水量为基准,计算并分析未来30年(2001～2030年)及每10年年平均气温、降水量变化趋势。结果表明:(1)未来30年湖北省年平均气温普遍呈上升趋势,上升幅度在0.19～0.39℃之间,平均0.27℃,鄂南增温比鄂北快,其中2021～2030年增幅最大,2001～2010年增幅最小;(2)年平均降水量湖北省大部呈减少趋势,表现出南增北减、东增西减的特点,2001～2010年变化不大,2011～2020年绝大多数站点均有不同幅度增加,2021～2030年全省各地呈一致的下降趋势,湖北省南涝北旱趋势将有所加剧。     

东北冷涡云系人工增雨作业效果的检验和分析

根据辽宁地区的东北冷涡降水天气过程的规律和特点,利用气象台站网的常规观测资料,用事后划分影响区和对比区的移动分区区域回归方法,对东北冷涡降水云系的人工增雨作业效果进行了综合分析。结果表明:(1)辽宁省1992—2004年6~8月对东北冷涡云系人工增雨作业的平均增雨效果为22.44%。(2)有95%以上的可信度证明辽宁省的人工增雨有正效果。(3)物理检验分析证明,作业方法及催化部位基本是合理的,催化作业是有效的。     

亚洲夏季风季节内振荡对云南主汛期降水的影响Ⅱ:云南主汛期季节内振荡活动过程及其对MJO活动的响应

利用NCEP OLR、风场再分析资料和日本APHRO_MA_V1003R1降水资料,针对云南主汛期季节内振荡(ISO)活跃年分析了对应低频对流场、环流场和降水的异常特征,以及热带印度洋大尺度振荡MJO分别激发孟加拉湾西南季风ISO和南海热带季风ISO,从而对云南主汛期ISO和降水产生的影响.在云南主汛期ISO活跃年,低频对流场和环流场在云南ISO波动的1～3位相和4～6位相呈反位相特征,这主要由热带印度洋低频对流东传、北传和副热带西太平洋低频对流西传造成的.热带印度洋的低频对流在发展过程中,一方面沿孟加拉湾西岸向西南-东北方向传播,激发了孟加拉湾西南季风ISO活跃并继续向云南传播;另一方面沿孟加拉湾以南继续东传到南海,激发了南海热带季风ISO活跃并北传到副热带中国东部地区,再沿副热带西传至云南,越过云南后与沿孟加拉湾西岸从东北方向传来的低频对流在孟加拉湾以北地区交汇,完成了一个经纬向接力传播的周期.云南主汛期降水在1～3位相由于副热带低频对流西传和孟加拉湾低频对流东北向传播而处于正距平(第2位相降水最多);在4～6位相,由于副热带低频对流抑制区西传和孟加拉湾低频对流抑制区东北向传播而降水减少(第5位相降水最少),云南主汛期降水与当地低频对流有较好的对应关系.当热带印度洋MJO较强时,4-7月以两条路径向云南的三次传播增强和提前,使得云南主汛期ISO活动也加强,对应产生三次低频对流活跃期,这种MJO由热带印度洋向云南的传播需要30～40天的时间.因此,正是热带印度洋MJO分别对孟加拉湾西南季风ISO和南海热带季风ISO的激发,使得东亚夏季风和南亚夏季风这两个亚洲夏季风系统共同作用于云南主汛期ISO,影响当地降水.     

中国夏季降水异常分布的非线性特征

运用基于前馈型人工神经网络的非线性主成分分析方法(NLPCA),对中国近50 a夏季降水异常分布的非线性特征进行了分析。结果表明,中国夏季降水的异常分布具有一定的非线性特征,当夏季降水距平的一维NLPCA近似在非线性主成分取极端相反位相时,对应的空间分布型表现出明显的不对称性;一维NLPCA对夏季原始降水距平场的近似,比传统一维PCA的近似更为逼真。     

青藏高原雷暴云降水与地面电场的观测和数值模拟

在2003年青藏高原那曲地区夏季雷暴云的观测试验中,三次伴有降水的过程中都出现了地面电场(Egnd)随降水的漂移现象,而且固态和液态降水对Egnd的极性改变并不相同。为了模拟再现高原雷暴云降水和Egnd之间的关系,选取了8月13日这次具有高原雷暴代表性特征的过程,模拟了雷暴云移经观测点上空期间,测站固、液态降水与Egnd的变化以及雷暴云下部正电荷区的空间分布。模拟的Egnd及固、液态降水与其的对应关系与观测事实较一致。分析结果表明,固态降水主要携带正电荷,液态降水主要携带负电荷,各类带不同极性和数量电荷的降水粒子常共存在雷暴云中,Egnd主要受携带电荷量占主导地位的降水粒子的影响,地面出现强正电场时正好是云在当顶并且地面出现强固态降水的时间。     

1961—2009年辽河流域水文气象要素变化特征

依据1961—2009年辽河流域5个气象观测站点逐日降水和气温观测资料,运用非参数检验方法（Mann-Kendall法）,对辽河流域降水和气温的变化趋势进行了分析。利用2006—2010年夏季共162d降水日的铁岭站日降水量与铁岭水文站径流量资料,探讨了日降水量与径流量之间的相关关系。结果表明：辽河流域年降水量减少趋势明显,降水量偏少年份明显增加,其主要原因为占全年降水量65%的夏季降水以7.4 mm/10 a的气候趋势倾向率递减,呈现出明显的减少趋势;辽河流域的年平均气温是在波动中逐渐上升的,且升温趋势明显,春季呈明显的升温趋势,夏季略有下降,秋季变化不大,冬季是气温上升最明显的季节;日降水量与径流量存在正相关关系,且日降水量与降水第二日的径流量相关显著。     

呼和浩特市夏季降水与影响因子的相关分析

利用呼和浩特市南郊1961-2008年夏季降水资料与海温、亚洲季风、西太平洋副热带高压和东亚阻塞高压等因子进行相关分析,结果表明：这些因子的异常变化,可以作为呼和浩特市南郊夏季降水的预测信号。     

利用树木年轮重建川西松潘高原5月降水变化特征

利用四川省松潘县西部牟尼沟二道海采集的树木年轮样本,建立了该地区173年树木年轮年表序列,并依据响应函数、相关与偏相关方法,分析了该年表与气象要素之间的关系,发现该年表对5月降水较敏感,并由此重建了1837-2009年松潘高原地区5月降水序列.结果表明,1837年以来松潘高原地区先后经历了5个偏湿阶段和3个偏干阶段;以重建的1971-2000年30年气候平均值为基准,在重建的16个气候时段中1961-1990年是降水最少的气候时段,而1837-1860年则是降水最多的气候时段;降水发生了多次正负突变,比较可靠的突变点出现在1863年前后、1874年前后、1890年前后、1904年前后、1958年前后和1994年前后;重建序列周期变化明显,存在2～4年、16年和32～50年为主的周期振荡.     

对流云降水过程中地形作用的数值模拟

该文利用地形追随坐标三维云模式，对湖北的一次对流降水过程进行了平坦地面和理想斜坡地形的模拟试验。结果发现平坦地面模拟的回波强度、最大降水强度和累积降水都与实况有相当的差距。理想地形的对流过程虽然不能模拟出对流群中多单体的生消过程，但最大降水强度和累积降水都比平坦地面的大，更接近实测结果。模拟试验表明，在地形坡度较大时，会产生较强的上升气流，从而使系统对流发展旺盛，产生较大的降水和较强的回波。所以在模拟山区和丘陵地带的对流系统时，采用地形坐标并考虑地形将会改善模式的模拟结果。