新疆哈密2018·7·31特大暴雨山洪汇水量估算与应用研究

在干旱少雨的山区开展小流域的暴雨山洪预报预警关键技术研究,对防灾减灾意义重大。2018年7月31日新疆哈密北部山区出现特大暴雨,发生罕见的山洪灾害,致使射月沟流域水库漫坝溃口,下游受灾严重。射月沟流域气象观测站点少且缺乏水文监测资料,为客观定量分析射月沟流域大暴雨面雨量、形成的洪水汇水量以及致灾水库过程。通过采用空间插值法和多源融合逐时降水资料（CMPAS）计算了射月沟水库上游面雨量并进行检验分析。根据不同面雨量驱动Floodarea模型得出射月沟水库上游累计汇水量,结果表明：多源融合降水产品估算所得最大洪峰流量和累计汇水量与水利部门事后调查数据较吻合,最大洪峰量为1 756 m³·s^-1,精确性达到调查值的95%,射月沟水库上游暴雨山洪总量为2.64×10⁷ m³,远超该水库的防洪库容和溢洪道承载能力。     

成都市近地表大气尘的矿物学特征及其环境指示意义

通过对成都市近地表大气尘X射线衍射、电镜扫描分析等研究显示:其主要由石英、长石、伊利石、绿泥石、方解石、石膏等矿物组成;就其形状看有致密的不规则粒状、片状单矿物、不规则粒状聚合体、浑圆形球状飘珠、聚合体放大观察可见片状的粘土矿物和细小的粒状单矿物,偶见藻类;矿物形貌特征及矿物组成空间分布特征的研究显示:球形状飘珠及伊利石、绿泥石、石膏的空间分布特征与工业布局和表层土壤的pH值密切相关,成都市近地表大气尘主要为地表扬尘和工业烟尘的混合物;与土壤的矿物组成比较可见,近地表大气尘重金属污染除土壤贡献外,还有其他污染贡献;石膏在本次研究中平均含量高达8.2%,推测可能成为成都市往年燃煤量大而无明显酸雨现象的原因之一。     

1998年一次梅雨锋暴雨中尺度对流系统的模拟与诊断分析

文中利用观测资料(包括部分‘四大科学试验'资料)和高分辨率数值模拟结果,对1998年6月16～17日发生在赣闽浙沿武夷山北麓地区的梅雨锋暴雨中尺度对流系统特征进行了分析研究。分析表明:(1)本次梅雨锋暴雨发生在对流层中低层中β尺度低压南侧的中尺度辐合线上;在弱的风垂直切变环境下,梅雨锋中α对流云系中有数个中β尺度云呈塔状强烈垂直发展,它们是造成暴雨的中β尺度对流系统。(2)基于加密探空观测的对流有效位能计算显示,赣闽浙沿武夷山北麓地区的强暴雨发生前,最大对流有效位能可达到2600J/kg;通过时间加密的探空观测有可能捕捉对流有效位能的中尺度变化特征。(3)利用高分辨率模拟结果对赣闽浙沿武夷山北麓的暴雨中β尺度对流系统(中β降水云塔)的结构分析显示,强烈发展的中β降水云塔为有利的中尺度动力配置结构,即对应着一个狭窄的、从地面伸展到250hPa的正涡度区,其1.5m/s的垂直上升运动与低层强辐合和高层强辐散相伴随。(4)通过分析与诊断,提出了低层中尺度辐合线上强烈发展的梅雨锋暴雨中β尺度对流系统的气流运动图像,即:在对流层低层,空气从西南和西北两个方向流入中β降水云塔区,在云塔中垂直(略向东倾斜)上升;靠近云塔南(北)侧边缘的上升气。     

北京721特大暴雨极端性分析及思考(一): 观测分析及思考

2023年7月29日至8月2日,受台风“杜苏芮”北上减弱低压影响,河北出现罕见特大暴雨天气过程(以下简称“23.7”暴雨过程),其中位于冀南的邢台市梁家庄自动站52 h累积降水量高达1 003.4 mm。利用常规地面与探空资料以及区域自动站资料、雷达拼图与ERA5再分析资料等,对“23.7”暴雨过程的降水演变特征、环流形势与环境条件、中尺度特征进行了初步分析。结果表明: 此次暴雨过程具有持续时间长、累计雨量大、覆盖范围广等特征;台风“杜苏芮”登陆北上后,受500 hPa华北北部“高压坝”阻挡而停滞,河北大部地区整层水汽总量达到其气候平均态的2倍以上,环境大气具有低的抬升凝结高度和自由对流高度及一定的对流不稳定能量,以及850 hPa倒槽切变线稳定少动提供的持久辐合抬升条件,使得降水回波长时间维持在河北西南部太行山前和河北中部。边界层东南风急流伴随台风倒槽向北发展,急流核风速在河北中部超过22 m·s^-1,大暴雨过程中地形作用明显。边界层急流影响河北西南部期间,回波强度30~40 dBz、质心高度低于6 km的多个对流单体先后移过梁家庄站上空,造成梁家庄站累计出现24 h的短时强降水;边界层急流北移后,8 m·s^-1左右的偏东风使太行山前层积混合云降水回波继续长时间维持造成雨区重叠,是梁家庄站52 h累积降水量超过1 000 mm的主要原因。

     

淮河洪峰与致洪暴雨

本文从气象与水文角度， 首先研究淮河关键地段（王家坝）水位变化规律和洪峰出现的特征， 并从数理统计理论上对超定量出现次数和洪峰数值进行了随机变量的独立性检验， 然后求出淮河洪峰遵从的概率分布， 并定性和定量地给出超定量大小与超定量历时关系。最后， 结合多年气象资料分析， 指出洪峰出现与淮河致洪暴雨有密切关系。     

Shear strength of compacted soil: effects on splash erosion by single water drops

The persistence of soil compaction, caused by farmers' vehicles (tractors wheelings) during the dry season, can affect splash distribution and soil erosion so that surface flow starts at an earlier stage than between the wheelings. To investigate the effects of soil compaction on splash distribution, a dry clayey agricultural soil was compacted in steel cups with a hydraulic piston, and the shear strength was measured with a fall‐cone penetrometer. Two cups were compacted in the same manner, using one to measure the shear strength and the second for splash erosion measurements. A laboratory splash board of 1 m radius, divided into 13 concentric compartments, was used to collect the splashed particles. The water drop diameter used was 4·9 mm falling onto a soil splash cup of 50·2 cm² area from 8 m height with a terminal velocity of 8·8 m s^?1. The spatial distribution of the splashed particles, for different soil compactions, fitted the fundamental splash distribution function (FSDF) model better than the exponential function. The shapes of the curves of this function demonstrated the importance of the source area size; the smaller the cup diameter the better the spatial distribution is expressed by an exponential function. In addition, variability in soil surface conditions contributes to variation in splash characteristics. Detachment rates and average radial distance followed second degree relationships in terms of shear strength. Copyright © 2010 John Wiley & Sons, Ltd.     

SL3 1型雨量传感器的构件改进和维护方法

根据近几年的自动气象站野外维护工作经验,对SL3-1型翻斗式雨量传感器的各类易发故障原因进行分类分析,依据相关技术要求和参考其他类似仪器的设计结构原理,并结合西藏气象台站各时段历年最大降水量的具体情况,对该仪器的进水构件、电气构件、底座构件提出了具体的改进措施和建议,达到减少该仪器的故障发生频次和提高观测精度的目的。为保证校准后的仪器符合准确性和比较性的要求,总结该仪器野外维护工作中时效方面存在的问题,提出自制存放核心部件专用设备箱的建议,以提高该仪器的野外维护工作时效。     

非地转强迫对Fitow(0114)暴雨的影响

利用非静力中尺度模式MM5对 0 114号台风Fitow从 2 0 0 1年 8月 31日 0 0时～ 9月 2日 0 0时 (UTC ,下同 )的降水过程进行了模拟研究。结果表明 ,MM5对Fitow登陆过程中暴雨落区和强度的模拟与实况比较一致。模拟结果较好地再现了暴雨的中尺度特征。正是维持少动的台风倒槽和嵌入其中的中小尺度系统相互作用造成了暴雨的发生、发展 ,而高、低空中尺度散度场的配置对暴雨有很好的指示意义。在华南台风暴雨区无论是高层还是低层 ,都存在很强的非地转作用 ,非地转涡度项对散度倾向项是重要的强迫因素 ;但非地转作用的实现与中高纬度地区有本质的区别 ,在低层非地转作用是由于强的位势场气旋涡度 (- 2  <0 )与弱的流场气旋涡度 (fζ >0 )不平衡产生的 ;而高层非地转作用是由于强的位势场反气旋涡度 (- 2  >0 )与弱的流场反气旋涡度 (fζ <0 )不平衡产生的。非地转作用是暴雨中尺度系统上升运动发展的触发机制。从动力学角度解释了用非地转 Q矢量散度场来判断暴雨落区要比用准地转 Q矢量散度场好的原因。     

Optimal design of rain gauge network in the Middle Yarra River catchment,Australia

Rainfall data are a fundamental input for effective planning, designing and operating of water resources projects. A well‐designed rain gauge network is capable of providing accurate estimates of necessary areal average and/or point rainfall estimates at any desired ungauged location in a catchment. Increasing network density with additional rain gauge stations has been the main underlying criterion in the past to reduce error and uncertainty in rainfall estimates. However, installing and operation of additional stations in a network involves large cost and manpower. Hence, the objective of this study is to design an optimal rain gauge network in the Middle Yarra River catchment in Victoria, Australia. The optimal positioning of additional stations as well as optimally relocating of existing redundant stations using the kriging‐based geostatistical approach was undertaken in this study. Reduction of kriging error was considered as an indicator for optimal spatial positioning of the stations. Daily rainfall records of 1997 (an El Niño year) and 2010 (a La Niña year) were used for the analysis. Ordinary kriging was applied for rainfall data interpolation to estimate the kriging error for the network. The results indicate that significant reduction in the kriging error can be achieved by the optimal spatial positioning of the additional as well as redundant stations. Thus, the obtained optimal rain gauge network is expected to be appropriate for providing high quality rainfall estimates over the catchment. The concept proposed in this study for optimal rain gauge network design through combined use of additional and redundant stations together is equally applicable to any other catchment. © 2014 The Authors. Hydrological Processes published by John Wiley & Sons Ltd.