等熵位涡在一次淮河流域大暴雨分析中的应用

利用NCEP/NCAR 1°×1°逐日再分析资料、常规气象观测资料,通过等熵位涡理论对淮河流域2009年9月24—25日的大暴雨过程进行分析。结果表明:淮河流域对流层低层的中尺度低涡的发生发展与此次暴雨密切相关;315 K等熵位涡高值中心的移动和强度变化很好地反映出中尺度低涡系统的发展变化情况,其移动方向与雨带走向一致,降水落区主要位于等熵位涡高值中心轴线移动方向右侧的强西南气流处,对应于345 K等熵面上干冷空气移动方向前部的暖湿区内;在暴雨发展强盛时期,淮河流域暴雨区上空从对流层高层至低层均存在明显的正等熵位涡平流,干冷空气的侵入使得低涡加强发展,辐合上升运动增强,有利于暴雨的增幅,这是引发此次暴雨过程重要的触发机制。     

淮河流域水资源问题与建议

淮河流域社会经济进入快速发展期,水安全将面临更大的压力与挑战。调查总结了淮河流域水资源工程体系建设成就,分析了水资源现状和存在的问题;围绕全流域水资源配置和管理,提出增加洪水资源和再生水利用,新建和扩建水资源拦蓄工程及跨流域跨区域调水工程,建立水资源及水环境实时调度管理系统,实行区域用水总量控制制度,进一步加强水资源及水环境重大问题的关键技术研究等,为淮河流域经济社会又好又快发展提供支撑与保障。     

淮河流域水资源承载能力的评价分析

流域水资源承载能力的有限性决定其开发极限存在的客观性，提出了流域水资源承载能力综合评价方法，利用模糊综合评判模型对淮河流域水资源承载能力进行了评价研究，从而为该流域资源合理利用提供了决策依据。     

淮河流域地氟病环境水文地质因素及防病方向的研究

地方性氟中毒病在淮河流域分布较广,部分地区发病率较高,对居民身心健康和区域经济社会发展造成危害。本文以前人工作成果为依据,基于中国地质调查局地质大调查项目多年的数据积累,从整个淮河流域阐述了区内地氟病的分布状况、氟化物在平原区松散层不同层位(埋深小于20m,20～50m,大于50m)地下水中的赋存特征和分布规律。并就本地区水文地质条件及氟化物成因概括了4种氟富集因素,探索性提出了区域地氟病区两种环境地质成病因素。针对不同地区的环境水文地质条件从供水角度提出了防病改水方向。     

淮河流域1914—2013年气候干湿变化特征

利用淮河流域1914—2013年标准化降水蒸散指数(SPEI)研究流域的气候干湿变化、干旱的时空分布和周期特征,结果表明：流域的年际和年代际变化均呈湿润化趋势;四季中,除秋季外均通过了Mann-Kenddall趋势检验(0.05显著性水平),秋旱最易发生。干旱空间分布非常不均匀,不同程度的干旱频率有较大的地区差异,中旱频率高值区位于流域西北以及东北部,重旱频率由北向南递增,极旱频率在流域内较小,高值区域位于流域的东南角。流域均呈湿润化趋势,但西部、东部和北部边界一带湿润化趋势不明显。淮河流域存在35～65 a、17～30 a、3～7 a的三类尺度的干旱周期,以55 a为第一主周期。     

分组Z—I关系及其在淮河流域雷达测雨中应用

本文使用713雷达及其数字化终端,对淮河正阳关以上流域进行了定量测量降雨的试验。用最优化处理方法,按DBZ值大小分组统计,得到了这一地区Z-I关系的序列。然后,用这组关系得到降雨的雷达估算值。试验结果表明,距雷达50－100km之间的区域雷达定量测雨的精度较好。和雨量计测值比较,雷达估算的单站一小时雨量的平均相对误差为46％,单站过程雨量的平均相对误差为30％。雷达定量测雨可以作为常规雨量站网的补充,准实时地提供多种雨情信息。     

SRES情景下多模式集合对淮河流域未来气候变化的预估

采用偏差修正/空间降尺度方法处理后的IPCC AR4中8个全球海气耦合模式的集合平均结果,分析了SRESA2、A1B和B1情景下淮河流域未来30 a(2011 2040年)相对于现状(1961 1990年)地面温度和降水的可能变化.结果表明:(1)多模式集合能较好地反映流域现状年、季温度和降水的大尺度空间分布特征;对温度和降水的年内分配过程模拟较好,各月温度集合平均与观测值相差0.2℃左右(冬季各月除外),而降水集合平均与观测值相对误差在5%左右(9月除外).(2)不同情景下未来流域年、季温度一致增加,年温度增加幅度在0.85～1.12℃之间;冬、春季温度增加相对明显,而夏、秋季温度增加并不显著;年际和年代际温度增加趋势显著.(3)不同情景下未来流域年降水有增加趋势,增加幅度为0.13%～5.24%,增幅不明显;降水季节变化有增有减,季节、年际和年代际降水变化较为复杂,不同情景下降水空间变化差异显著.     

近49年来淮河流域降水异常及其环流特征

本文在对淮河流域降水气候特征分析的基础上，侧重研究了淮河流域夏季降水异常的周期性特征、年代际和年际变化特征，以及淮河流域多、少雨年的流场特征。研究发现，淮河流域夏季降水70年代中期以前偏多，70年代中期以后偏少；在周期性特征上有2．3年左右的主要周期和8年左右的次周期；淮河流域夏季降水异常与印度西南季风、东亚副热带季风以及冷空气异常有密切关系。     

近60年淮河流域夏季降水的变化特征

利用淮河流域1961～2017年夏季降水量资料,运用线性回归、滑动平均、Morlet小波、滑动T检验和Lepage检验方法分析了流域夏季降水的周期性特征和年代际变化特征。结果表明:流域夏季降水在大部分时段都具有明显的年际振荡特征,从20世纪90年代开始年代际振荡特征非常突出;流域夏季降水具有2～3a的年际变化周期和18～24a的年代际变化周期,1961～1967年、1997～2006年期间2～3a的短周期振荡非常显著,1990年以后18～24a的周期变得非常明显;在2000年前后,流域33～35°N纬向带状区域发生了显著的年代际突变现象,突变后与之前相比夏季降水增多了40%～60%;在2009年,流域沿淮河一线以北至35°N范围内再次发生显著的年代际突变现象,突变后降水减少了20%以上,此次年代际突变范围更广也更加显著,其物理成因值得进一步研究。     

中国异常增暖来年江淮流域易发生大洪水

在1987年以来全球气温明显增高的同时,中国气温也显著增高,1997年达到了峰值,2006年又出现了次峰值.为搞清异常增暖对中国旱涝等灾害的发生可能带来的影响,本文重点统计分析了中国年平均气温对全球年平均气温的响应关系,并分析研究了1951～2006年期间中国月年平均气温的年际变化特征和汛期主要多雨带类型及发生严重洪涝区域之间的对应关系.结果发现：（1）3个中国年平均气温异常偏高但8月气温不高的来年汛期主要多雨带和严重洪涝区域都发生在淮河流域（3/3）;（2）5个年平均气温偏高且8月气温也明显偏高的来年汛期长江流域发生了大洪水和严重洪涝（5/5）,特别是其中2个8月气温特高的来年（1954、1998年）汛期长江流域发生了特大洪水和严重洪涝（2/2）.对这个前兆强信号的发现和揭示,不但证明了全球和中国异常增暖对来年中国汛期水旱灾害的重大影响,也对准确预测中国汛期主要多雨带分布类型和江淮流域的大洪水和特大洪水有特别重要的应用价值.