应用双光谱云图判识梅雨锋云系降水等级

用１９９１年梅雨期间的部分ＧＭＳ红外，可见光数字云图及同时的地面实测降水资料，从分析各等级降水云的二维频数分布着后，探求降水强度与红外，可见光亮度值之间的关系，最终实现用红外，可见光双光谱阈值法判识大暴雨，暴雨，大雨，中小雨４个等级的降水云。     

华北和印度夏季风降水变化的对比分析

 利用华北和印度夏季降水资料,采用趋势分析、小波变换等方法,对两地区夏季风降水进行了对比分析。结果表明：1) 华北和印度夏季风降水量都存在线性减少倾向,但华北更为显著,减少达16 mm/10 a;2) 华北和印度夏季风降水变化都以18 a周期为主,近年都有逐渐缩短的趋势,而印度的这种周期缩短得比华北更快,近年降水变化周期接近15 a;3) 华北和印度夏季风降水变化在1956、1976、1992/1993年发生了趋势转折;4) 华北和印度降水量主要集中在6-9月,夏季风降水特征非常明显,但两地变化特征表现不尽相同。     

2005年7月27～30日大暴雨天气过程分析

本文综合应用天气图、静止卫星云图、物理量诊断场、新一代天气雷达资料,分析了2005年7月27～30日连续大暴雨、暴雨的强降水过程。通过对贝加尔湖高压、河套低压、鄂海低压、副热带高压、冷暖空气、地形等因素,对这次在罕见的连续暴雨的强降水过程进行了分析。总结了复杂天气背景下的中尺度重大灾害性天气过程,得出有预报意义的特征,在今后的暴雨预报中具有重要指导意义。     

A Comparison of De-noising Methods for Differential Phase Shift and Associated Rainfall Estimation

Measured differential phase shift ΦDP is known to be a noisy unstable polarimetric radar variable, such that the quality of ΦDP data has direct impact on specific differential phase shift KDP estimation, and subsequently, the KDP-based rainfall estimation. Over the past decades, many ΦDP de-noising methods have been developed; however, the de-noising effects in these methods and their impact on KDP-based rainfall estimation lack comprehensive comparative analysis. In this study, simulated noisy ΦDP data were generated and de-noised by using several methods such as finite-impulse response(FIR), Kalman, wavelet,traditional mean, and median filters. The biases were compared between KDP from simulated and observedΦDP radial profiles after de-noising by these methods. The results suggest that the complicated FIR, Kalman,and wavelet methods have a better de-noising effect than the traditional methods. After ΦDP was de-noised,the accuracy of the KDP-based rainfall estimation increased significantly based on the analysis of three actual rainfall events. The improvement in estimation was more obvious when KDP was estimated with ΦDP de-noised by Kalman, FIR, and wavelet methods when the average rainfall was heavier than 5 mm h-1.However, the improved estimation was not significant when the precipitation intensity further increased to a rainfall rate beyond 10 mm h-1. The performance of wavelet analysis was found to be the most stable of these filters.     

A timescale decomposed threshold regression downscaling approach to forecasting South China early summer rainfall

A timescale decomposed threshold regression(TSDTR) downscaling approach to forecasting South China early summer rainfall(SCESR) is described by using long-term observed station rainfall data and NOAA ERSST data. It makes use of two distinct regression downscaling models corresponding to the interannual and interdecadal rainfall variability of SCESR.The two models are developed based on the partial least squares(PLS) regression technique, linking SCESR to SST modes in preceding months on both interannual and interdecadal timescales. Specifically, using the datasets in the calibration period 1915–84, the variability of SCESR and SST are decomposed into interannual and interdecadal components. On the interannual timescale, a threshold PLS regression model is fitted to interannual components of SCESR and March SST patterns by taking account of the modulation of negative and positive phases of the Pacific Decadal Oscillation(PDO). On the interdecadal timescale, a standard PLS regression model is fitted to the relationship between SCESR and preceding November SST patterns. The total rainfall prediction is obtained by the sum of the outputs from both the interannual and interdecadal models. Results show that the TSDTR downscaling approach achieves reasonable skill in predicting the observed rainfall in the validation period 1985–2006, compared to other simpler approaches. This study suggests that the TSDTR approach,considering different interannual SCESR-SST relationships under the modulation of PDO phases, as well as the interdecadal variability of SCESR associated with SST patterns, may provide a new perspective to improve climate predictions.     

雷达雨量计联合估算降水在城市内涝模型中的应用

为了满足城市暴雨内涝模型对面雨量精细化的需求,在天津城市暴雨内涝模型的基础上,将雷达估算降水产品应用到模型面雨量计算中,针对2012年7月25—26日天津的大暴雨过程,考察4种雷达估算降水产品和两种插值方法计算的内涝模型面雨量。经过对比发现,利用变分方法计算的雷达估算降水产品VAR用曲面插值方法计算内涝模型的面雨量整体效果最好。     

基于热带测雨卫星探测的东亚降水云结构特征的研究

利用2000—2013年5—10月浙江省70个常规站逐小时降水观测资料来检验同期TRMM卫星3B42RT降水产品,尤其针对台风降水进行了评估。对比分析得出,2000—2013年5—10月3B42RT资料与台站观测资料在3 h、6 h、12 h和24 h 4个时间尺度上降水总量接近,两组数据呈显著正相关,相关系数随时间尺度的增大而加强,相关系数大值区位于浙江西部地区;无论是5—10月还是台风降水期间,3B42RT测雨资料的日变化特征与台站观测资料均较为一致,3B42RT能够准确抓到峰值出现的时间;台风期间3B42RT数据表征的全省降水普遍偏低,但与台站观测数据的相关性明显好于5—10月全时段,且相关系数大值区位于浙江东部沿海地区,台风前后时刻的3B42RT逐3 h降水量差值序列与台站观测降水量差值序列呈显著正相关,两组资料表征的降水量变化随时间的演变趋势较为一致。另外,选取2004年0414号台风“云娜”进行相关分析和基于目标诊断技术检验,发现3B42RT资料对降水的结构预报和实况相似度较高。

     

集合预报对台风天鹅(2015)远距离暴雨的不确定性研究

2015年8月23—24日期间台风天鹅引发华东中部沿海地区出现暴雨或大暴雨天气。基于欧洲中期天气预报中心的集合预报分析导致此次远距离暴雨预报不确定的关键原因,并利用集合敏感性分析方法研究影响此次暴雨过程的主要天气系统的敏感区域,此外对暴雨发生发展的热动力机制展开探讨,主要结论包括:集合预报对此次台风天鹅引起的远距离暴雨的可预报性明显偏低,仅在暴雨发生前24 h才做出较大调整。在不同起报时次下,当台风路径的系统性偏差最小时,台风降水集合预报也最接近实况,但是进一步的分析表明,台风路径误差与降水量级之间的对应关系并不确定。不同雨量成员组间中低层环流场的对比分析表明:高空槽的预报差异是集合预报不确定的主要原因,高空槽东移加深有利于增加暴雨区的斜压不稳定,也有利于增强对流层低层的水汽输送急流带。500 hPa高度场的敏感性分析表明无论是初始场还是预报场,暴雨区平均降雨量均与高空槽的东移和加深显著相关,且随着预报时次的临近,显著相关区域向低槽下游明显扩大。此外还发现高空槽的东移有利于增强(减弱)暴雨区左(右)侧低层冷空气的强度,使得台风右侧更多暖湿气流向暴雨区输送。     

1991、1998和2016年三个大水年长江中下游夏季降水季节内特征的对比

针对长江中下游三个大水年1991、1998和2016年,利用NCEP/NCAR大气环流再分析资料和CMAP降水资料,对比了夏季降水的季节内特征,分析了引起降水季节内变化的大气环流季节内振荡ISO演变及源地。小波分析表明,三年季节内降水周期差异明显,分别为20～30 d、20～40 d和10～20 d。随之,以东亚季风区季节内振荡指数及热带外Rossby波活动通量,诊断了引起三年季节内活动异常的热带和中纬度ISO变率特点。结果显示影响三年季节内降水的ISO差异较大。1991年受到来自印度洋10～30 d和中纬度高层Rossby波10～30 d的ISO共同影响,造成周期为20～30 d的低频降水;1998年ISO来源路径单一,受中北太平洋30～60 d和10～30 d的ISO西传叠加作用,降水表现为20～40 d的振荡;引起2016年季节内降水异常的ISO源地较多,既有来自印度洋向东北传播30～60 d的ISO,又有来自太平洋向西北传播10～30 d的ISO,还有来自热带外10～30 d的ISO,三者在长江中下游汇合,引起降水10～20 d的振荡。研究结果对认识长江中下游夏季集中降水的形成...     

近50年浙江省旱、涝气候变化及特征

用1951－1999年资料详细研究了浙江省的年、季的旱、涝气候变化特征。主要结果：浙江省夏季降水量表现出稳定的增加，其他季节（特别是秋季）的降水有不同程度的减少。每年在浙江省出现大范围旱（或涝）的可能性很大（约80％）。1985年以后浙江每年都要发生大范围的季节性的旱涝。浙江省年、季降水量旱涝有年代际变化。旱、涝发生的气候频率已经有了明显的变化，特别是夏季。奇异谱分析与最大熵谱分析的结果表明夏季、秋季与年的降水量有明显的长期趋势变化，它们还有10年左右的周期，而冬季降水的2年周期振荡特别明显。