三亚短时强降水的时空分布特征

为了弄清三亚短时强降水的时空分布特征，利用三亚2009—2021年1个国家级地面气象站及18个加密地面观测站的逐小时和日降水数据以及哈德莱中心月平均海表温度资料，采用空间插值、经验正交函数分解、线性统计分析及相关性分析等方法，对三亚短时强降水的时空变化特征、短时强降水与暴雨的关系进行了分析，揭示其变化规律.结果表明：三亚短时强降水呈北多南少和东多西少的空间分布特征；EOF分解得到三亚短时强降水呈现全区一致和东西差异两种典型的空间分布模态，华南沿海海温异常是影响全区一致性降水模态的重要因子；短时强降水年平均出现站次为19.1,76.33%的短时强降水集中在16.0～30.0 mm·h^-1，短时强降水月变化呈双峰结构，峰值出现在7月份和9月份，87.32%的短时强降水出现在4～10月份；日变化的双峰结构明显，多发时段为04～05时、07～08时及16～17时；月平均短时强降水为26.6 mm·h^-1，极端小时降水为107.4 mm·h^-1，极端小时降水多由强对流系统引起. 83.34%的暴雨过程伴有短时强降水，两者呈显著性正...     

基于高密度自动站的深圳短时强降水特征分析

基于106个自动气象站的逐分钟雨量数据,对深圳短时强降水时空分布特征进行了分析。分析表明:①深圳的短时强降水多发生在西部沿海的宝安区、东部的大鹏新区山地,以及罗湖、福田和光明新区等地区的城市建成区;②东部短时强降水多发的原因可能与地形及季风有关,而中部和西部短时强降水多发的原因则可能与城市建成区的城市热岛效应及海陆热力差异有关;③年降水量与短时强降水频次没有一一对应的关系,有的年份即使年降水总量较小,短时强降水的频次仍然可能较多;④深圳市的短时强降水多发生在汛期(4~9月),其中以5~7月最为强盛。     

基于SMOTE算法和逻辑回归模型算法的江苏短时强降水潜势预报

短时强降水是导致城市内涝和山洪、滑坡等灾害的重要原因,其突发性强,局地性明显,预报难度大,是强对流天气业务预报的重点和难点之一。本研究利用2011-2018年的江苏省国家气象观测的逐小时降水资料对江苏省短时强降水时空分布特征进行分析,江苏短时强降水频次分布为典型的南多北少,主要降水出现在早晨04-10时和午后15-19时,前半夜出现降水的概率则较低。基于ERA5再分析资料,选取了对于短时强降水有较强判断能力的气象要素,合成少数类过取样算法（SMOTE）和逻辑回归（LR）方法,构建短时强降水的预报模型,利用2019年的,欧洲中期天气预报中心（ECMWF）预报产品基于该模型进行短时强降水的确定性预报和概率预报,并使用同期实况数据进行系统性检验和天气过程检验。结果表明该模型总体性能较好,对短时强降水出现与否有较好的判别能力和预报指示意义。未来24h以内的6h时效预报,TS评分在0.23以上,未来60h以内的6h时效预报TS评分均在0.2以上,但也存在着一定程度的空报和漏报。基于SMOTE+LR短时强降水预报模型对短时强降水的潜势预报具有较好的指示作用,对气象防灾减灾具有重要意义。     

G2京沪高速公路沿线降水特征分析

利用G2京沪高速公路2008-2015年中国自动气象站和CMORPH融合逐时降水量0.10网格数据集,采用统计学、天气气候学等方法,分析了G2高速公路的降水时空分布特征.结果表明,G2高速公路年平均降水量和降水次数存在南多北少的空间差异;冬春季降水以山东临沂公路点为分界,夏秋季降水无明显分界;降水日变化在空间上大致以淮河为界.相比北方公路,南方公路各等级降水全年持续时间长、降水次数多,小雨量各月差异较小,中雨、大雨和暴雨量各月差异大.春、夏、秋季北方公路降水峰值多出现在凌晨和晚上,南方公路降水峰值多出现在下午和清晨,冬季南北方公路降水日变化均不明显.短时强降水一般出现在00:00-08:00和16:00-23:00.     

1961-2014年广东汛期小时强降水的日变化特征

利用1961-2014年广东32个地面气象观测站逐小时降水资料,分析了广东小时强降水的降水量、降水频次和降水强度在整个汛期以及前、后汛期的日变化特征和空间分布差异。结果表明,广东区域平均的汛期小时强降水的降水量、降水频次的峰值都是出现在下午16时,次峰值出现在上午8时,而小时强降水的强度日变化不明显。广东汛期小时强降水量和降水频次的峰值分布存在区域差异,南部沿海峰值出现在早晨(6-9时)和中午(10-13时),雷州半岛和其余地区出现在下午(14-20时)。小时强降水的强度峰值在白天和夜晚都可以出现。前、后汛期小时强降水量日峰值振幅存在3个大值中心,分别位于西部的罗定,东部的五华和北部的南雄、连平。小时强降水频次日峰值振幅总体呈从沿海向内陆增加的趋势,而强度日峰值振幅区域差异小。     

1961—2017年郑州夏季降水日变化规律分析

利用郑州气象站1961—2017年逐小时降水资料,采用平均小时降水量、降水频次、降水强度、降水贡献率、降水发生率、降水历时及强降水等级等指标,分析了57年郑州夏季6—8月降水日变化规律.结果表明:①郑州夏季降水量和降水强度的日变化表现出明显的凌晨、傍晚和上午10时"三峰"结构,主峰出现在傍晚18时;而降水频次表现出凌晨1时至上午9时的单峰结构.②夏季降水量和降水强度日变化在上午10时呈现的峰值是由8月份降水贡献的,6—7月在该时段并未表现峰结构.③郑州各历时降水发生率随降水历时的增加呈对数递减趋势,而贡献率则呈先降低后增加的趋势.④郑州降水以1～5 h短历时为主,频发于傍晚和清晨前后,贡献率则以7～24 h历时为主,频发于凌晨下半夜至早晨.⑤强降水频发于凌晨和傍晚,三级频次最多,二级次之,一级最少;降水贡献率则相反.     

一次地面辐合线突发局地短时强降水特征分析

为了研究局地短时强降水天气的特征,使用MICAPS天气资料、南昌探空资料、宜春SA天气雷达等资料,对2020年6月8日新余局地暴雨天气过程进行分析,结果表明:暴雨天气过程是由突发性局地短时强降水造成,降水系统移速较慢、长时间维持、降水效率高,出现20 mm/h以上的短时强降水.地面辐合线是形成局地短时强降水的触发机制,降水系统随着地面辐合线的移动;辐合线移动过程中存在气旋性环流,导致系统移速缓慢,形成局地暴雨.新生云系如果出现合并现象,往往会快速地发展加强形成强天气.回波基本上沿地面辐合线排列和移动,在移动过程中还伴随回波单体的新生、发展、合并、减弱等过程,短时强降水发生在回波发展合并过程中.雷达剖面分析得出回波强度在垂直上发展的比较均匀,强回波中心分布在6 km以下高度上;水汽大部分集中在地面与5 km融化层之间,这种回波特征适合产生高效的降水.这些特征为新余短时强降水造成的暴雨天气提供了理论依据.     

丰城市短时强降水天气分型分析

为了有效监测丰城短时强降水和预警大暴雨天气的发生，使用自动气象站数据、MICAPS天气图、云图、探空等资料，采用多种分析方法，对丰城市2012—2020年(5—8月汛期)短时强降水过程进行分析，结果表明:1)丰城市20次短时强降水过程有28个短时强降水回波系统个例，最多一次过程出现4个短时强降水回波系统个例，短时强降水最大值为65.6 mm/h;丰城短时强降水的统计是以雷达回波系统来体现，表现在回波形态和组合反射率CR强度上; 2)强降水主要出现在5—9月，大部份个例伴有明显的低层辐合，200 h Pa有分流区，同时有“上干下湿”“上冷下暖”的温湿场垂直结构，低层辐合与高层辐散相配合导致强降水的发生; 3) T-lnP图上强降水过程多伴有深厚的湿层，但中层也会有“干盖”结构，上干下湿导致强对流的发展，触发强降水的发生; 4)强降水过程中850 h Pa气温平均19.6℃，700 h Pa气温平均11℃，500～1 000 h Pa风垂直切变平均为10 m/s,700 h Pa相对湿度平均为89%,500 h Pa相对湿度平均为89%,CAPE平均614 J/kg、K指数平均38℃、SI...     

1981—2020年江西不同等级小时强降水的变化特征分析

利用江西省87个地面观测站1981—2020年逐时降水量资料，并对小时降水量≥20 mm/h的降水进行分级，对3个等级(20～30 mm/h、30～50 mm/h、≥50 mm/h)小时强降水次数的时空变化特征进行分析。结果表明:近40 a江西不同等级强降水发生频次均呈显著增加趋势，其中20～30 mm/h、30～50 mm/h等级小时强降水发生频次增加非常显著;不同等级小时强降水次数在21世纪00年代中期发生增加的突变;江西大部分观测站小时强降水次数呈增加趋势，其中江西中东部临川—丰城一带不同等级小时强降水次数增多趋势最为显著。     

珠江三角洲城市短时强降水概率分布模型的对比分析

采用GPD、GEV和Pearson-Ⅲ型3种概率分布模型,对比分析珠江三角洲18个城市短时强降水的概率分布,主要结论如下:1经AD、PPCC、RMSE和Q统计值拟合优度检验结果显示GPD模型普遍优于GEV和PIII型,反映超限量阈值法更适用于观测年限较短站点的极端水文气象事件的设计分位值推算;2花都、广州、新会、恩平、顺德、中山、珠海、深圳8个城市GPD模型的形态参数表明短时强降水出现概率高,且推算的设计降水大于GEV和P-III相应设计值;3参考相关"短时临近降雨强度等级划分"标准,珠江三角洲两年一遇短时强降水雨强即可达特大暴雨级别,是导致城市内涝的主要影响因子。     

Diurnal variations of summer precipitation in Beijing

Climatic characteristics and secular trends of diurnal variations of summer precipitation in Beijing are studied using hourly self-recording rain-gauge data during 1961-2004. The results show that both rainfall amount and rainfall frequency present high values from late afternoon to early morning and reach the minima around noon. Two separate peaks can be identified in the high value period, one in the late afternoon and the other in the early morning. Taking the rainfall duration into account, it is found that the rainfall during late afternoon to midnight mainly comes from the short-duration rainfall events （an event of 1-6 hours in duration）, while the rainfall during midnight to early morning is accumulated mostly by the long-duration rainfall events （an event that lasts longer than 6 hours）. In the recent 40 years, the summer precipitation in Beijing has been considerably restructured. The total rainfall amount of short-duration events has increased significantly, while the total rainfall amount of Iong-duration events has decreased.     

The asymmetry of rainfall process

Using hourly station rain gauge data in the warm season (May-October) during 1961-2006, the climatological features of the evolution of the rainfall process are analyzed by compositing rainfall events centered on the maximum hourly rainfall amount of each event. The results reveal that the rainfall process is asymmetric, which means rainfall events usually reach the maximum in a short period and then experience a relatively longer retreat to the end of the event. The effects of rainfall intensity, duration and peak time, as well as topography, are also considered. It is found that the asymmetry is more obvious in rainfall events with strong intensity and over areas with complex terrain, such as the eastern margin of the Tibetan Plateau, the Hengduan Mountains, and the Yungui Plateau. The asymmetry in short-duration rainfall is more obvious than that in long-duration rainfall, but the regional differences are weaker. The rainfall events that reach the maximum during 14:00-02:00 LST exhibit the strongest asymmetry and those during 08:00-14:00 LST show the weakest asymmetry. The rainfall intensity at the peak time stands out, which means that the rainfall intensity increases and decreases quickly both before and after the peak. These results can improve understanding of the rainfall process and provide metrics for the evaluation of climate models. Moreover, the strong asymmetry of the rainfall process should be highly noted when taking measures to defending against geological hazards, such as collapses, landslides and debris flows throughout southwestern China.     

川东丘陵区柏木林水土保持措施径流调控效果对比

川东地区是我国重要的生态功能区。针对该区域由于水土流失导致的柏木林生态服务功能日益下降的现状,通过天然降雨下坡面径流小区降雨径流原位观测试验,对比分析了3种坡面水土保持措施径流调控的效果。研究结果表明：当场降雨在一定阈值内：总雨量9.6-51.0mm,平均雨强3.4-31.9mm.h^-1,随着雨量增大、雨强增强,措施径流小区径流调控能力逐渐增强,对照径流小区的平均径流系数达到了措施径流小区的 1.8倍,措施径流小区平均入渗率达到了对照径流小区平均入渗率的3.6倍。水平阶、垒穴/培土和综合措施最大可消减径流峰值的54%、46%和55%,最大可减少坡面径流总量的59%、39%和38%。中雨时,垒穴/培土措施和综合措施消减径流峰值、减少坡面径流总量的效果优于水平阶;大雨、暴雨时,水平阶优于垒穴/培土措施和综合措施,尤其是短历时、强降雨。综合消减径流峰值、减少径流总量的作用来看,在川东雨季多短历时、暴雨的气候特点下,水平阶能够发挥最优的水土保持效果。     

两种冰草属植物光合生理特性研究

 采用Li-6400便携式光合测定系统,测定旱作条件下引种栽培的两种冰草属植物光合生理特性。结果表明,净光合速率Pn日变化均为双峰型,第1峰值均出现在10:00左右,第2峰值均出现在16:00。在午后14:00,由于气孔限制因素所致,出现了不同程度的光合“午休”现象,PAR是引起“午休”的间接因素。蒸腾速率Tr和气孔导度Gs日变化均为双峰曲线,峰值时间与净光合速率一致。胞间CO₂浓度Ci日变化近似V字形,14:00左右降至最低。两种植物叶片水压亏缺VPD变化趋势一致,而水分利用效率WUE日变化相反。上述各光合生理参数日均值大小表现为蒙古冰草高于沙生冰草。环境因子Ca和Ta对蒙古冰草的Pn日变化影响较大;Ca和RH对沙生冰草的Pn日变化影响较大,同时对两种植物的Tr日变化影响也较大;两种植物的Pn和Tr的主要生理影响因子是Gs和VPD。     

福建省台风降雨的小时尺度响应特征

基于近5 a登陆福建沿海地区的台风最佳路径,采集台风登陆地区在台风登陆前后3 d(总计7 d)1 747个气象监测站的降雨时程数据.通过识别提取台风登陆区域的降雨特征,在小时时间尺度上,比较研究各登陆区域台风降雨雨型、累积降雨量时程响应特征、峰值降雨强度以及降雨的时间尺度特征.研究结论可为台风暴雨型滑坡灾变机理的数值模拟及模型实验提供重要借鉴,为东南沿海台风暴雨型滑坡的防灾减灾工作以及在更小时间尺度上进行滑坡灾害临滑预警提供理论基础.     

美人蕉与花叶美人蕉光合特性比较研究

在广西大学校园内,对美人蕉(C anna ind ica L.)和花叶美人蕉(C anna g lauca L.)的叶绿素含量、净光合速率、蒸腾速率和水分利用效率等生理特性进行测定和对比分析。结果表明:2种植物的净光合速率和蒸腾速率日变化均为“双峰型”曲线,1天中的最高峰出现在10:00左右,16:00左右出现第2个较小的峰。美人蕉的各项生理指标均高于花叶美人蕉,其中叶绿素含量和日平均净光合速率分别是花叶美人蕉的2.67倍和1.78倍,而且,美人蕉具有较高的水分利用效率。两者的蒸腾速率日平均值差异不大。     

杨小舟蛾取食对杨树叶片光合生理特性的影响

研究了杨小舟蛾(Micromelalopha troglodyta)取食对杨树叶片光合作用的影响,并探讨了杨树叶片受取食影响后的光合补偿机制。结果表明:杨树叶片被杨小舟蛾取食后,叶片净光合速率(Pn)日动态波动变化幅度强于对照,呈单峰型曲线,峰值出现时间在上午12:00时,比对照滞后2 h,且峰值比对照提高了16.4%。单位面积受害叶片在上午(8:00—12:00)累积同化CO2的量比对照上升了9.6%,而下午(13:00—18:00)略有下降。1天中(8:00-18:00)累积同化CO2的量两者之间差异不显著(p>0.05)。蒸腾速率(Tr)的日动态为双峰曲线,分别在上午12:00和下午15:00出现蒸腾高峰;被取食叶片蒸腾速率及日累积蒸腾耗水量明显低于对照,而水分利用效率(WUE)、光饱和点(LSP)、最大净光合速率(Pn,max)分别比对照显著提高(p<0.05);暗呼吸速率(Rd)比对照高出10.33%。表观量子效率、光补偿点(LCP)等光合指标与对照差异不明显。分析表明,杨树对杨小舟蛾的取食危害存在光合补偿的适应机制。     

移动降雨条件下结皮对坡面产沙的影响机理

通过室内小尺度坡面(4m×1m)人工降雨物理模型,设计沿坡面上下移动的移动降雨工况进行产沙产流过程比对试验,对产流产沙量时空特性及侵蚀泥沙粒径特性进行分析,探讨不同降雨移动方向条件下结皮对坡面产沙过程的影响机理。结果显示:结皮发育造成产沙显著减少;降雨向上移动时,结皮发育成熟使峰值产沙提前出现,而向下移动时产沙峰值始终随产流峰值一起出现;向上移动降雨工况在雨强3.6×10-5 m/s时达到产沙峰值和等效泥沙浓度的最大值,而向下移动工况则对应更大的降雨强度;结皮发育在降雨初期对产沙成分的影响最明显,总体上产沙成分保持特定比例结构,粉粒最易受侵蚀,粘粒次之。研究表明:结皮发育是影响移动降雨条件下坡面产沙时空特性的重要因素。     

2010—2012年河南省驻马店市短历时强降水的形成原因及物理模型的建立

针对驻马店2010—2012年出现的54次短历时强降水过程,研究了其时空分布特征、天气背景和环境条件,从形成机制上将其分为暖区对流系统和锋面对流系统两类,同时对短历时强降水的天气雷达产品如反射率因子、径向速度场、垂直积分液态含水量、风暴跟踪信息等特征进行了详细的分析,并以此建立短历时强降水的物理模型;对预报中的失误之处进行反查,整理出了此类天气的天气模型和预报思路,为以后准确预报短历时强降水天气提供科学借鉴.     

大豆叶片光合与呼吸,硝酸还原酶活性及可溶性蛋白含量相互关系的探讨

对三个栽培品种大豆的叶片光合速率、硝酸还原酶活性和叶片可溶性蛋白含量的日变化进行了研究,结果表明：随时间进程光合速率逐渐上升,中午（１２：００）达最大值,随后又降低;硝酸还原酶也表现出类似的趋势,在中午（１２：００和１５：００）达到高峰,以后又下降;叶片可溶性蛋白含量亦呈现出类似的日变化,对叶片暗呼吸速率的夜变化研究结果表明,暗呼吸速率从１８：００￣６：００呈现随时间进程而增高的趋势,但在３：００