南京城市森林的大气水分特征

通过同期(1998~2002年)南京市远郊林区空旷地与市内气象站的日蒸发、降水记录,从两气候要素的多年平均、月变幅、月际差、月极值等方面研究了南京城市林区的大气水分特征,并与市内常年值(1960~1990年)作比较。结果表明,同期年均蒸发量林区比市区低 19%,其中差值以秋季最大(25%),春季最小(16%);年均降水量则林区略多4%,又以冬季为最多(10%)。同时证实城市森林对近地层大气有补湿功能。     

一次天津地区暴雨过程的中小尺度分析

用NCEP再分析资料、雷达资料以及地面自动站每小时资料对2005年6月28-29日发生在天津地区的局地暴雨天气进行诊断分析,研究结果表明:高低空急流耦合是暴雨发生发展的有利背景,由天津市西南方向移来的中尺度系统与市区地面中尺度辐合线共同作用是产生这次局地暴雨天气的直接触发机制。天津市区的局地条件在这次局地降水的过程中起到了相当重要的作用。     

ECMWF集合预报产品对福建前汛期暴雨的预报性能评估

通过对2013—2015年福建前汛期暴雨过程中ECMWF集合预报降水产品在暴雨以上级别的预报性能评估,并结合其他量级降水的预报性能,融合产品性能最好。各集合预报产品的预报性能受暴雨的范围影响,对日暴雨1～4站的预报性能都较差,日暴雨4站以上的预报性能明显提高。部分产品对日暴雨8站以上比5～8站的预报性能还有明显提高,但一部分产品随站数的增加,其预报性能不再增加甚至有所下降。进而导致在不同的年份里由于日暴雨范围组成的不同,某些产品逐年预报性能起伏较大,某些产品则变化较小。各集合预报产品在不同的时效、地理区域预报性能不同,都有其独特的价值,实际业务中要考虑地理位臵并结合适当的产品综合使用。     

近48年贵州暴雨日数及降水总量的变化特征研究

 利用贵州81个台站1963—2010年的逐日降水资料,采用一元线性回归、五年滑动平均、EOF分解、相关分析、Morlet小波变换对贵州48年暴雨日数及降水量进行统计分析,并对二者不同的变化趋势作了对比分析.结果表明：①暴雨日数与年总降水量关系密切,暴雨日数与年降水总量在2—4年上震荡周期明显,二者在此时间尺度上具有很好的凝聚共振关系,降水总量的变化略落后于暴雨日数的变化;②暴雨日数及降水量在空间上均具有由南向北递减的特征,暴雨日数81个测站中有48个站的暴雨日数是增加的,而81个测站中有77个站的年降水总量降水趋势是减少的,二者在黔西南、遵义、毕节及黔南有较一致的减少趋势,而在其余地方二者为相反的变化趋势,且二者的前三模态空间分布上具有较一致的变化特征;③暴雨日数及降水量均具有多尺度变化特征,在月季尺度上,暴雨及降水量主要出现在5—9月,且各月变化幅度较大;在年代际尺度上,近48年贵州暴雨日数呈现一定的增加趋势,但是未通过显著性检验,而降水总量呈明显的下降趋势,通过了0.05的显著性检验.     

2020年春季莆田市一次暴雨成因初探

应用ERA 50.25°×0.25°逐小时的全球再分析资料、NCEP/NCAR 1°×1°逐六小时的全球再分析资料、雷达回波资料和常规观测资料,从环流背景、中尺度特征和物理量场特征分析以及对各家模式降水预报进行检验,探讨莆田市一次暴雨的发生机制。结果表明,莆田市2020年5月21日发生的暴雨过程是低涡型降水,降水主要位于低层西南风和东南风形成的切变线附近,且暴雨过程的发生与中尺度系统密不可分,受地面辐合线的地形共同影响,莆田出现集中的降水时段;与低空急流对应的低层正涡度中心是降水加强的一个重要指标,θse的锋区与冷空南下的位置对应。大雨以上的降水全球模式的参考性较大,但是暴雨预报能力还是较差,暴雨落区和多模式的一致性都不好,区域模式大雨以上的降水参考性较差;日常预报中要注意从中尺度和物理量进行全面分析,加强多源数据应用,加强风廓线雷达、雨滴谱仪、自动站等非常规资料的监测、应用及检验。     

尤溪县区域自动站暴雨天气系统统计特征及其应用

利用尤溪县气象站及各乡镇2009—2016年区域自动站最新降水量资料,对128个暴雨及以上降水过程按影响天气系统进行分类,采用统计县站及各区域站间年雨量、暴雨及大暴雨天气过程两两之间的相关系数,分析各地降水量的关联性以及暴雨天气系统分布规律。结果表明,①尤溪县各区域站之间暴雨降雨量存在显著相关,但各区域站大暴雨降雨量的相关性较差。②暴雨天气系统分类中,Ⅰ类:低层切变(伴高空槽、冷空气)出现次数最多,占总数的68%;Ⅱ类:台风(含热带风暴或其环流)占总数的16%;Ⅲ类:副高边缘(含副高控制)、Ⅳ类:偏南风辐合(含东风波)合计占总数的16%。前两类各区域站之间暴雨降水量存在显著相关,通过信度0.01检验的占比达91%和76%;Ⅳ类关联性较差,而Ⅲ类基本没有关联,因此后两类暴雨尤其是大暴雨降水预报中应以报部分乡镇或局部性为宜。③根据各区域站之间强降水雨量两两相关系数,确定了尤溪中部区域、尤溪东南部戴云山脉区域、尤溪西北部玳瑁山脉区域等强降水一致区,作为短临天气预警预报的依据之一。     

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.     

基于单站CORS的台风麦德姆造成的降水量分析

对2014年7月台风麦德姆(Matmo)影响青岛市并造成的一次暴雨发生过程的单站CORS观测数据处理以获取对流层延迟量,利用对流层延迟中的湿延迟量计算大气可降水量(PWV),将其变化与实际降水的发生时间和降水量进行对比分析,得到了PWV变化与降水发生过程之间的关系,即在暴雨发生前3~6hPWV会有明显下降,进一步得出单站CORS获取的PWV值能够用于暴雨等强降水预报。     

昆明市两次局地短时暴雨过程对比分析

利用常规观测资料、多普勒天气雷达、地面自动站加密资料及NCEP再分析资料,对2017年7月20日和2019年7月20日发生在云南省昆明市主城区的两次局地短时暴雨天气进行对比分析.结果表明,两次过程均是在两高辐合、低层切变影响背景下产生的,不稳定层结、充沛的水汽条件和地面中尺度辐合线为短时暴雨提供了热力不稳定、动力抬升和水汽条件."19.7.20"过程的水汽条件,垂直上升运动较"17.7.20"过程更明显,因此短时暴雨的强度和范围更大.雷达资料显示,"17.7.20"过程以层状-积云混合降水为主,强回波发展较高,"19.7.20"过程以层状云降水为主,为低质心降水结构,两次过程对流回波在昆明主城上空不断加强发展,移速缓慢,持续时间长,速度图上有小尺度辐合区,对强降水的维持和加强有重要作用.地面中尺度辐合线对强降水的发生有1～2 h的提前预报实效,主城特殊的喇叭口地形对降水的增幅作用明显.     

长白山地区暴雨特征及重现期几种计算方法对比

利用长白山地区59 a地面观测资料,分析暴雨发生的气候规律;基于年最大值法选样,选取指数、耿贝尔Ⅰ型、皮尔逊Ⅲ型、韦布尔4种分布函数对长白山地区不同海拔3个站点暴雨重现期进行拟合计算,推求4种分布函数参数,得出重现期-年最大日降水量关系曲线,并进行χ2检验.结果 表明:长白山地区暴雨具有明显的时空分布特征.天池站暴雨日数7月最多,其他站8月占比最大;2000年以来,平均暴雨日数呈增多趋势;指数分布年最大日降水量较小,其他3种算法预测值比较一致;在χ2检验中,耿贝尔Ⅰ型分布法在二道站和东岗站暴雨重现期计算中表现优异,韦布尔分布法在天池暴雨年最大日降水量的预测中更胜一筹.     

江西省不同等级雨日数的变化特征及对降水量的影响

利用1961—2010年江西省79个气象台站逐日降水资料,借助小波分析、M-K检验等方法分析了50年来不同等级降水日数的时空变化、周期性和突变性特征,与厄尔尼诺(ENSO)的关系,以及对年降水量的贡献程度.结果表明:总雨日数和小雨日数呈下降趋势,而暴雨日数和大雨日数增长趋势较为明显,中雨日数的变化较为稳定; 雨日数变化趋势在空间上表现为“东部比西部活跃、南部比北部活跃、中部趋于稳定”的特征; 不同等级雨日数的突变时间和变化趋势不同,其震荡周期在28年、8年、9年、22年不等; 雨日数变化可能受ENSO暖事件滞后效应控制,以总雨日数和小雨日数最为显著; 大雨日数、暴雨日数和小雨强度对降水量的影响最为显著; 暴雨日数和小雨强度对降水增量的影响具有全局性特征.     

低纬高原地区不同强度降水日数变化及其与20092011年干旱的联系

根据低纬高原地区19612011年逐日降水量台站观测资料,利用趋势分析、小波分析等统计诊断方法对低纬高原地区不同强度降水的时空分异特征进行研究,结果表明:低纬高原地区降水事件以小雨和中雨为主,其日数占总降水日数的90 %以上,产生的降水量也达到总降水量的60 %以上.小雨和中雨量级降水日数与低纬高原总降水日数及总降水量的U型分布特征较为相似,但大雨及暴雨量级降水日数与总降水日数的空间分布差异明显.伴随着全球增暖,低纬高原地区东部小雨及中雨量级降水事件发生频率显著减少,导致低纬高原东部地区的总降水量呈现明显减少的趋势.而低纬高原西部地区,各量级降水日数变化趋势在空间上存在较大差异,各量级降水日数对总降水量贡献相互抵消,导致低纬高原西部地区总降水量变化趋势不明显.对造成20092011年连续严重干旱的各等级降水频次贡献进行分析,结果表明中雨量级降水频次异常偏少在此次严重干旱事件的发生、发展中起决定性作用.     

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。     

开封近50年暴雨、大暴雨时空分布特征分析

利用1961—2009年近50年来开封地区逐日降水资料,对开封暴雨、大暴雨进行时空分布特征分析,结果表明:其年代际变化均呈波浪型,波峰为20世纪70年代,波谷为80年代,90年代回升,21世纪初大暴雨呈减少趋势.开封地区的暴雨具有明显的季节性特征,夏季暴雨最多,尤其是7月中下旬最为集中;多局部暴雨,少区域性暴雨,连续暴雨也较少;暴雨南部多北部少,而大暴雨东部、东南部多,西部少;年暴雨站次数与年降水量呈很好的正相关;夜暴雨多于昼暴雨,并分析了暴雨的成因和产生特大暴雨的天气形势.     

前汛期惠州市强降水气候突变及其环流特征分析

 惠州市地处气候年际变化显著的东亚季风区,近几十年来前汛期强降水事件频繁,尤其自20世纪90年代以来有很多暴雨灾害发生。为了客观地分析惠州前汛期强降水事件的异常情况,利用1967-2009年惠州市降水资料和NCEP/NCAR再分析资料,研究了前汛期惠州强降水的气候变化及其环流特征。结果表明：前汛期惠州市总降水量和暴雨量大,暴雨日数多;它们的年际变化一致,无明显趋势变化。但自1990年代中期至今,强降水异常有增多且强化的趋势。进一步对比惠州前汛期强降水异常事件突变前后的环流特征,强降水偏多（少）年,突变前后低纬地区均呈现偏南（东北）气流异常,而引起强降水偏多（少）年突变的环流形势差异,主要表现为突变后冷空气作用明显,低层北风分量增强;突变前后物理量的差异则主要表现为,突变后强降水偏多年高、低层散度梯度加大,垂直上升运动偏强,对流性不稳定加大,强降水偏少年上述物理量的变化相反;以上差异特征均导致突变后强降水偏多年更易引发或加剧强降水异常,强降水偏少年更不易于强降水的发生。     

场次降水与日降水差异对比

基于我国中东部18个气象站逐分钟降水数据,整理得到日降水与场次降水资料,统计日降水与场次降水的对应关系,并对比不同级别降水量的差异;同时,基于全国811个气象站08:00-20:00与20:00-08:00逐半日降水数据,按气象站(20:00-20:00)与水文站(08:00-08:00)2种日界标准整理出2套日降水资料,分析降水日界对日降水资料的影响.结果表明:大部分场次降水过程发生在同1日或者跨1日;场次降水量均值、90百分位、95百分位以及最大值4个指标的计算结果分别为日降水对应指标的1.2、1.2、1.3和1.5倍;将日降水资料计算得到的10、20、50、100a一遇重现期降水量分别乘以转换系数1.39、1.42、1.44和1.45,可与基于场次降水资料计算所得结果相当.气象站和水文站降水日界对大暴雨及其以下级别雨日数无显著影响,但对特大暴雨级别,气象站雨日数显著多于水文站;长江流域、珠江流域及西北大部,气象站标准重现期日降水量普遍大于水文站标准,而东南沿海地区、华北北部和东北北部,水文站标准重现期日降水量普遍大于气象站标准.      

典型山地城市雨水径流污染负荷时空分布

为了了解山地城市雨水径流污染特征,选取坡度大、绿地比率高的典型山地区域,研究在各降雨等级条件下、不同下垫面的初期雨水污染物时空分布特性及不同污染物指标间相关性。结果显示：径流污染在降雨初期有最大值,其后各污染指标随时间变化迅速下降,且雨强越大趋势越明显;不同下垫面初期雨水径流水质优劣顺序为砖石>硬化铺装>绿地,不同雨强初期雨水径流水质优劣顺序为中雨>大雨>暴雨;研究区域内地表径流中总氮(TN)主要以溶解态输出,总磷(TP)则以颗粒态输出;绿地的产流中颗粒态氮磷要显著高于其他下垫面,暴雨下雨水径流中颗粒态氮磷也显著高于其他雨强;在不同雨强及下垫面条件下,悬浮颗粒物(SS)与高锰酸盐指数(COD_Mn)、TP、TN、溶解性总磷(TDP)、溶解性总氮(TDN)均高度正相关。说明山地型绿地存在一定水土流失情况,污染负荷较集中于初期雨水中,而且随雨强增大更加明显,SS对各污染物浓度的变化具有显著影响。因此,控制初期雨水中SS含量是降低山地城市雨水径流污染物含量的有效途径。     

黄土高原地区中小流域日降雨空间分布特征

选择黄土高原具有代表性、雨量站网较密的岔巴沟流域日雨量资料,分析日降雨的空间分布特征.在相关域的基础上,进一步借用正六边形空间结构估算单站所代表的面积.结果表明,在0.8和0.7的相关水平上,黄土高原日降雨的相关域分别为9和19 km;按照正六边形空间结构估算,在0.8和0.7的相关水平上,单站所代表的面积分别为70和310 km2.为准确预报土壤流失量提供了依据.     

林内蒸发量的研究

根据下蜀生态定位站内三种林分和一片空旷地中１９８８年１月～１９９６年１２月的日蒸发量测定资料,对林内外蒸发量进行了研究,结果表明空旷地无雨日蒸发量比林内多１～４倍;就三种林分相比无雨日蒸发量是松林＞栎林＞杉林,但差值至多７０％。同时也讨论了林内雨日蒸发量测定失真的原因。