永泰县暴雨灾害强度定量化评估方法研究

以永泰县为例,探讨了单站暴雨过程的综合强度评估模型和年际变化特征。采用国家气象观测站1961-2010年逐日降水量,根据给定的暴雨过程识别方法,筛选出199次暴雨过程。选取过程累积降水量、最大日降水量和暴雨过程持续天数3个评估因子,并通过相关系数法确定各因子权重,从而构建暴雨过程综合强度评估模型。采用百分位数方法分别确定各评估因子和综合强度等级的划分阈值,并将每年逐个暴雨过程综合强度进行累加得到年暴雨综合强度,分析暴雨综合强度的年际变化特征。     

基于宁夏人影作业情况的降水特征分析

分析2003—2015年宁夏人工影响天气作业情况。根据宁夏区域24个气象站1990—2015年日降水资料，用统计方法，对逐年降水量、月降水量、降水日和月雨型占比进行分析，研究26 a宁夏降水分布特征。结果表明,2003年以后，大部分月降水量、降水日数增加，小雨、中雨出现的概率增加，大雨和暴雨出现的概率减少。对宁夏人工增加降水作业效果评估具有一定的参考意义。     

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.      

城市化对长江三角洲区域降水的可能影响

本文利用我国中东部地区115个测站1960—2005年的逐日降水资料,分析了城市化对我国长江三角洲地区降水的可能影响.以中东部地区为背景,对比分析了长江三角洲地区与背景区域的年降水变化趋势,结果都呈现增长趋势,长江三角洲地区的年降水量增长速度明显快于背景区域的年降水量增长速度.同时分析了两个区域不同季节和不同强度的降水变化特征,结果表明:春、秋两季降水都减少,春季长江三角洲地区降水减少速度慢,而秋季长江三角洲地区降水减少速度快;整个中东部地区小雨的年降水量减少,中雨、大雨和暴雨的年降水量增加,长江三角洲地区小雨的年降水量略有增加,中雨、大雨和暴雨年降水量的增长速度明显高于整个中东部地区.结合降水天数的变化情况,说明降水强度加大是长江三角洲地区降水增加的主要原因,这可能与该地区的快速城市化进程有关.     

1960—2018年河南省降水时空变化特征及重心

河南省是中国粮食生产核心区,研究其降水时空变化特征对于防治旱涝灾害、保障粮食生产具有指导意义.基于河南省112个气象站1960—2018年降水量资料,利用Mann-Kendall法、滑动T检验、小波分析等方法对河南省站点及分区降水变化趋势、突变点和周期性进行了分析,并利用重心模型、标准差椭圆等方法分析了河南省降水重心分布特征.结果表明:1960—2018年期间,河南省的112个站点中,67.9％站点降水量呈下降趋势,32.1％呈上升趋势,全省各站点气候倾向率主要位于-28～24 mm/10 a;河南省5个分区年降水量中,仅豫东地区年降水量呈上升趋势,各分区存在不同时间尺度的变化周期,在整个研究时域内经历了2.5次左右丰-枯交替循环变化;河南省降水重心分布在许昌市许昌县和漯河市临颍县一带,近59 a降水重心有明显向东移动趋势.     

高分辨率气象格点融合产品在河南省的适用性分析

以河南省国家气象站和区域站观测数据为标准，对2020年12月—2021年11月河南高分辨率气象要素逐时距地面2 m温度、24 h累积降水二源及多源格点融合产品，进行误差、均方根误差、相关系数的时间分布和空间分布等检验，同时也对二源和多源融合降水产品在极端暴雨中的适用性进行了评估.结果显示：(1)2 m温度格点融合产品比站点观测温度整体偏暖，平均误差-0.015～0.005℃，整体偏差较小，数据比较准确.(2)二源和多源融合降水产品逐日平均误差-2.5～0.5 mm，大部分时次0.5 mm左右，降水量级较小时误差较小，但特大暴雨量级（250 mm以上）降水时，两种格点融合降水产品对降水有一定的低估，偏差可达50 mm以上.相对而言，多源格点融合降水的准确性优于二源格点融合降水.     

云南省秋季降水强度时空演变特征及其对降水量影响分析

本文选取云南省1979-2016年125个气象台站秋季逐日降水量资料,利用Mann-Kendall趋势分析和突变检验方法,研究了秋季降水量降水强度趋势变化规律,发现年均降水量及小雨、中雨、大雨等级雨强大部分站点呈下降趋势,少数站点呈上升趋势;暴雨等级降水强度差异较大;年均雨强在较多站点存在显著性突变.应用经验正交函数(EOF)分解方法分析了秋季降水时空分布特征,从第一、二模态发现多年平均降水量从南向北逐渐减少,主要特征是大范围区域降水具有一致性,其次为滇中及以东以南与滇西及滇西北地区反向变化空间分布型态,这与云南省过去几十年天气状况及极端降水现象相符合.而后,分析了降水强度和降水日数对降水量的影响程度及其差异性.以雨强贡献大于雨日贡献为正,发现对于多年小雨、中雨、大雨等级,全局为负且具有一致性.年均降水量主要表现为西南、西北、东南地区为正,滇中及东部东北地区为负.至于暴雨,两者贡献值百分比差异明显且幅度较大,东北为负,西南为正,由东北向西南递增.可以认为雨量等级越大,降水强度对降水量影响越大.本研究在云南省降水研究中具有重要的现实意义.     

基于强降水分布特征的湖北省梅雨分类及讨论

利用1960～2014年湖北省50个气象站逐日降水资料,研究了本地区梅雨期气候特征,将梅雨年聚类为4类并探讨偏强年份2类梅雨的合理性.结果表明：湖北省梅雨入梅推迟,出梅提前,梅雨期长度缩短,雨强下降,强度减弱;梅雨期降水日数显著减少,强降水过程增加但区域性强降水过程减少.K聚类分析后发现Ⅱ类梅雨强度大于Ⅰ类梅雨,Ⅱ类梅雨期内暴雨、大暴雨及区域性暴雨多于Ⅰ类;Ⅱ类梅雨期雨带稳定少动,以区域性强降水为主,Ⅰ类梅雨期内6月雨带较为散乱,单点强降水为主,7月雨带与Ⅱ类相似.从两类梅雨期南海季风爆发时间、副高面积、强度及脊线环流因子结合梅雨期内灾损验证梅雨聚类合理,为湖北省梅雨诊断分析提供参考.     

我国长江中下游地区降水变化趋势分析

利用1951—2001年10个代表站的逐日降水观测资料，运用线性趋势法分析了51年来长江中下游地区年和季的降水量、降水日数和降水强度的变化趋势，用Mann—Kendall法对降水日数和降水强度的突变进行了检验，并对日降水量分级别讨论了各等级对总降水量贡献的变化趋势．分析表明：（1）该区域年降水量变化趋势不明显，但春季和夏季降水量分别有显著减少和增加的趋势；（2）除夏季外，其余各季和年的降水日数均为显著减少，且年降水日数减少的突变发生在1977—1978年之间；（3）由于年降水量的微弱增加和年降水日数的显著减少，导致年降水强度的显著增加，且年降水强度的突变发生在20世纪80年代中期；（4）年降水强度增加主要是由于暴雨（日降水量≥50．0mm）对降水总量贡献的增加，而暴雨对降水总量贡献的增加又是由于其对降水日数贡献的增加，因为暴雨本身强度的变化趋势不显著．     

ECMWF极端天气指数产品在湖南降水预报中的评估

利用2016—2017年欧洲中期天气预报中心(ECMWF)集合预报系统的逐日极端降水天气预报指数产品资料和实况降水资料,运用ETS评分和偏差分析等方法,对EFI产品在湖南降水预报效果进行了检验评估.结果表明:预报EFI与实况降水量存在显著正相关关系,各等级降水EFI最优阈值的ETS评分随预报时效增加、降水量级增大而减小;EFI对暴雨的预报准确率在夏季最高,最优阈值最低,预报偏差最小,对暴雨的预报准确率在秋季其次,春季和冬季准确率最低.     

基于复合极值模型的暴雨重现期研究--以川东北地区为例

利用川东北地区29个气象观测站1960—2010年的逐年暴雨日数和暴雨日降水量资料,根据复合极值理论,建立了泊松-广义帕累托复合极值模型,利用该模型对暴雨的重现周期进行了分析.研究结果表明:1)该地区暴雨发生日数序列服从泊松分布,暴雨日降水量序列服从广义帕累托分布;2)复合极值模型不仅综合考虑了暴雨的多要素特征,而且拟合效果良好;3)在当前气候条件下,该地区50年一遇和100年一遇的暴雨日降水量空间分布特征基本一致,总体上呈现山地降水多,平地降水少的特点.     

淮河流域极端降水特征及不同重现期降水量估计

基于淮河流域25个气象站的逐日降水量资料,分析了极端日降水量、极端最大过程降水量和最大持续降水日数3个极端降水指标的时空变化特征,利用广义极值理论估算了重现期降水量.结果表明:在空间上,半湿润气候区有更强极端降水过程,而湿润气候区降水极端性偏小;在时间上,降水偏多的年代,极端降水量和极端降水过程更多,降水偏少的年代,极端降水指标数值偏小;重现期时间尺度存在临界点,在临界点以下,各站重现期降水量都会明显增大,超过临界点,淮河流域上游和南部重现期降水量变化很小,而中游、下游和北部重现期降水量增大明显.     

闽北山洪致灾临界雨量重现期分布及山洪风险分析

根据山洪发生时的降水资料、洪水淹没记录和地理信息资料,利用二维水动力模型"Floodarea",计算闽北山洪6h致灾临界雨量;根据多年降水资料,计算闽北气象站各重现期6h最大降水量,并利用ArcGIS进行区域插值计算.结果表明,闽北6h最大降水量高值区位于西部、东部和中南部部分地区;山洪低致灾等级临界雨量相当于5年以内重现期的6h最大降水量,多数为1年;中致灾等级临界雨量相当于2~5年重现期的6h最大降水量,少数为1年;多数山洪沟高致灾等级临界雨量相当于5年以上重现期的6h最大降水量,少数2年以内.天气背景分析表明,闽北地区短历时强降水主要由锋面暴雨和台风暴雨引起.     

河南省近53年旱涝变化特征分析

根据河南省17个气象站1961-2013年逐年的降水和温度资料,基于降水温度均一化指标,并结合趋势拟合方法,定量分析河南省降水温度均一化指标、干旱站比例、洪涝站比例以及旱涝站比例,揭示了该研究区域旱涝时空变化特征.结果表明:降水温度均一化指标总体上以-0.15/10a的速率下降,在一定程度上说明河南地区趋于干旱化的趋势;在空间分布上,各测站的降水温度均一化指标线性趋势值有较强的空间分布规律,干旱化趋势沿西北-东南方向逐渐减弱,黄河流域以南旱涝频率较高,而其中孟津地区的旱涝频率也较高.总体来看,河南地区干旱有加剧趋势,洪涝则减缓.研究结果与实际基本相符,可为河南省相关部门制定抗旱涝对策提供参考.     

基于MCI的河南干旱时空变化特征分析

利用1971～2018年河南110个气象站点逐日逐日气温和降水量等资料,根据《气象干旱等级》干旱标准,计算得到各站点近48年逐日气象干旱综合指数（MCI）。基于MCI指数分析了历年平均干旱日数、各等级干旱年平均干旱日数、各季节平均干旱日数和干旱站次比的年变化、季节变化特征。结果表明：近48年来河南年平均干旱日数整体趋势自南向北逐渐增加,轻旱、中旱等级干旱年平均日数呈北多南少趋势,春季、夏季和冬季平均干旱日数呈北多南少趋势;近48年来干旱站次比的变化范围较大,区域性干旱在该地区出现的频率最高,河南干旱发生的范围有加大的趋势,除冬季外其它三个季节干旱发生的范围有逐渐加大的趋势。     

气候变化背景下济南短历时暴雨强度及雨型特征

城市暴雨强度和暴雨雨型的确定是科学合理规划和设计城市排水系统的基础。根据济南国家基本气象站1961—2017年分钟降水数据,采用概率分布模型、芝加哥法及同频率法,研究济南1961—1990年、1971—2000年、1981—2010年、1991—2017年等4个不同年代下短历时暴雨强度和雨型变化特征。结果表明：济南短历时强降水自20世纪80年代开始增强,特别是20世纪90年代以来增大的趋势较明显;短历时和长历时强降水都主要集中在降水过程的前半程且有推后的趋势时段。建议每隔10年或当暴雨强度变化率超过5%时,对当地暴雨强度公式进行修订。     

基于TRMM降水数据的陕西省干旱分析

针对气象站点观测数据不能测量大范围区域降水量的情况,以陕西省为研究区,以其境内20个气象站点的实测降水量为"真值",采用一元线性分析法分别在月尺度和年尺度上验证TRMM 3B43(热带卫星降水数据)与实测降水量的一致性.以Pa指数(降水距平百分率)作为评价干旱的指标,分析2007—2016年陕西省干旱发生的分布情况.研究表明:TRMM 3B43能够较为准确的表示陕西省的降水量情况;陕西省的降水量分布大体呈现南多北少,且大部分降水集中在6—9月份,11月—次年3月降水量较少;陕西省存在较为明显的干旱化趋势;陕北地区干旱情况发生较为频繁,干旱发生频率在80%以上,干旱面积明显大于关中以及陕南地区.     

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.     

1951～2006年新疆地区气候变化特征及其与水资源的关系

利用北疆5个气象站、南疆7个气象站1951～2006年月平均气温及月降水总量资料,用高桥浩一郎公式计算了新疆区域月平均蒸发量及可利用降水量,并在此基础上分析了1951～2006年新疆地区气候变化及水资源变化趋势,以及气候变化对水资源的影响.结果表明:(a)新疆地区气温从20世纪50年代以来基本上都是呈上升趋势,90年代以来的气温明显高于平均值,为正距平;60年代中期至80年代末期,降水比平均值偏少,90年代以后,降水持续增加;(b)新疆地区可利用降水量20世纪50年代中期至80年代初期呈持续下降趋势,80年代初期至今呈增加趋势,90年代初期至今为高值期;(c)新疆地区降水与可利用降水量之间存在明显正相关.在此基础上建立了新疆地区降水变化对可利用降水量影响的统计评估模型.     

福州地区近20年台风降水特征分析

利用2000—2019年的台风历史资料和2010—2019年的区域自动站逐时雨量资料,分析影响福州地区的台风和台风暴雨的时空分布特征,将登陆台风按照登陆地点分为7类,分析不同登陆地点的台风对福州地区降水的影响。结果表明,近20年来福州地区台风暴雨的年均发生频次、降水量、台风过程最大降水量、日最大降水量、台风暴雨降水量占全年总降水量的平均比例和最大比例都呈减少趋势。不同登陆地点的台风对福州地区降水的空间分布不同,但大多数台风的过程雨量大值区和短时强降水高发区均在福清市西部、闽侯县和永泰县交界处、晋安区中部、罗源县北部;另外,登陆莆田到泉州区域的台风对福州地区降水产生的影响最大,其次为登陆福州地区的台风。