我国东部典型城市年降水量和小时降水量特征分析

为探讨我国大城市降水的特征规律,利用1980~2012年6月1日至8月31日无缺测记录的北京(54511)、上海(58362)、广州(59287)三个代表站的逐小时降水资料,运用3年滑动平均法分析典型城市降水的时间分布特征;利用Γ分布函数建立概率分布模型,分析并对比三个典型城市的拟合特征。结果表明,北京、上海、广州从北向南平均降水量逐渐增大;在时间变化特征上,北京降水量呈现10年左右的波动,上海降水量无明显波动特征,广州市降水量呈现7年左右的波动。Γ函数拟合的概率分布,在一定程度上克服了样本频率代替概率不可避免的随机振荡对估计降水量概率分布的影响,用Γ分布函数概率密度推算得到的降水概率比较符合实际;Γ分布对较小量级小时降水的模拟能力比较弱,对大于5mm的小时降水模拟能力较强;三个典型城市小时降水阈值为20mm所对应的累积概率均在95%左右,因此北京、上海、广州这三个典型城市有一定概率发生较强量级的降水。     

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。     

复合Linex损失函数下Gamma分布的尺度参数的Bayes估计

在复合Linex对称损失函数下,当Gamma分布Γ（θ,α）的尺度参数θ（形状参数α已知）的先验分布π（θ）服从Gamma 分布Γ（λ,β）时,得到了尺度参数θ的唯一的Bayes估计δB.同时,对尺度参数θ的Bayes估计δB讨论了其可容许性.其结果是：当c=0,d＊＜d＜∞时,估计量δB是可容许估计.     

南京城市森林的降水特征

分析南京市国家气象站和其城市森林林区外(定点)气候站16 a的降水日记录资料,从月降水日数、各月最多一日降水量、暴雨等方面研究了南京城市森林的降水特征。结果表明:多年平均降水日数是林区少于市区7.3 d。两站各月最多一日降水强度按级分布的年变化趋势一致,且11至3月时期,各月日最大降水级可达大雨,中雨级的百分率为林区大于市区,而小雨级则相反。4~10月的各月都可能发生暴雨级降水,两测站暴雨发生的次数及雨量都无明显的差异。     

商丘市1960—2018年暴雨时空变化特征

利用商丘市8个气象站1960—2018年逐日降水观测资料,通过统计分析、线性回归分析,对商丘市暴雨进行统计和趋势分析.结果表明:1960—2018年商丘市共出现暴雨、大暴雨和特大暴雨1187站次,其中暴雨日、大暴雨日、特大暴雨日各占83.7%、16.3%和0.4%.平均年暴雨日数20世纪80年代较少,90年代多,2000—2009年最多,2010—2018年最少,暴雨日数有7～9 a的变化周期.暴雨出现在春、夏、秋季,夏季暴雨日、大暴雨日分别占年总数的75.2%、84.9%,春秋季相差不大.暴雨日出现在3—11月,大暴雨日出现在5—10月,均在7月最多.年平均暴雨日为0.3～0.5 d,由东南向西北逐渐减少.暴雨开始日期提前3.614 d/10 a,结束日期推迟0.283 d/10 a,暴雨发生时间有延长趋势.单站暴雨日、区域性暴雨日分别占总暴雨日数的51.4%,48.6%;90.9%暴雨过程不超过1 d.平均年暴雨强度以2.416 mm/10 a的速率增大,一日最大降水量为363.6 mm.     

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.     

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.      

重庆地区日降水气候分析

利用重庆地区4个气象台站（沙坪坝、开县、万州、酉阳）1961～2000年的40a．观测资料,通过计算、拟合日降水的数学期望、变差系数及分布函数,对重庆地区日降水变化趋势及变化特征进行分析,从而进一步了解重庆气候变化情况．结果表明,重庆地区降水空间差异较大,日降水量有增加的趋势;降水变率增大的地区,日降水量差异较大,同时暴雨频次有增加的趋势;拟合日降水的概率密度呈负指数分布,表明日降水仍以小量级为主．     

嫩江流域降水特征时空分布分析

基于嫩江流域17个气象站点1959—2010年逐日降水数据,选取降水量、降水日数和降水强度作为代表性指标,采用Mann-Kendall趋势检验法和线性回归法系统研究了嫩江流域降水的时空变化特征。结果显示:近51年来,①嫩江流域平均年降水量、夏季和秋季降水量分别以6mm/(10a)、4mm/(10a)和5 mm/(10a)的速率呈下降趋势,而春、冬两季降水量分别以2mm/(10a)和1mm/(10a)的速率增加;空间上,年降水量和季节降水量在流域上游多于下游。②嫩江流域平均年、夏季和秋季降水日数分别以1.5d/(10a)、1.1d/(10a)和1.2d/(10a)的速率下降,且上游下降较明显;春、冬两季降水日数则以0.1d/(10a)、0.7d/(10a)的速率呈增加趋势,且中游增加趋势明显;流域降水日数在年和季节尺度上均表现出上游多于下游的空间特征。③嫩江流域平均年降水强度、夏季和秋季降水强度分别以-0.018mm/(d·10a),-0.007mm/(d·10a)和-0.105mm/(d·10a)下降,而春、冬两季降水强度分别以0.051mm/(d·10a)和0.047mm/(d·10a)上升;空间上,年和春、夏、冬3个季节降水强度表现为流域上游弱于下游,而秋季降水强度在嫩江中游干流附近较大,其他地区降水强度较小。结果表明,在全球气候变化下,嫩江流域年和季节的降水特征在1959—2010年间均有不同程度改变,并呈现出明显的空间分布特征。     

武夷山迁建机场气象要素特征对比分析

利用武夷山迁建机场场址虹桥自动气象站、武夷山国家基本气象站2016年4月—2018年12月的实测资料,采用数理统计和相关分析。结果表明,(1)虹桥站与武夷山站平均、最低、最高气温的平均差值分别为-0.8℃、-2.1℃、0.3℃,且达到0.99以上相关水平。(2)虹桥站平均海平面气压比武夷山站偏高0.5hPa,相关系数达到0.99以上;相对湿度较武夷山同期偏高7%。(3)虹桥站累计降水量和暴雨日数比武夷山站少,但降雨日数比武夷山站多。(4)虹桥站和武夷山站的主导风向分别为偏北风和东北风,平均风速均为1.3m/s,大风天气分别为8d和5d。(5)虹桥站雾日数比武夷山站显著偏多,雾的形成、持续时间及消散时间两站具有一致性,出现和消散时间主要在凌晨和上午。     

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．     

河南省区域性暴雨过程时空变化分析及定量化评估模型的建立

使用河南省111个国家级气象站1956—2016年逐日降水资料,分析了河南省区域性暴雨过程的时空分布特征,结果发现1956年以来全省区域性暴雨过程发生次数存在缓慢上升趋势,且主要出现在7—8月,出现频次空间上呈自西北向东南递增的态势.选取持续天数、过程范围、过程最大日降水量、过程单日最大范围、过程区域平均降水量5个暴雨过程指标,运用标准化方法、百分位法和相关系数法,建立河南区域性暴雨过程综合强度评估模型,并将区域性暴雨过程强度划分为特重、严重、重、中、轻、一般6个等级.查阅《中国气象灾害大典》(河南卷)、河南省月气候评价等历史资料发现,模型评估的区域性暴雨在时间和强度上与史料记载的一致,表明模型评估结果较为科学、合理.初步探索应用区域自动气象站降水资料进行区域性暴雨过程综合强度评估,结果表明,引入区域气象站降水资料虽然对个别评估指标影响较大,但对区域暴雨过程强度评估等级影响较小.     

蕲春县重大山洪灾害分布特征与预报初探

分析了1954～2004年蕲春县重大山洪灾害资料和山洪发生地同期历史降水资料,发现蕲春山洪灾害的发生存在5个方面的特点:一是发生频率高,且20世纪60～90年代发生频率存在增高的趋势;二是季节性明显,与月降水量的分布十分吻合,6月份发生最多;三是北部明显多于中部、南部,山区多于平原湖区,蕲北发生最多,蕲南平原湖区为少发区;四是北部与连续性暴雨关系密切;五是西风带锋面型是山洪灾害发生的主要天气形势。另外,利用24小时降水量和前10小时累计雨量作为预报因子,结合判别分析法进行预报分析,力图寻找出蕲春山洪灾害的预报模式。     

华北平原湿地上空气溶胶的分布特征研究

分析了衡水湖湿地上空一次飞行探测过程中的大气气溶胶的垂直分布、水平分布以及平均谱分布,并应用多阶Γ函数对不同高度的谱分布进行了拟合.分析结果为:衡水湖湖面附近气溶胶小粒子的算术平均直径平均值为0.18μm,湖面上空气溶胶的小粒子数浓度平均值为1762.17cm-3;衡水湖上空气溶胶数浓度较周边陆地小,且随着高度增加水平方向上粒子数浓度变化范围变小.同高度陆地上空气溶胶粒子算术平均直径较衡水湖湖面上空大;1500m以下同高度上陆地上空与湖面上空的粒子尺度差变化较小,其后随着高度的增加,两者上空粒子尺度之间的差异变大;细粒子谱分布在0.28μm左右处出现峰值;多阶Γ函数对气溶胶粒子谱有较好的拟合效果.     

全球、大洲、区域尺度暴雨时空格局变化(1981-2010年)

通过计算1981-2010年全球、大洲和区域的年际和年代际的暴雨雨量和暴雨雨日,系统分析了不同尺度暴雨的变化情况.结果表明:1)在全球尺度上,1981-2010年全球年际和年代际暴雨雨量和暴雨雨日在波动中都呈现增加趋势,尤其是1991-2000年代中期以来显著增加.在空间上,全球暴雨雨量和暴雨雨日增强的区域主要分布在非洲西部、马达加斯加岛、欧洲西南、东亚、南亚、东南亚、澳大利亚东部、美国东部、南美洲中部以及一些狭长陡峭的山脉地带.年代际暴雨雨量和暴雨雨日主要在南美洲、美国东部、东亚和南亚地区随着年代变化而呈现数值上的增长和区域上的扩张.随着年代变化,非洲西部地区呈现数值上的减少和区域上的缩减;2)在大洲尺度上,仅非洲和南极洲年际和年代际暴雨雨量和雨日呈现减少趋势;3)在区域尺度上,暴雨增加的区域多于减少的区域,且增加最大的区域位于亚马逊河流域,减少最大的区域位于非洲东部地区.     

循环同化C波段雷达资料模拟贺兰山地区一次暴雨过程

利用宁夏气象站资料和银川站多普勒雷达资料,对2017年6月4-5日贺兰山地区一次暴雨过程进行数值模拟和同化试验,对比分析不同雷达资料同化窗对初始场及暴雨强降水时段的降水量和落区分布的影响.结果表明,同化雷达资料后加强了初始场中500 hPa“东高西低”的环流形势,700 hPa东南急流的强度和范围明显增强. TS评分结果相比控制试验, 6 h循环同化试验RAD6模拟的降水量仅对10 mm降水阈值的模拟效果有改进; 12 h循环同化试验RAD12的结果对10、 25和50mm降水阈值的评分均有显著提高.循环同化12 h雷达反射率因子后模拟的云水、雨水含量更大,假相当位温逆温区的水平范围更广,层结不稳定性显著增大,强降水时段雷达反射率因子与雷达观测实况有较好的一致性, 700 hPa正涡度带的分布与雨带位置更加一致.     

济南市降水变化特征分析及其与土地利用变化的关系

为了探讨区域土地利用类型变化与降水之间的关系,提取济南市1980s—2005年土地利用数据,通过土地利用转移矩阵分析土地利用类型的动态变化情况.利用Mann-Kendall、Pettitt以及滑动t-检验3种方法对近60年来济南市47个雨量站降水数据进行趋势分析和突变检验,分析突变年前后降水量、降水时间、暴雨强度等指标变化特征.结果表明:济南市1980s—2005年间土地利用结构变化较大,大量农田向聚落转移,湿地水体增幅明显;济南市多年平均降水量由东南向西北呈阶梯型递减,聚落密集区大多处于降水量相对较少区域,山区年降水量普遍高于平原地区,且各雨量站所在区域汛期降水量均占全年降水量70%以上;济南各地年降水量和汛期降水量总体呈上升趋势,在1989年左右发生突变,降水量不断增大,降水时间逐渐增多,同时大雨到大暴雨出现概率增大;与其他地区相比,市区年内降水愈发集中,出现大到暴雨的概率显著增加,汛期城市受洪涝灾害威胁更大,这与土地利用变化特别是城市化密切相关.     

华南地区气候变化与旱涝灾害响应关系

根据华南地区80个气象站点1960—2013年的气象数据,利用标准化降水指数(SPI)、小波分析等方法对华南地区的气候变化特征进行分析,以探求全球变暖背景下该地区气候和旱涝灾害的变化趋势,以期为华南地区的旱涝灾害的预警提供依据.结果显示:(1)近54年华南地区年平均气温为19.95°C,以0.17°C/10a的速率上升;气温在1993年发生突变.(2)降水量呈上升趋势,倾向率为8.775 mm/10a.气温突变后,年平均气温和夏季气温上升的速率增加,降水量下降的速率减少;春季由冷湿化转为暖湿化;秋季由暖干化转为暖湿化;而冬季则由暖湿化转为暖干化.(3)该地区年均降水量空间分布大致分为两大区域:云南省区域的年均降水量大致沿纬度方向由北向南依次增加,呈现纬度地带性;广东省、广西省和海南省区域的年均降水量大致沿经度方向由东向西依次增加,呈现出经度地带性.(4)气温突变后雨涝增多,干旱减少.因此,近54年华南地区的气候呈现出暖湿化的趋势.     

气候变暖下山东省月尺度极端降水的时空变化特征

为揭示气候变暖背景下极端降水多尺度的变化规律，基于山东省国家气象站1961—2020年逐日降水量资料，利用百分位数相对阈值法分析月尺度极端降水事件的时空变化特征。结果表明：山东省极端降水事件主要出现在夏季7、8月，年频率均在40%以上；各地年频次大致自东南向西北递减。大部分地区极端降水年频次和极端降水量增加，除秋季外各季均增加，冬季增加明显。20世纪80年代中期之后，各地极端降水普遍增多增强，年际变化明显增大；夏季和冬季极端降水强度明显增强，其中，鲁中、鲁西南、半岛等地夏季每10 a增加10～20 mm,冬季各月增加20%～50%。可见，在气候变暖背景下，山东降水不稳定性普遍增加，更需加强暴雨洪涝、暴雪等灾害风险预警与防控服务。     

龙岩市新罗区气温时空分布和变化特征分析

利用龙岩国家基本气象站1951—2020年观测资料和龙岩市新罗区各镇(街)区域自动气象站2010—2020年观测资料,分析龙岩市新罗区气温时空分布和变化特征。结果表明,龙岩市新罗区年平均气温分布随着海拔高度和纬度差异变化而自西北向东南递增;年较差等温线趋势自西北向东南递减;月际升温和降温最突出的是4月、12月,平均分别升温3.9℃、降温5.2℃;各镇(街)平均年高温日数0～66.3d,高温日数≥18.0d及以上的镇(街)占70%;各镇(街)平均年低温日数0.6～6.7d,低温日数≥2.0d及以上的镇(街)占75%;1951—2020年龙岩国家基本气象站观测的平均气温年际变化呈上升趋势。