资水流域柘桃区间设计暴雨时空分布分析

【目的】通过研究资水流域暴雨中心柘桃区间设计暴雨的时空分布规律,为柘桃区间流域梯级水库洪水预报和防洪调度优化提供科学依据。【方法】以柘桃区间17个雨量站近30 a不同历时的年最大暴雨为研究数据,进行站点和面暴雨频率分析计算;采用不同历时降雨强度-历时-频率曲线和设计暴雨空间分布变化特征,分析雨量站网的设计暴雨时空分布规律。【结果】柘桃区间雨量站网设计暴雨的时空分布极不均匀,短历时内设计暴雨强度增幅较大;在空间分布上,随着重现期的增长,设计暴雨中心位置从资水流域中游扩大到下游;随着设计暴雨历时的增长,暴雨中心范围逐渐变小。【结论】柘桃区间雨量站点设计暴雨具有短历时内暴雨强度增速快、中游设计暴雨较大的特点,研究结果可为资水柘溪以下流域重要城市的防洪安全提供理论依据。     

快速城市化进程中广州市景观格局时空分异特征的研究

以广州市作为研究对象,利用1985,1990,1995,2000和2005年5期遥感影像,研究了广州市20年来景观空间格局的时空变化特征。结果表明：随着城市化的加速,广州市1985-2005年期间景观空间格局的复杂性总体上不断增加,但变化速率、强度和发展态势在全市范围和不同的行政区域内表现出一定的分异特征。1985-2005年期间广州市12个行政区由于规划发展目的不同,表现出不同的时空变化特点：城区、番禺和花都干扰强度和幅度大,且干扰因素和事件频繁;从化和增城干扰强度和幅度相对较小,且更多地表现为某一次的重大干扰痕迹。番禺受城市化过程和人类干扰主要发生在1990-2000年,花都的重大城市化过程主要发生在1985-1995年,增城和从化的景观变化主要发生在1990-2000年,而城区受城市化进程影响的趋势和整个研究区最相似,表现出多次多时段干扰的迹象和受城市化干扰程度大、城市化时间长、开始时间早的特点。     

快速城市化进程中广州市景观格局时空分异特征的研究

以广州市作为研究对象,利用1985,1990,1995,2000和2005年5期遥感影像,研究了广州市20年来景观空间格局的时空变化特征。结果表明:随着城市化的加速,广州市1985—2005年期间景观空间格局的复杂性总体上不断增加,但变化速率、强度和发展态势在全市范围和不同的行政区域内表现出一定的分异特征。1985—2005年期间广州市12个行政区由于规划发展目的不同,表现出不同的时空变化特点:城区、番禺和花都干扰强度和幅度大,且干扰因素和事件频繁;从化和增城干扰强度和幅度相对较小,且更多地表现为某一次的重大干扰痕迹。番禺受城市化过程和人类干扰主要发生在1990—2000年,花都的重大城市化过程主要发生在1985—1995年,增城和从化的景观变化主要发生在1990—2000年,而城区受城市化进程影响的趋势和整个研究区最相似,表现出多次多时段干扰的迹象和受城市化干扰程度大、城市化时间长、开始时间早的特点。     

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。     

天津市设计暴雨方法比较及公式修正

设计暴雨是防洪设施建设的安全标准之一,由于气候改变,水文循环过程随之改变,降雨强度及规律也相应发生改变,因此有必要对设计暴雨进行进一步研究.以天津市为研究对象,采用52年P-Ⅲ型的降雨资料作为样本;采用年最大值法、年多个样法进行选样,采用耿贝尔分布、广义极值分布、指数分布和P-Ⅲ型分布对设计暴雨进行理论频率分析,以回归分析中的决定系数作为评价指标.通过频率适线分析得出暴雨强度-历时-重现期关系曲线,并采用高斯-牛顿迭代法对暴雨强度公式进行求解,以绝对标准差及相对标准差作为暴雨强度公式评价指标.结果表明P-Ⅲ型曲线更为适用,而目前使用的设计暴雨强度小于根据52年降雨资料得出的设计暴雨强度.因此,随着数据的积累对设计暴雨进行修正是非常必要的.     

近17年福建沿海台风及风暴增水特性统计分析

根据1990~2006年的台风资料,对这17年登陆及影响福建沿海的台风特性进行了统计和分析,包括年际分布、年内月际分布、台风登陆点统计分析、台风强度统计分析.结果表明,与已有研究结果相比,台风的频率是下降的,登陆的台风集中发生在6~8月,提前了1个月,登陆台风的气压和风速成反比.对福建沿海崇武、东山、厦门、沙埕及梅花5个站点的实测潮位进行了调和分析和潮位预报,得出6个台风在各个站点引起的增水,对风暴增水分析表明,大风区范围越大则台风引起的增水越大,大风区覆盖台湾海峡的南部比覆盖北部更有利于增水,台风强度越大或台风与站点距离越近则台风引起的增水越大,位于台风右侧的站点比左侧的站点增水要大.     

近50年黄淮海平原极端降水时空变化及其对农业的影响

气候变化下由极端降水引起的农业灾害频发,严重威胁我国的农业生产和粮食安全.以黄淮海平原63个气象站点逐日降水数据为基础,分析了1963-2012年降水事件频次和强度的时空变化、年际变化趋势的时空变化,并采用Pearson相关系数揭示极端降水对农业的影响.结果表明:(1)从空间分布来看,大雨总量、暴雨总量和大雨日数均呈现自东南向西北递减的特点,大雨强度的空间分布相对较均匀;山东省的暴雨雨量分布特征与总体不一致,自西南向东北递减.(2)从时间变化来看,大雨日数、暴雨日数和暴雨强度减少趋势均不显著,大雨强度上升趋势不显著.各指标年际变化趋势空间分布差异较大,呈增加趋势的站点少于呈减少趋势的站点.(3)从对农业的影响来看,河南省农业水灾面积与极端降水指标存在显著的正相关,降水日数的影响程度大于降水强度;冬小麦单位面积产量与全年和生育期内大雨日数和大雨总量均存在显著负相关;冬小麦单位面积产量与5-6月降水总量和降水强度呈显著正相关,与极端降水指标和连阴雨指标均呈显著负相关,不同降水指标对冬小麦产量的负效应表现为大雨>连阴雨>暴雨.     

上海暴雨灾害的系统特征与脆弱性分析

利用近30年暴雨和灾害资料,对上海城市系统受暴雨灾害影响下的暴露程度和敏感性等进行了动态分析,得出了该系统受暴雨灾害的脆弱性演化特征.研究结果表明,上海近30年来暴雨的数量和强度均有明显增加趋势,城市多强暴雨天气增加了城市内涝灾害的危险程度.低强度暴雨造成的城市水情灾害影响已很小,但极端强度暴雨仍构成严重的威胁.在城市建设发展过程中,地面排水能力的设计和提高、旧区改造和房屋建筑标准的提高等社会系统的变迁,会影响不同暴雨类型所造成的灾害程度与脆弱性;而城市在发展中又会出现新的薄弱和危险区域.因此,必须对灾害脆弱性进行动态分析和评估.     

德化县历年暴雨特征分析

统计德化县历年地面气象记录月报表文件中逐日降雨资料,分析该县暴雨的时间分布、强度特征以及暴雨发生的主要天气系统。结果表明,德化暴雨的发生具有明显的季节性特点,雨季和台风季是暴雨的多发期,暴雨发生次数占全年的85.2%;暴雨日数存在明显的年代变化,20世纪90年代暴雨日数最多,无论是暴雨的次数、强度都明显增加,尤其是大暴雨日数明显增多,进入21世纪后,年暴雨日数时多时少,干旱和洪涝交替呈现,极端气候事件明显。不同等级的暴雨出现的频率差异大,暴雨占84.3%,大暴雨占15.4%,特大暴雨占0.3%。上述结果有助于提高德化暴雨预报的针对性,为防汛预警提供气候背景和参考。     

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.     

近百年来广东省三地（广州、汕头、澳门）气温的变化特征

在对解放前广州、汕头、澳门气温资料进行系统整理的基础上，建立了三站近百年气温变化的序列，分析了广东省东南沿海近百年来气温的变化特征．广州、汕头、澳门百年来年均温分别上升了0.61℃、0.62℃、0.43℃，增幅在全球平均范围之内；同我国其他城市主要由冬季增温不同，广东省春季增温幅度最大，其次是冬季；广州、澳门、汕头的增温分别由最高、最低、最高和最低气温共同引起；此外，三站普遍存在20年、12年与5年左右的三个周期．     

1968—2018年湘北地区暴雨过程气候特征及变化趋势

利用湘北地区18个气象观测站1968—2018年逐日降水资料,采用线性趋势、Mann-Kendall检验、保证率和重标极差(rescaled range,R/S)分析等方法,分析并预测该地区暴雨过程气候特征及变化趋势.结果表明:①80％保证率下,湘北地区4月14日之前出现首场暴雨过程,11月8日之前出现末场暴雨过程,末场暴雨比首场暴雨落区更加均匀,且近51年末场暴雨日期显著推后,湘北地区暴雨过程发生期显著延长;②湘北地区暴雨过程在各个月份都有出现的可能,其中6—7月为多发月份,但暴雨过程尤其是较强暴雨过程不仅容易出现在夏季,出现在11月的概率同样很高;③湘北地区暴雨过程的覆盖范围、综合强度显著增加,较强暴雨的过程次数、持续时间、综合强度显著增加,并且在7月向极端化方向发展最显著;④首场暴雨日期未来变化较小,而末场暴雨日期将继续推后,暴雨发生期将继续延长,未来湘北地区暴雨过程的发生次数和持续时间将会继续增加,较强暴雨过程次数、持续时间和综合强度将继续增加.     

渭河流域致洪暴雨的天气学分析

目的对渭河流域致洪暴雨进行分析,以便得出其时空分布特征、天气环流特征,以及暴雨型和天气型之间的对应关系,为致洪暴雨预报和机理研究奠定基础。方法利用1954年至2004年渭河流域70个气象站的观测资料、流域洪水灾害资料和高空天气图资料,应用统计学和天气学方法,得出近50年来渭河流域致洪暴雨的时空分布规律和天气环流特征,总结出了暴雨型和天气型等不同类型,讨论了它们之间的对应关系。结果近50年来渭河流域年均出现1次致洪暴雨过程,最多年份出现5次;致洪暴雨发生频率最高在7月上、下旬和8月上、中旬;致洪暴雨分为上游暴雨型、连阴雨中暴雨型、本区域暴雨型和叠加暴雨型4种类型,产生暴雨的大气环流形势分为低槽型、西南气流型、低涡切变型和副高控制型4种。结论渭河流域洪灾的形成与本地暴雨有密切关系,多数致洪暴雨都有低空急流相伴,低槽型和西南气流型是产生致洪暴雨的主要环流形势。     

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。     

1959～2012年夏季珠三角地区高温热浪的时空 分布特征及其城市热岛效应的影响分析

本文采用珠三角地区9个观测站点1959-2012年夏季(6-8月)逐日02h、08h、14h、20h的温度资料研究珠三角地区夏季高温热浪天气日数和强度的时空分布特征,以及暖夜日数的历年变化趋势,并分析了2000-2012年夏季广州市城市热岛效应对高温热浪天气的影响。研究表明：1)珠三角地区高温热浪日数及强度的时空分布特征相似,空间分布上呈从北向南递减趋势,时间分布上20世纪60年代到80年代呈减少趋势,80年代开始呈增加趋势,21世纪之后大幅增加,并在2007年达到峰值;2)珠三角地区暖夜日数呈增加趋势,且高值区分布与高温热浪日数和强度的分布相似,均发生在90年代末以后;3)1980-2012年夏季广州站各项要素的增加速度均为最快,说明城市热岛效应对广州市区的高温热浪(暖夜)的强度和持续时间均有增强作用;4)2000-2012年夏季广州市6次高温热浪过程中,城区的暖夜日数占总日数的78.6%,郊区的暖夜日数占总日数的14.2%,说明城市热岛效应对城区高温热浪期间夜间温度的影响比白天更为突出。     

甲烷含量对大气结构及暴雨的影响机理研究

暴雨一直对人类的生产生活造成巨大威胁,但是至今对它的成因及预测一直是世界性的难题。在我国,尤其是四川地区,近年来,暴雨频发。CH4是大气中第二大温室气体,虽然含量低于CO2,但是其在大气中的辐射特性和化学特性至关重要。针对四川地区2013年7月初发生的暴雨事件,主要对Aqua卫星AIRS传感器的观测资料以及降水资料进行分析,发现甲烷含量的变化会造成大气稳定度的变化,并且甲烷含量与暴雨的发生有显著相关性。这一重要结论,不仅在一定程度上解释了四川地区暴雨频发的原因,而且对于深入了解暴雨形成,及时预测暴雨提供了新的方法,有着十分重要的理论意义和重要价值。     

华南前汛期区域持续性暴雨的分布特征及分型

利用广东和广西两省共175个台站的日降水观测资料,采用计算机检索的方法,对1961-2005年间华南前汛期区域持续性暴雨进行了定义。对南海夏季风爆发前后区域持续性暴雨的气候分布特征的分析发现,季风爆发前持续性暴雨频数从60年代至今呈现出正态分布的年代际变化特征,而季风爆发后的区域持续性暴雨频数变化则几乎相反;广东省前汛期区域持续性暴雨降水明显比广西强。此外,通过EOF方法和相关分析得到了夏季风爆发前后出现频率较高的几种分布雨型,它们能较好地代表季风爆发前后华南降水分布的特点。