2012年11月福建省多暴雨过程成因分析

为分析2012年11月福建省降水异常偏多的现象,利用统计学和天气学的分析方法,对11月的降水气候特征和下旬3场暴雨的环流形势、影响系统及水汽输送特征进行了分析。整个11月,200 hPa西风急流偏强,在福建省上空有气流的辐散;500 hPa乌拉尔山脊偏强,贝加尔湖槽偏深,有利于冷空气南下;850 hPa为较强西南急流。下旬3场暴雨期间,500 hPa南支槽位于105°～110°E,副高强度偏强;中低层700,850 hPa有切变线和西南急流,850 hPa比湿大于8 g/kg。结果表明,稳定的环流形势、频繁出现的天气系统以及充沛的水汽条件是发生多暴雨现象的主要原因。     

2009年7月6～7日南京特大暴雨过程的成因分析

本文利用NCEP再分析资料和江苏省自动站资料对2009年7月6～7日南京地区的特大暴雨进行了分析。结果表明:强降水发生在"双阻"环流形势下,西太平洋副高西伸、低涡与切变线南压是暴雨产生的重要条件;湿位涡的强度与降水强度有很好的对应关系,可以作为暴雨的判据。     

西北地区暴雨时空变化及异常年夏季环流特征

利用中国西北地区248个观测站1981-2010年逐日降水量资料、NCEP/NCAR再分析资料,对西北地区暴雨的时空变化及环流异常特征进行了分析.结果表明:暴雨主要出现在陕西、甘肃东南部、宁夏东南部,暴雨出现次数依次由东南向西北减少.暴雨的年际差异较大,年内主要集中在7-8月,两个月的暴雨日数占全年的64%,7月最多,8月次之,区域性暴雨7月下旬最多.西北地区大范围暴雨过程偏多年份夏季(7月和8月),西太平洋副热带高压偏强,西脊点伸到110?E附近,亚洲中高纬度多低值系统活动,低层(700 hPa)来自南海的偏东气流与青藏高原南侧的偏西气流合并为偏南气流向北伸展到西北地区东部,将充沛的水汽输送到这一区域,到达35?N附近与西北气流相遇;反之,西北地区大范围暴雨过程偏少年份夏季(7月和8月),西太平洋副热带高压偏弱,远离大陆,亚洲高纬度多高值系统活动,低层是一支偏北气流控制西北地区东部.     

2003年淮河流域持续暴雨的云系特征及环境条件

用常规观测资料、NCEP分析资料与GOES-9卫星云图资料对2003年6月21日-7月22日淮河流域持续暴雨的降水概况、云系特征及大尺度环境条件与水汽来源进行了分析。从降水特征来看,持续暴雨可以划分为3个阶段,降水主要集中在第一阶段(6月21日-7月2日)。从云系特征来看,淮河流域为稳定维持的大尺度梅雨锋云系,在梅雨锋云系上有多个中尺度对流系统活动,红外亮温频率统计表明亮温低于-52℃的强对流是导致淮河流域强降水的重要天气系统。对6月21日-7月22日时段的卫星云图进行普查发现影响淮河流域的中尺度对流系统(MCS)共有34个,其中10个α中尺度对流系统(MαCS)和24个β中尺度对流系统(MβCS);大多数MCS在淮河流域及其邻近地区产生与消亡,并未发现直接来自青藏高原地区的MCS。从水汽来源来看,淮河流域对流层低层有3股水汽输送带,第1股气流为越赤道气流,水汽的输送作用最强;第2股气流来自南海地区,水汽的输送作用最弱;第3股气流来自菲律宾以东的热带太平洋地区。     

基于地基GPS的暴雨水汽输送分析研究

利用地基GPS大气可降水量资料、常规气象资料和美国国家环境预报中心(National Cholesterol Education Program.NCEP)资料分析了2005年8月22-24日云南一次暴雨期间的水汽输送过程,分析了云南地基GPS立体布局的重要性.结果表明,GPS遥感的大气可降水量与探空观测结果有高度的一致性;地基GPS探测可以获得大气可降水量高频变化的信息;暴雨期间水汽输送主要集中在850～600 hPa之间的各层;立体布局的地基GPS网是监测西南水汽通道的有力手段.     

2003年淮河流域持续暴雨的云系特征及环境条件

用常规观测资料、NCEP分析资料与GOES-9卫星云图资料对2003年6月21日—7月22日淮河流域持续暴雨的降水概况、云系特征及大尺度环境条件与水汽来源进行了分析。从降水特征来看,持续暴雨可以划分为3个阶段,降水主要集中在第一阶段（6月21日—7月2日）。从云系特征来看,淮河流域为稳定维持的大尺度梅雨锋云系,在梅雨锋云系上有多个中尺度对流系统活动,红外亮温频率统计表明亮温低于-52℃的强对流是导致淮河流域强降水的重要天气系统。对6月21日—7月22日时段的卫星云图进行普查发现影响淮河流域的中尺度对流系统（MCS）共有34个,其中10个α中尺度对流系统（M-αCS）和24个β中尺度对流系统（M-βCS）;大多数MCS在淮河流域及其邻近地区产生与消亡,并未发现直接来自青藏高原地区的MCS。从水汽来源来看,淮河流域对流层低层有3股水汽输送带,第1股气流为越赤道气流,水汽的输送作用最强;第2股气流来自南海地区,水汽的输送作用最弱;第3股气流来自菲律宾以东的热带太平洋地区。     

一次江淮暴雨的热量与水汽收支诊断分析

利用MM5中尺度模式对一次江淮地区的暴雨过程进行了数值模拟,应用模拟结果诊断分析了降水区热量和水汽收支的变化。结果发现：当有强对流发生并伴有强降水时,就会有强的视热源Q1和视水汽汇Q2出现,而强的Q1与Q2和强降水区基本是对应的。在对流层深厚的中空加热层是积云对流活跃和强暴雨持续发生、发展的一种重要热力机制;对流层上半部的相对冷层为暴雨区上空积云对流提供了极为有利的热力不稳定条件。     

近50年夏季西北暴雨特征和水汽轨迹分析

采用中国西北地区19602009年68月常规气象观测站24 h（20:0020:00）降水资料和NCEP/NCAR（2.5×2.5）19602009年再分析逐日4次的850,700,600,500 hPa位势高度、比湿q和U,V风场资料.在分析西北地区降水概况的基础上,通过NOAA HYSPLIT₄水汽轨迹模型和常规诊断分析方法,对2005年7月12日降水过程进行了分析,结果表明:中国西北地区暴雨的主要特点是降水频率低,降水频数有明显的年际变化特征;降水时间相对集中,主要集中在7月和8月;降水持续时间短,且降水时间持续2天（包括2天）以上的过程性降水次数有明显的年代分布特征.西北地区降水的环流形势主要以西低东高型和偏南气流型为主.利用HYSPLIT后向轨迹模型,对2005年7月12日降水过程向前360 h追踪水汽输送轨迹,发现水汽主要来自偏南气流;但是,不同等压面上水汽轨迹并不总是一致的,降水量越大,不同等压面上的水汽输送轨迹越趋于一致.通过物理量的诊断分析,表示水汽来源的水汽通量分布与后向轨迹模型给出的水汽来源一致.因此在本个例中,后向轨迹模型可以作为判断降水过程中水汽来源的方法之一,并且此次降水过程伴随强烈的上升运动和对流层中下层的强辐合及高层的辐散气流.     

2016年福建一次春季暴雨过程成因分析

利用常规地面气象观测资料、雷达资料以及高空探测资料,对2016年5月19日至5月21日华南前汛期闽北地区暴雨过程成因进行分析并对欧洲中期天气预报中心ECMWF数值模式进行预报检验.结果表明:此次暴雨过程发生于高原槽东移,西南涡生成并东移,低层切变辐合,地面低压倒槽的大气环流背景下.西南急流为暴雨提供充足的水汽,在边界层中尺度辐合触发下不断地有对流云团的发展、东移进入闽北地区,具有一定的“列车效应”.欧洲中期天气预报中心ECMWF数值模式能够较好地模拟出暴雨发生期的风场和高度场特征,为暴雨的预报提供较好的指导作用.     

淮河流域安徽段水系沉积物中重金属的分布与赋存形态

基于对淮河流域安徽段水系中7条河流的21个沉积物样品的实验研究,获得了Cd、Pb、Mn和Ba等4种重金属的含量数据,分析了沉积物中重金属的分布特征和赋存形态.在此基础上,应用地积累指数法综合评价了沉积物中重金属的污染状况;结果表明:研究区内水系沉积物中的Mn和Cd主要以弱酸提取态与结晶态的形式赋存,Ba主要以结晶态的形式出现,Pb主要以可还原态和结晶态的形式赋存;重金属的分布受多种因素的影响,在研究区水系沉积物中的分布存在一定规律;研究区水系沉积物中重金属污染总体较轻微,部分河段沉积物中出现了Cd和Mn的污染迹象.     

夏季青藏高原东部热源异常与环流场和降水的关系

利用NCEP/NCAR再分析资料和中国160个站点的月平均降水资料,选取了2008年9月四川汶川地区特大暴雨实例,分析并验证了夏季青藏高原东部热源异常和中国局部降水异常的关系。结果表明:1夏季高原东部热源偏强会引起500h Pa风场能量偏大,其能量大值区与强降水区域分布相对应;2夏季高原东部热源偏强会引起南亚高压偏东偏强,从而引起西太副高西伸,使得水汽源源不断的向降水区域输送;3夏季高原东部热源异常时,通过加热场-高度场-降水场的同期及滞后效应,进一步影响到中国局部地区的降水异常。     

长江中下游梅雨期热量和水汽收支研究

分别计算热量和水汽收支方程,得出1991年长江中下游梅雨期(5月18日至7月13日)降水区内面积平均的视热源Q_1和视水汽汇Q_2高度时间剖面图,由该图的垂直分布特征,可以看出梅雨期可分为三个降水时段,每个时段加热的强度和垂直分布形式互不相同,其中第三时段明显呈现典型对流性降水性质。其次对收支方程垂直积分,得出105—122°E,24—40°N区域第三时段内Q_1和Q_2高度-时间积分的水平分布图,两者水平分布形式比较一致,且与实际降水量分布较为吻合,说明加热场主要由凝结加热过程所致,同时也证实上述Q_1和Q_2的计算结果是可靠的。     

Moisture transport source／sink structure of the Meiyu rain belt along the Yangtze River valley

Based on the analyses of the moisture transport structure in the whole layer of the troposphere along the Yangtze River valley during draught/flood years using the NCEP reanalysis data, this paper reveals that there exists a key region with a “Large Triangle” shape of transporting moisture for the Tibetan Plateau to Meiyu Belt and its“source/sink” structure; discloses that the interannual variation of the whole budget of inflow and outflow of moisture through the boundaries of a “Large Triangle” key region has the in-phase characteristic. Then a moisture transport structure over the skirt of the plateau and a conceptual model on the “transfer post” of moisture transport in the area of the South China Sea-Tibetan Plateau-Yangtze River valley in summer are put forward in this paper: the anti-phase feature of whole layer moisture transport flow patterns of Yangtze River valley during drought/flooding years is exhibited using the computational scheme of whole layer moisture transport correlation vector fields; a comprehensive dynamic model and its physical diagram of the teleconnection source/sink structure of the moisture transport of the Meiyu rain belt have been made. It shows that the moisture transfer effect over the skirt of the plateau from the ocean (Indian Ocean, South China Sea and west North Pacific) led to a moisture confluence belt in the Yangtze River valley and the teleconnection moisture transport source/sink structure over the “Large Triangle” shape area in flooding years.     

淮河蚌埠段浮游生物群落RAPD指纹与水体重金属含量的相关性研究

在测定淮河蚌埠段河水重金属含量的基础上,对淮河蚌埠段浮游生物群落DNA多态性进行RAPD指纹技术分析,探讨了重金属含量与浮游生物群落RAPD指纹的相关性.结果表明,所筛选的11条随机引物共获得97条谱带,多态率为85.1%,所有引物在各位点可获得7~11条扩增谱带,平均8.9条.淮河蚌埠段河水中Mn、Fe和Pb的含量高于《中华人民共和国生活饮用水卫生标准》,Fe和Pb的含量高于世界卫生组织《饮用水标准》.Hierarchical cluster聚类分析表明,淮河蚌埠段浮游生物群落RAPD指纹与淮河蚌埠段水体重金属含量的聚类结果基本一致,浮游生物群落RAPD指纹与水体重金属浓度呈现较好相关性,为建立新的淮河水质监测与评价技术提供科学参考.     

试析淮河洪涝灾害成因

淮河地处我国南北气候、高低纬度和陆海交互作用的3种过渡带的重叠地区,是七大江河中洪涝灾害最频繁、灾情最严重的河流之一。究其原因有3大方面、9点内容。第一,与流域所处的特殊和不利的自然地理条件密切相关。①天气上,致洪暴雨天气系统众多且组合十分复杂;降雨时空分布很不均匀,降水量年际变化剧烈。②地形上,众多支流均在干流中游汇入,平原洼地占流域面积的60%,形成“关门淹”,难以下泄洪水和排除涝水。③土壤上,淮北平原和黄泛平原土壤土质紧密,水分不易下渗,最易发生涝渍。第二,与黄河661年之久的长期夺淮有着直接联系。④淮河不能直接入海,改流入江,下游地区水灾日益加重。⑤水系巨大变迁,原本统一的淮河划分为淮河水系和沂沭泗水系,且河系紊乱、河道淤废、排水不畅。⑥洪泽湖的逐渐淤积抬高和入湖河口段倒比降的形成,使中游河道下泄不畅。⑦淮河干流中下游河床比降小,甚至出现倒比降,洪水过程极其平缓。⑧黄泛区涝灾尤其突出。第三,不合理的人类活动加剧了洪涝灾害。⑨因不合理的人类活动而水土流失淤积河道及人为设障,使得河道的行洪能力下降。     

Large-scale atmospheric singularities and summer long-cycle droughts-floods abrupt alternation in the middle and lower reaches of the Yangtze River

The summer droughts and floods in the middle and lower reaches of the Yangtze River valley (MLYRV) have often been one of the basic contents of the pre- cipitation forecasting during the flooding period in China. Lots of studies suggest that summer rainfa…     

淮河流域重点城市大气污染源区特征的印痕分析

利用NCEP-fnl再分析气象资料和大气环境监测空气污染指数(API),运用印痕模型,对淮河流域重点城市(郑州、徐州和连云港)的大气污染物源区进行分析,内容包括2010年全年API指数大于300的重污染个例情况以及API大于100的所有污染个例的统计特征.研究结果表明:重污染的出现往往伴随印痕空间分布形态与方向的极大改变,污染发展加重阶段印痕影响区域长度收缩、侧向扩展,污染最重的阶段则对应印痕影响区域和方向的急剧变化,说明重污染过程与天气系统转换期的风速减小、风向改变有密切关系.统计表明:郑州市的潜在污染影响源区主要分布在偏西和西北方向,春季西北方向的影响最显著;徐州市的潜在污染影响源区主要为西南方向,秋季最显著;连云港的潜在污染源区主要为西南和偏西方向,西南方向的影响在秋季最显著.