干旱沙漠区一次局地极端大暴雨的分析研究

为了提高干旱沙漠区极端降水天气的预报预警能力和缓解本地水资源严重短缺问题。本研究利用常规观测图、FY-2D云图、区域自动站雨量、单站气象要素和NCEP再分析资料,对2013年5月15日干旱沙漠区民勤县局地极端大暴雨的成因进行诊断分析。结果表明,此次局地大暴雨具有出现时间特殊、雨强大、酝酿时间长,且发生在降水极少的干旱沙漠区的特点。主要影响系统是500 hPa新疆低槽引导冷空气南下,中低层切变线缓慢东移,配合地面风场辐合;水汽输送通道有西南和东南两个,东南急流引导的水汽是此次过程主要的水汽来源。中低层辐合、高层辐散及整层上升运动是这次大暴雨的动力条件;K指数、CAPE指数、Si指数的大值区、θse高能舌延伸位置偏北偏东与此次大暴雨区相符;2个中尺度对流云团的合并发展是造成此次大暴雨的重要原因。     

2008年7月4-5日山东暴雨天气过程分析

利用常规气象资料、物理量场资料和大气监测自动站等资料,对2008年7月4-5日鲁东南、鲁西南～鲁中西部出现的暴雨、局部大暴雨的天气过程,从天气形势、影响系统、物理量场诊断分析等方面做了研究,通过分析:此次过程为典型的西风槽与副热带高压边缘西南暖湿气流交绥造成暴雨的天气形势,低空急流的建立、发展和维持,为暴雨区提供了强的水汽输送和能量积累;由于中、低层缺乏切变线等辐合系统,山东虽然水汽通道很好,但水汽辐合集中在局部地区,只造成局部的暴雨天气;各种能量指数对暴雨预报有一定的指导意义.     

2008年7月4-5日山东暴雨天气过程分析

文章利用常规气象资料、物理量场资料和大气监测自动站等资料,对2008年7月4～5日鲁东南、鲁西南～鲁中西部出现的暴雨、局部大暴雨的天气过程,从天气形势、影响系统、物理量场诊断分析等方面做了研究,通过分析：此次过程为典型的西风槽与副热带高压边缘西南暖湿气流交绥造成暴雨的天气形势,低空急流的建立、发展和维持,为暴雨区提供了强的水汽输送和能量积累;由于中、低层缺乏切变线等辐合系统,山东虽然水汽通道很好,但水汽辐合集中在局部地区,只造成局部的暴雨天气;各种能量指数对暴雨预报有一定的指导意义。     

一次辽宁大暴雨发生发展的动力和热力机制

利用WRF模式预报,对2013年8月16日辽宁东北部地区发生的大暴雨过程,进行逐小时的中尺度分析,旨在找出此次大暴雨发生发展的动力和热力机制。结果表明：（1）该地出现如此罕见的大量级降水,是中β尺度对流系统造成的。在辽宁东北部地区形成“列车效应”,跟随中低层的引导气流,使强对流性天气系统依次通过该地,致使造成重大灾害;（2）抚顺山区地形的强迫抬升及对流层高层的正涡度平流辐散启动了大暴雨的产生;（3）中层的偏西干冷气流配合低层的西南暖湿急流辐合系统之间的相互作用形成了聚能机制。暴雨区中低空的上升运动和近地面的动力锋生,使中低层的潜在不稳定加剧。潜在不稳定的触发机制为中高层产生的上升运动。     

2012年潍坊地区首场局地大暴雨天气成因分析

利用常规观测资料、地面加密区域自动站观测资料、NCEP/NCAR 资料、FY-2E卫星云图等资料对2012年7月4～5日潍坊地区出现的首场局地大暴雨天气过程进行了分析。分析表明：此次局地大暴雨的主要影响系统为高空低槽、低涡切变线、低空急流和气旋。局地大暴雨区域与水汽通量大值区和辐合中心比较对应。超低空急流出现的时间和位置对降水强度的增加和出现的区域具有重要作用。地面中小尺度辐合中心的持续时间对此次局地大暴雨的贡献较大。临朐区域站出现大暴雨与特殊地形有关。此次暴雨是出现在等θe线陡立密集区内、对流层低层MPV1<0的对流不稳定条件下且MPV2绝对值得到较大增长的区域。中尺度对流云团范围和强度的不断变化对判断暴雨的发生发展有重要的指示意义。     

甘南州2011年7月2—5日持续性暴雨天气成因分析

通过对2011年7月2日—5日甘南州出现的一次持续性暴雨天气过程成因的诊断分析,指出这次强降水天气过程与500 hPa上的切变线以及700 hPa强辐合区的位置密切相关。低层的强烈辐合为暴雨的发生、发展提供了动力条件。通过对物理量场的分析,发现这次持续暴雨过程中在中低层有明显的湿层及水汽的辐合,从而为降水提供了充足的水汽条件。在副高外围西南气流中的持续上升运动,源源不断地将水汽和能量向东输送到降水区,是形成这次持续性暴雨天气过程的主要原因。     

贵州2012 年7 月中旬两次强降水过程对比分析

2012年7月中旬贵州遭受区域性强降水,利用NCEP/NCAR逐6 h 1o×1o再分析资料、常规气象观测资料和地面加密观测资料,分为两阶段从影响系统和形成机制方面进行对比诊断分析。结果表明：第一阶段影响系统主要有高空槽、中低层切变线和低空急流,地面辐合线是强降水的主导因素,属于对流性降水天气,第二阶段主要受高空系统（高空槽和低涡）影响,对流性和稳定性降水并存;水汽通量辐合中心及强弱能很好的指示强降水落区,大气不稳定更易造成短时强对流天气,中低层气旋性涡度和高层反气旋性涡度的配置更有利于强降水的发生。     

2013年8月16日抚顺特大暴雨过程分析

利用常规观测、加密自动站气象站以及NCEP/NCAR再分析等资料,分析了2013年8月16日抚顺特大暴雨过程。结果表明,抚顺“8.16”特大暴雨过程是一次极端降水过程,具有雨量大、持续时间长、范围广的特点。降水前15天维持高温高湿,低气压特点 。地面蒙古气旋、低层切变线、500hPa西风槽和副热带高压是强降水的主要影响系统。本次降水过程的水汽由多方向气流汇合。低空急流左前方辐合和高空急流右后方辐散耦合,是强降水产生的动力条件。水汽通量散度在降水前为低层辐合,高层辐散。降水开始后辐合中心向下发展,高层辐散明显增大,低层辐合明显加强,对流发展更加旺盛。本次暴雨产生在850hPa假相当位温场高能舌区顶部,垂直分布具有上干下湿不稳定层结。高层干冷空气向低层渗透,触发低层高温高湿不稳定能量释放。地形对降水作用有：1.迎风坡对西南气流抬升作用,2.喇叭口地形汇聚作用,3.浑河河谷狭管作用,4.山地的阻滞作用,5.喇叭口地形再次辐合,五种地形作用叠加而成。     

2013年5月27日赣东区域性暴雨成因分析

为了提高暴雨预报准确率和预报服务水平,利用常规气象资料、NCEP 1°×1°再分析资料,对2013年5月27日赣东抚州市区域性暴雨成因从天气形势、影响系统、水汽、动力与热力不稳定等方面,运用垂直螺旋度理论进行综合分析。结果表明：（1）此次暴雨过程是一次江淮气旋东移过程中暖区短历时强对流暴雨,江淮气旋、500 hPa低槽、中低层低涡、西南风急流是暴雨主要影响系统;（2）暴雨区与垂直速度所表现的强烈上升区对应,并伴有高能高湿条件;暴雨区位于850 hPa水汽通量大值中心附近和温湿能等值线梯度密集带偏高值一侧;水汽通量散度负值中心与强降水区有较好的对应关系;（3）垂直螺旋度分析表明,这次暴雨落区位于700 hPa垂直螺旋度正大值中心附近,强降水出现与中低层的正螺旋度迅速增大,高层负螺旋度值迅速减小在时间上有一致性。分析结果对今后暴雨预报有指导意义。     

台风“苏迪罗”(1513)强降水特征及成因分析

为提高台风强降水预报准确率,减少台风暴雨造成的农业损失,为防灾减灾工作提供决策依据。本研究利用NCEP 1°×1°再分析资料、区域自动站实况观测资料,并结合浙江省地形特征,主要从台风路径、与降水相关的物理量场、近地层辐合和地形作用等方面分析"苏迪罗"在浙江形成强降水的成因。通过分析发现,台风路径与形势场的相互作用密不可分,"苏迪罗"登陆前长时间维持西北向移动主要是由于副高稳定维持;此外正涡度场轴线也在一定程度上指示台风未来走向。通过分析强降水与各物理量场关系可得出以下结论:(1)台风暴雨多处于东南急流与山地迎风坡相交汇的地区。(2)强降水区与水汽通量辐合区、比湿大值区、正涡度大值区和假相当位温的"双峰结构"有一定的对应关系,此外近地层辐合系统的长时间维持、台州东低西高山脉地形和局地喇叭口状地形是局地产生超强降水的重要条件。     

气候变暖背景下长治市极端降水变化趋势

为了研究气候变化背景下长治市极端降水的变化趋势,掌握其变化规律,本文使用1961—2015年长治市所属11个县站的逐日降水和气温资料,对降水极端气候事件的分析侧重于大雨、暴雨、大暴雨、大雪和暴雪的变化特征,研究不同级别频数的年际变化规律。利用降水要素倾向率计算、Morlet小波分析、Mann-Kendal突变分析等对长治气候变暖前后各级别降水频数进行分析。结果表明：1、长治市年平均气温增高背景下,各量级的降水日变化不尽相同,其中以小雪日的增加和小雨日的减少最为显著;有降水日（日降水量≥0.1 mm）呈减少趋势,同时大暴雨、大雪和暴雪日数呈不同程度的增加。2、暴雨、大暴雨和大雪、暴雪都有25～30年的低频振荡周期,在高频部分有准两年振荡周期,在整个时间序列中各级别降水还具有4年、6年和8年左右的周期。3、暴雨极端降水在1962年发生突变;大雪日数突变年份在1990年前后,2006年之后大雪日数增加趋势更加显著。其他级别降水日数无明显突变。     

广西一次冬季暴雨的水汽特征分析

为分析2012 年1 月13—15 日广西暴雨过程的水汽来源、急流的输送作用和水汽饱和程度等特征,使用天气学分析和动力诊断的方法分析NCEP/NCAR 1°×1°再分析资料、红外云图等资料。结果表明：孟加拉湾和南海是本次暴雨过程的2 个水汽源地,500~700 hPa 中低空西南急流的建立和加强使孟加拉湾成为主要水源地,加强了暴雨区的水汽供应。而这支急流的维持依赖于200 hPa加强的副热带锋区西风急流入口区南侧的强辐散作用。不同源地的水汽输送高度不同,水汽通量中心出现在700 hPa。600 hPa 以下为水汽通量辐合层,700~850 hPa 辐合强度远大于925~1000 hPa;水汽通量中心在暴雨区的上风方,水汽辐合中心在水汽通量中心沿气流去向的一侧,700~850 hPa 叠加的辐合中心处即为暴雨区,辐合高度的升高、湿层剧烈向上扩展都可作为暴雨征兆。以上分析得出了冬季暴雨过程中水汽条件的形成机制,得出预报着眼点,对提高此类暴雨预报准确率有较大作用。     

1960—2020年松嫩平原干湿时空演变及其与涛动指数的关系

松嫩平原是中国重要的商品粮基地和湿地分布区,干湿演变关乎区域粮食安全和生态安全。基于松嫩平原及其周边36个气象站逐日的气温、降水、风速等气象资料,采用Penman-Monteith公式计算了各站点月地表湿润指数,标准化后进一步计算了极端干湿事件频次;然后运用趋势分析法、克里金插值法探究了极端干湿事件频次的时空演变特征,并采用交叉小波分析了干湿事件演变与涛动指数的关系。结果表明：（1）1960—2020年松嫩平原年极端干旱事件频发,过去60年均值为7.86次,而年极端湿润事件较为少发;年极端干旱事件频次呈明显的下降趋势,年极端湿润事件频次呈上升趋势,其气候倾向率分别为-0.10次/10 a和0.02次/10 a。（2）空间上,松嫩平原大部分地区极端干旱事件频发且呈不明显的减弱趋势,极端湿润事件少发且变化趋势呈明显的东增西减的变化趋势特征。（3）松嫩平原干湿演变与涛动指数密切相关,年极端干旱事件频次与北极涛动指数、大西洋北美涛动指数和北大西洋涛动指数呈正相关,年极端湿润事件频次与三者主要呈负相关;极端干湿事件与南方涛动指数在年际尺度上和年代尺度上位相关系有明显的差异。（4）极端干湿事件频次演变与区域社会经济部门用水量密切相关,影响区域的水安全。本研究可以为气候变化松嫩平原农业-湿地系统水资源规划和管理提供支撑。     

甘肃黄土高原近52年四季极端降水变化特征

为了客观分析并揭示甘肃黄土高原近52年各季极端降水过程的气候变化事实,利用甘肃黄土高原地区1960—2011年12个站点及周边4个站点的逐日降水观测资料,用阈值检测方法计算出甘肃黄土高原地区极端降水的阈值,并运用气候线性趋势、多项式拟合、反距离加权法、Morlet小波、Mann-Kendall检验、R/S方法分析了近52年甘肃黄土高原四季的极端降水特征。结果表明：（1）甘肃黄土高原地区近52年极端降水主要发生在夏季;（2）四季极端降水都呈下降趋势,其中秋季下降趋势最为显著;（3）夏季和秋季极端降水量和年极端降水量的相关性最好,对年极端降水量有很好的响应;（4）在空间分布上,四季极端降水在北部增加显著,减小区主要集中在中部;（5）四季极端降水在不同的时间序列存在长短不同的周期震荡,以25年左右的震荡周期最为明显;（6）只有夏季极端降水发生了突变;（7）R/S分析表明,夏季极端降水未来的变化趋势和过去相反,其他3个季节极端降水未来的变化趋势都和过去一致。关键词：极端降水;四季;变化特征;甘肃黄土高原     

鲁西北一次农业致灾暴雨天气成因分析

为了揭示局地暴雨天气的成因,以期为此类农业灾害性天气的预报预警提供指示,笔者利用常规观测资料、加密自动站资料和多普勒雷达回波资料,对鲁西北地区2012年7月4—5日暴雨天气过程的环流背景、物理量场特征和中小尺度系统进行分析。结果表明：此次暴雨的主要影响系统是高空西风槽、切变线和低空急流;聊城地区水汽通量散度所揭示的强水汽辐合时间与垂直运动发展增强时间没有很好的对应,因此此次强降水时间较短;暴雨落区与强上升运动的发展区域在空间上相关性更好;对流层低层辐合线触发了不稳定能量的释放产生暴雨;此次暴雨过程的局地特点可以用中小尺度系统进行解释,而中小尺度系统的跟踪一定程度上依赖于区域站资料的开发应用;多普勒雷达的强雷达回波单体和阵风锋能较好地解释此次局地暴雨过程,多普勒雷达产品的应用有待近一步深化研究。     

2014年陕西“秋淋”天气过程分析

为深入研究陕西“秋淋”天气的形成机制,为此类天气的预报和决策服务提供参考,本研究利用陕西省自动站降水资料和美国国家环境预测中心提供的NCEP/NCAR再分析资料,对2014 年9 月7—17日陕西秋淋天气的环流形势及物理量特征进行分析。结果表明：陕西“秋淋”期间500 hPa极涡和西太平洋副高较历年同期明显偏强;长时间副高外围西南暖湿气流输送和西行台风为“秋淋”提供了充足的水汽条件和有利的气候背景;同时,物理量场分析表明：此次“秋淋”过程中一直有高湿区的维持和水汽辐合区的存在,垂直速度负值大值区及其抵达的高度对降水落区和降水量的预报有一定的指示作用。     

1951—2015年北京极端降水变化研究

摘要：为了掌握北京极端降水事件的气候变化规律,基于1951—2015年北京日降水数据,利用主成分分析、相关分析、突变检测以及R/S分析等方法,对北京地区极端降水变化趋势进行研究。结果表明：1951—2015年北京持续湿期、暴雨日数、强降水量、1日最大降水量、降水强度、湿日降水量呈显著下降趋势。北京暴雨日数、强降水量、1日最大降水量、降水强度、湿日降水量具有相似的年代际变化,均在1950s偏强,在1960s—1990s呈波动减少趋势, 2000s均显著减少减弱。突变检测结果表明,北京1日最大降水量和降水强度分别于1968和1988年发生由强到弱的突变。除持续干期指数之外的其他极端降水指数之间存在显著的正相关,极端降水量指数、各等级降水日数、持续降水时间是导致北京极端降水变化的主导因子。R/S分析表明北京极端降水指数未来具有减小减弱的趋势。北京极端降水未来呈减少趋势将增大干旱灾害的风险,严重影响水资源供给,因此应加强调节控制,以保障北京社会经济尤其是农业的可持续发展。     

2011.7山西区域性暴雨天气过程诊断分析

为了进一步研究山西区域性暴雨天气过程的主要成因,利用常规和非常规气象观测与监测资料,对2011年7月1—3日山西区域性暴雨天气,从大尺度环流背景、中低层影响系统、红外卫星云图、不稳定能量及物理量场的空间垂直剖面进行综合分析。结果表明：该次暴雨发生在东高西低副高影响的环流背景下,中低层切变为暴雨主要影响系统,强烈的上升运动、低层辐合高层辐散的流场配置为暴雨提供了有利的动力条件,涡度场与高低空系统的时空分布变化相一致,ki指数≥32℃的高能区、si＜0℃的不稳定区域在降水时段始终与中低层切变系统的位相一致,促进了持续性强降水的产生。     

黑龙江省农业干旱灾害风险评价与区划研究

摘 要：本文运用降水距平公式对黑龙江省1971-2000年干旱程度进行划分,分析了不同时期干旱灾害的时间分布特征及规律,对黑龙江省74个站点,采用人类生存环境风险评价法,结合GIS软件对玉米干旱灾害风险指数DDRI进行研究与区划。结果表明：（1）黑龙江省一般干旱和强干旱的发生频率均表现为20世纪70年代最高,90年代次之,80年代最低;（2）黑龙江省玉米干旱灾害高风险区主要集中在西部齐齐哈尔和大庆地区,这一地区应该成为黑龙江省防御农业干旱的重点区域,低风险和轻微风险主要分布在中部地区及东部平原区。     

影响山西夏季降水的水汽输送研究

利用山西省58个代表站近50年的夏季降水资料和NCAR/NCEP逐月再分析资料,分析影响山西夏季降水的水汽输送特征,应用SVD方法等探讨影响山西夏季降水异常的水汽源地和水汽输送关键区。结果表明：山西夏季降水与热带西太平洋—南海的东风气流,热带印度洋越赤道气流以及南海—华南的水汽输送带有关,同时也受到中纬度西风带中水汽输送影响。夏季水汽输送与山西夏季降水具有显著的遥相关关系,山西夏季降水异常的水汽异常来源包括副高南侧的热带西太平洋—南海的偏东风水汽输送异常,和印度洋—阿拉伯海地区越赤道气流的偏西风水汽输送异常,山西夏季降水的水汽输送“关键区”位于云贵高原中部到四川盆地东部的矩形区域。由整层水汽输送通量标准化处理建立的水汽输送源指数和水汽输送指数,可以表征水汽输送异常对于山西夏季降水的影响。研究结果可以为山西汛期降水异常分析和汛期预测提供参考依据。