20世纪长江流域3次全流域灾害性洪水事件的气象成因分析

20世纪长江流域曾出现上游洪水7次,中游洪水16次,下游洪水7次,其中有3次是全流域性洪水,分别发生在1998、1954和1931年。1998、1954和1931年梅雨期开始前(3~5月),长江流域降水比常年偏多。进入梅雨季以后,先后出现两场持续性暴雨:第1场出现在6月中旬至7月上旬,这场暴雨造成中下游河流的水位达到或超过警戒水位,出现局地洪涝;7月下旬长江中下游又出现1场持续性范围广的暴雨,雨水只能作为地面径流汇集到长江干流,造成很高水位的洪流。第2场持续性暴雨使长江上下游强降水时段在7月下旬重合,导致长江中下游干流洪水与来自上游的洪水在8月初至中旬遭遇,造成长江中下游灾难性的大洪水。1998、1954和1931年长江全流域性大洪水与东亚中高纬地区大气环流和东亚夏季风活动异常有联系。大气环流和东亚季风活动异常导致7月下旬西太平洋副热带高压的位置偏南,梅雨期持续到7月底,有利于长江中下游持续性暴雨发生的环流条件在7月下旬仍然存在。     

1998年嫩江流域、松花江干流流域特大洪水环流特征

分析了 1998年夏季嫩江流域、松花江干流流域大洪水期间的环流场、水汽来源等 ,发现造成降水异常偏多的环流特征是 :鄂海高压偏强并稳定少动 ,形成阻塞形势 ,阻挡西部低槽稳定停留在110°～ 12 0°E处。当热带、副热带气流源源不断向北输送时 ,保证了强降水天气的充沛水汽。     

1998年嫩江流域、松花江干流流域特大

分析了1998年夏季嫩江流域、松花江干流流域大洪水期间的环流场、水汽来源等,发现造成降水异常偏多的环流特征是:鄂海高压偏强并稳定少动,形成阻塞形势,阻挡西部低槽稳定停留在110°～120°E处.当热带、副热带气流源源不断向北输送时,保证了强降水天气的充沛水汽.     

1998年夏季500hPa行星尺度环流系统对长江流域“二度梅”的影响

利用NCEP／NCAR1998年5－8月逐日500hPa高度场再分析资料及中国国家气象中心整编的同时段全国160站降水资料，就1998年夏季500hPa行星尺度环流系统对长江流域“二度梅”的影响进行了深入研究。结果发现，鄂霍次克海附近阻塞高压加强（减弱）和副热带西太平洋高压西部强度减弱（加强）的反位相变化是造成长江中下游和东北大部分地区的降水增加（减少）的重要原因。     

2016年和1998年汛期降水特征及物理机制对比分析

利用多种大气环流、海表温度、积雪面积等数据,并利用个例对比分析和统计方法,研究了2016年汛期（5-8月）中国旱、涝特征及与1998年的异同点,并对比分析了这两年导致降水异常的大气环流和外强迫因子。结果表明:（1）2016年汛期中国降水总体偏多,长江中下游和华北各有一支多雨带。与1998年相比,这两年南方多雨带均位于长江流域,梅雨雨量均较常年偏多1倍以上,但梅雨季节进程有显著差异,1998年发生典型的“二度梅”,而2016年梅雨结束后长江流域降水显著偏少,主要降水区移至北方。（2）2016年5-7月乌拉尔山高压脊明显偏弱,而1998年欧亚中高纬度呈“两脊一槽”型,这与北大西洋海温距平在这两年前冬至春季几乎完全相反的分布型密切相关。（3）这两年5-7月热带和副热带地区环流较为相似,副热带高压偏强、偏西,东亚夏季风偏弱,来自西北太平洋的水汽输送通量均在长江中下游形成异常辐合区,这主要是受到了前期相似的热带海温异常的影响,均为超强厄尔尼诺事件和热带印度洋全区一致偏暖模态。（4）这两年8月环流形势有显著差异,2016年8月副热带高压断裂,西段与大陆高压结合持续控制中国东部上空,夏季风迅速转强,长江流域高温少雨。而1998年8月夏季风进一步减弱,长江流域发生“二度梅”。2016年8月MJO异常活跃并长时间维持在西太平洋地区,激发频繁的热带气旋活动,对副热带地区大气环流的转折有重要作用。而1998年8月MJO主要活跃在印度洋地区,使得副高持续前期偏强的特征。除海洋和上述环流差异外,2016年前冬至春季青藏高原积雪的冷源热力效应远不及1998年强,这可能是导致2016年夏季风偏弱的程度不及1998年,而2016年汛期华北降水较1998年偏多的原因之一。      

1998和2010年长江流域汛期洪涝成因对比分析

1998年和2010年长江流域均出现区域性大洪水,水位均超警戒线。2010年长江上游嘉陵江、岷沱江流域支流渠江发生超历史性洪水,虽然江苏省沿江地区汛期降水量正常略多,但汛期有降水较集中的时段,上游客水和江苏省的强降水时段叠加,造成长江下游超警水位。对比分析了1998年与2010年夏季长江流域区域性洪涝的的成因,这两年,前冬都表现为厄尔尼诺事件,而南海夏季风爆发早晚虽不同,但南海夏季风都明显偏弱,副热带高压强度指数偏强,位置明显偏南,冬季积雪偏多。     

1998年7月长江流域特大洪水期间暴雨特征的分析研究

对１９９８年７月下旬发生于长江中下游的暴雨,即“二度梅”,进行了初步的分析研究,认为：（１）在这一时期由于副热带高压的向南撤退并稳定在偏南位置,为长江流域降水提供了重要的条件;（２）中纬度系统维持两脊一槽的形势有利于冷空气的南下,而夏季风在这一期间偏弱,前沿停留于长江流域,同时与中纬度的偏北气流形成一条沿长江流域东西走向的切变线;（３）在这条切变线附近不断有中尺度系统发生发展,其中一部分中尺度系统达到很强烈的程度,甚至引发了８８４ｍｍ／ｈ的强降水;（４）对流层上层,如２００ｈＰａ上的高压,其东侧的强烈的辐散区正好位于长江中下游地区,上下层系统的有利配合,对这次暴雨的发生十分有利。     

2013年黑龙江省“三江”大洪水发生特点及启示

简叙黑龙江省2013年“三江”大洪水与1998年嫩江、松花江大洪水发生特点,在洪水来源地、致洪暴雨发生时间与地点、前期流域内降水、天气形势、赤道东太平洋海表温度、西太平洋副热带高压强度和发生时段等7方面进行了对比。在2013年洪水过后提出了6点建议：提高防洪堤坝的标准;加强黑龙江干流水库建设;加强排涝工程建设;加强对黑龙江干流水文气象监测预警工作;加强投入;加强防御自然灾害预案的实施。     

1998年夏长江流域特大洪涝特征及其成因探讨

利用实际观测资料来分析１９９８年夏发生在长江流域特大洪涝的气候与水文特征,并探讨其成因。分析结果表明,造成１９９８年夏长江流域特大洪涝的成因可能是：在ＥＮＳＯ循环中ＥｌＮｉｎｏ事件由成熟期转变为衰减期时热带太平洋海温,特别是热带西太平洋次表层海温变冷,菲律宾周围对流活动减弱,致使西太平洋副热带高压位置偏南,从而使亚洲夏季风从孟加拉湾、南海携带大量的水汽和热带西太平洋以及西风带来的水汽先在长江中、下游,后在长江中、上游流域辐合,造成长江流域的持续性强降水     

嫩江、松花江流域降水与暴雨分析

利用1951－2000年夏季（6－8）月嫩江、松花江流域39个基本地面气象观测站的降水资料分析了夏季降水和暴雨的天气气候特征，利用NCAR／NCEP的再分析资料讨论了形成这些特征的原因，并分析了降水量出现异常时的环流状况。结论指出：嫩江、松花江流域夏季多年平均降水量基本上是呈南北的带状分布，历年的分布中以嫩江和第二松花江流域的差别较大，逐年变化的起伏比较大，但有较明显的阶段性；暴雨日的空间分布与季降水量分布基本一致，集中出现在7、8月，以7月下旬最多，其次是7月中旬和8月上旬；第二松花江流域暴雨日出现的机会要比嫩江和干流流域都多，7月中间以前基本上是嫩江流域大于干流流域，7月下旬开始干流流域明显大于嫩江流域；850hPa高度候平均图表明，影响嫩江、松花江流域夏季降水的环流系统为西风带阻塞形势下的低值系统和东亚夏季风，包括西南季风和东南季风两支；当这两个系统发展强盛时，该流域暴雨日出现较多，降水量偏多。     

2016年我国梅雨异常特征及成因分析

利用国家气候中心梅雨监测资料和NCEP再分析资料,对2016年我国梅雨异常特征及其大尺度环流成因进行了分析。结果表明:（1）2016年我国梅雨有明显的区域特征,其中江南区入梅偏早14天,与1995年并列成为1951年以来入梅最早的年份,出梅偏晚11天,梅雨期（量）偏长（多）,但梅雨期日平均降水量偏少;长江区入梅和出梅均偏晚,梅雨期接近常年,但梅雨量偏多一倍以上,梅雨量和梅雨期日平均降水量分别为1951年以来历史同期第三和第二高值;江淮区入梅、出梅及梅雨期接近常年,但梅雨量偏多。（2）对流层高、中、低层环流系统冬夏季节性调整和转变显著提前的共同作用,导致了2016年江南区入梅显著偏早;东亚副热带西风急流、西太平洋副热带高压（副高）和东亚夏季风涌在7月中旬阶段性地南落导致了江南区和长江区出梅偏晚。（3）受到前冬超强厄尔尼诺衰减和春、夏季热带印度洋全区一致海温模态偏暖的影响,梅雨期副高异常偏强,副高西南侧转向的水汽输送异常偏强,并在长江区和江淮区与北方弱冷空气辐合,造成梅雨量异常偏多。     

对流层上层斜压波包活动与2003年江淮流域梅雨的关系

利用NCEP/NCAR再分析和中国740站逐日降水资料, 研究了2003年淮河流域梅雨期间对流层上层斜压波动的传播情况。结果发现, 斜压波组织成波包向下游传播且具有明显的下游频散效应。波动起源于巴尔喀什湖西北侧, 沿着西北－东南向的路径向东南传播, 传至江淮流域大约需要3天。斜压波包所带来的扰动能量为江淮流域暴雨的发生发展提供了必要的能量积聚。通过与1998和1997年这两个梅雨年份的比较, 发现1998年异常强梅雨年的斜压波包的活动特征与2003年的相似, 但在梅雨降水非常偏少的1997年, 未发现有明显的斜压波包向下游的传播。     

2016年梅雨期间长江中下游强降水与对流层上层斜压波包的关系

2016年6—7月,长江中下游地区发生了自1998年以来最严重的强降水事件,造成了重大的经济损失。利用NCEP/NCAR再分析资料和中国2479站逐月及逐日降水资料,研究了2016年梅雨期间长江中下游地区降水与欧亚大陆对流层上层斜压波包活动的关系,并诊断了两者之间的信息流向。结果表明,梅雨期间的高频斜压波动具有明显的下游频散效应。波动起源于黑海,沿西北—东南方向于3—4 d后传至长江中下游地区。斜压波包为长江中下游地区强降水的发生提供了必要的能量。波作用通量矢量的分布表明,梅雨期间逐日均有来自西风带上游的扰动能量向长江中下游流域传播。而梅雨期间降水与斜压波包的信息流关系表明,二者之间存在信息传递。因此,3—4 d并源于黑海附近的斜压波包活动是2016年长江中下游梅雨期间异常降水的成因。这些结果为深刻认识长江中下游地区强降水事件发生的成因和有效预测提供了线索。      

我国东部梅雨期降水的年际和年代际变化特征及其与大气环流和海温的关系

基于我国160站59年(1951～2009年)的月降水观测资料、美国气象环境预报中心和国家大气研究中心(NCEP/NCAR)提供的再分析资料和Hadley中心的海表温度(Sea Surface Temperature,简称SST)资料,对我国东部(100°E以东,15°N～40°N)梅雨期(6月和7月)降水的时空变化特...     

青藏高原对1998年长江流域天气异常的影响

利用NCEP再分析资料分析了青藏高原对 1998年夏季长江流域洪涝及天气异常的影响 ,并讨论了第 2段梅雨期的暴雨与长江流域洪涝灾害的关系。研究结果表明 :由于青藏高原的热力作用 ,夏季高原东北部斜压性强 ,多短波槽活动。 1998年长江流域两段梅雨期间 ,高原东移的短波槽加强了梅雨锋 ,并引起梅雨锋上强暴雨。 1998年长江流域的 8次洪峰均与高原东侧短波槽东移有关。由于梅雨期前面几场暴雨已使得土壤水份饱和 ,沿江各支流及湖泊水位很高 ,梅雨期的最后一场暴雨的大量雨水往往作为径流流入江河或湖泊 ,与长江洪峰汇合后易造成洪涝灾害     

2018年我国梅雨特征及梅雨期降水异常成因分析

2018年我国梅雨特征及梅雨期降水异常成因分析     

江淮流域梅雨期降水与10—30d低频振荡的联系

利用1961--2010年中国756站逐日降水资料和NCEP／NCAR逐日再分析资料,分析了江淮流域梅雨期降水与10～30d低频振荡的关系。结果表明,梅雨偏多年降水具有明显的10～30d的周期变化,低频振荡经向上的北传和纬向上的西传与江淮流域梅雨期降水的活跃及中断关系密切。在梅雨偏多年,低层10～30d振荡主要通过南海低频反气旋和日本海低频气旋对江淮流域降水产生影响,并调控着西太平洋副热带高压的西进、东退,进而影响输送到江淮流域的水汽强度及冷暖空气在江淮流域的汇合;而高层,亚洲大陆中纬度地区东西向的低频气旋和反气旋影响着南亚高压的位置,从而形成江淮流域低频降水的强弱变化。     

2007年入梅期由横槽与低涡切变引发淮河流域强降水的诊断研究

采用对比分析、诊断和数值计算的方法, 运用NCEP资料、常规观测资料、卫星云图资料和地面降水资料, 对2007年6月19～20日发生在淮河干流及其以北地区一次特殊的降水过程 (入梅期首场强降雨) 进行研究。主要结论包括: (1)该年梅雨期降水和首场降水的特点及原因: 梅雨期雨带位置偏北(位于淮河流域而非长江流域), 并且在115°E的中部地区降雨量最大; 入梅后的降雨首先产生在淮河干流上游的湖北、 河南南部地区, 随后雨区迅速北跳至淮河以北的山东南部地区。分析表明, 在临近35°N和115°E区域, 梅雨锋强烈, 冷暖空气汇集, 加之充沛的水汽输送和高低空急流耦合所激发的上升运动, 共同导致了115°E的中部地区产生强烈降水和汛期的雨带偏北; 19～20日淮河及其以北地区阻塞形势迅速调整, 其后所产生的500 hPa横槽对于首场强降水的维持起到了重要作用。低层涡旋系统沿着锋生带, 在槽前气流的引导下向东北方向移动, 致使雨带北跳。 (2) 首场降雨主要由横槽和切变线及其所引发的涡旋共同产生。高空横槽提供了较为活跃的冷空气, 这种横槽形式在典型的梅雨期尚不多见, 但亦值得关注。锋区和低层水汽叠加较好。上升运动的持续增强, 使得不断有强降水时段出现并最终导致强降水产生。 (3) 该年入梅前后存在比较明显的气象信号变化 (包括夏季风、 副高脊线、 阻塞、 环流形势等), 入梅期实质上是中高纬大气环流由非梅雨期特征向梅雨期特征的调整和过渡期。 (4) 在切变线诱生出低涡的过程中, 动力作用比热力作用的影响更为显著。低涡生成后向东北方向移动, 这一时期虽属梅雨起步阶段, 未完全呈现典型梅雨暴雨的特征, 但中尺度云团、 雨团仍十分活跃。     

季风梅雨带水汽输送与动力强迫源结构

对长江流域季风梅雨水汽输送特征、长江流域夏季旱涝过程与强信号强迫源(青藏高原与低纬海洋)遥相关动力结构以及季风梅雨过程水汽输送源汇结构等有关研究成果及观点进行综述，给出季风梅雨水汽输送流型与强迫源遥相关物理图像，即由青藏高原动力强迫效应形成的低纬海洋-高原-长江流域远距离水汽输送流型，以及海洋强信号区(南海、西太平洋暖池、赤道东太平洋等区域)热力异常构成长江流域梅雨期洪涝、暴雨等灾害性气候异常特征。研究结果揭示了长江流域洪涝及其暴雨形成过程二维Rossby波列或低频波传播能量的动力机制。     

Numerical Simulation of the 1999 Yangtze River Valley Heavy Rainfall Including Sensitivity Experiments with Different SSTA

With the IAP/LASG GOALS model, the heavy rainfall of the summer of 1999 in the Yangtze River valley is simulated with observational sea surface temperature (SST). Comparing the simulations of 1999 with the corresponding ones of 1998 and the sensitivity experiments with different sea surface temperature anomalies (SSTA) at different ocean regions, the relationships between the floods in the Yangtze River valley and the SSTA in the Pacific and Indian Oceans are studied. The results show that the positive SSTA in the tropical Indian Ocean are a major contributor to the heavy rainfall and may be a very important index to predict the heavy rainfall over the Yangtze River valley in the summer. The simulations also show that the relationships between the SSTA in the tropical eastern Pacific and the heavy rainfall in the Yangtze River valley are very complicated, and the heavy rainfall in the Yangtze River valley can occur in both a decaying and an intensifying E1 Nino event and also in a La Nifia event. However, the different SSTA of different periods in the above three cases play different partd.