西江流域汛期暴雨与500 hPa关键区准双周振荡的关系

采用小波分析、相关分析、功率谱分析、Lanczos滤波等方法探讨了近48年西江流域汛期(4—9月)暴雨的变化特征及其与影响西江流域汛期降水的500 hPa关键区准双周振荡的关系。结果表明,西江流域4—9月暴雨日数呈单峰分布,5月开始显著增加,6月暴雨日数达到最高;西江流域4—9月暴雨总日数具有准4年与准22年左右的周期振荡。1960年代后期—1980年代初期及1990年代中期—2000年初期暴雨日数以偏多为主,1960年代前期、1980年代中期—1990年代初期及2005—2008年则以偏少为主。定义西江流域4—9月逐日降水与500 hPa高度场上显著的负相关区(22.5~27.5°N,102.5~112.5°E)为影响西江流域汛期降水的500hPa关键区。西江流域汛期降水与500 hPa关键区均以准单周、10—30天的准双周振荡为主,而30~60天的季节内振荡不显著,二者在准双周振荡尺度上关系最密切。统计近48年4—9月、6—8月500 hPa关键区准双周振荡波谷附近前后3天(个别4天)西江流域暴雨出现的平均几率分别为72.5%、76.4%,因此500 hPa关键区准双周振荡的低频波谷对西江流域暴雨的中期预报有较好的参考作用。     

2011年夏季广东季风槽暴雨与准双周振荡

采用小波分析、Lanczos时间滤波器、合成分析等方法分析了2011年夏季广东季风槽暴雨与大气低频振荡的关系。结果表明,2011年夏季降水主要存在准20 d的周期振荡,季风槽暴雨过程对应强的准双周振荡。选取与夏季降水显著相关的区域（102.5~117.5 °E,20~27.5 °N）平均的500 hPa高度场作为影响广东夏季降水的“500 hPa关键区”指数,同样选取区域（110~120 °E,15~22.5 °N）平均的850 hPa风场作为“850 hPa关键区”指数;2011年夏季500 hPa关键区与850 hPa关键区分别存在显著的准23 d、准22 d周期振荡,季风槽暴雨发生在500 hPa关键区准双周振荡的波谷、850 hPa关键区准双周振荡的波峰附近。从南海南部开始的3次低频纬向风、OLR、湿度的北传与从菲律宾以东的西太平洋向西传播的低频中心相遇,导致3次季风槽暴雨过程。利用典型个例的合成分析,对2011年6—8月广东3次季风槽暴雨的准双周振荡不同位相的大气环流场的共同演变特征进行分析,它们反映了季风槽暴雨从间歇-开始-旺盛-减弱-结束期的大气环流场演变特征,为广东季风槽暴雨的中期预报提供参考依据。      

广东前汛期降水与南海北部风场准双周振荡的关系

利用1961—2008年广东逐日降水、NCEP/NCAR逐日再分析资料,先采用EOF分析、相关分析定义了影响广东前汛期降水的850 hPa关键区——“南海北部风场指数”,再利用功率谱分析、Lanczos时间滤波器等方法研究了近48年广东前汛期降水与南海北部风场指数的低频振荡特征,并研究了广东暴雨与南海北部风场指数准双周振荡的关系。结果表明,广东前汛期降水与南海北部风场指数均以准单周、准双周振荡为主,而30～60天的季节内振荡不显著。南海北部风场指数与广东前汛期降水准双周振荡序列存在显著正相关,且明显高于准单周振荡序列的相关。近48年4—6月南海北部风场指数的准双周振荡波峰前后3天(个别4天)的广东省前汛期暴雨出现概率为78.2%。最后利用合成分析方法分析了南海北部风场指数准双周振荡的波峰附近有典型西南风暖区暴雨发生的大气环流场演变特征,可为广东暖区暴雨过程的中期预报提供参考依据。      

近40年华南前汛期极端降水时空演变特征

利用国家气象信息中心提供的华南89个代表站1969～2008年逐日降水资料,研究了近40年我国华南前汛期(4～6月)极端降水时空演变特征,主要结论是:(1)华南前汛期降水强度、强降水量和暴雨日数的空间分布与总降水量的空间分布基本一致;(2)极端降水指数随时间的变化对华南整个区域前汛期总降水量的变化有很好的指示意义,特别是强降水量、强降水频率和暴雨日数;90年代以来华南前汛期总降水量的显著增加与强降水量、强降水频率以及暴雨日数显著增加密切相关,且极端强降水量异常程度明显增强。     

1966—2016年重庆南川降水的多尺度分析

利用1966—2016年南川国家站的逐日降水观测资料,分析了南川降水的年内分布及次季节变化和暴雨的气候变化特征、年际、年代际和趋势变化特征。结果表明:南川降水的年内分布差异大,降水量峰值出现在6月,月降水强度最大在7月;南川的降水具有明显的次季节变化,且准双周变化信号(10~25 d)大于低频季节内振荡(25~90 d);南川的暴雨日数和暴雨量与年降水量有很好的正相关性;暴雨出现在3—11月,其分布呈单峰型,峰值出现在6月;年平均暴雨日为2.5 d,暴雨日数年际变化的线性趋势不显著;暴雨日总降水量在1966—1994年存在10~12 a的年代际变化信号,在1996—2016年主要存在13~15 a的年代际变化信号,在1976—1984年还存在2~4 a的年际变化信号;南川的暴雨特征量年际、年代际变化大,但没有显著的升降趋势,说明南川暴雨的总体气候特征是比较平稳的。     

佛山市南海区汛期降水特征的分析

利用佛山市南海区1961—2010年逐月降水量资料,采用趋势性分析、Morlet小波分析和Mann-Kendall法进行气候变化趋势和突变分析。结果表明:近50年南海区汛期(前、后汛期)降水总量呈上升趋势。20世纪90年代到2005年后汛期降水增加明显,而总汛期降水量在20世纪90年代以来偏多。20世纪80年代到90年代初期汛期降水量下降最为明显。汛期(前、后汛期)降水量偏少集中在20世纪80年代中期到90年代前期,而总汛期和后汛期在20世纪60年代前期和20世纪90年代中期到2005年降水偏多。汛期存在准2、准4和7~8年尺度的周期;前汛期存在3~4、准2和准4年时间尺度的周期振荡;后汛期存在3~4、准2和7~8年周期。突变检测确定1992年为汛期和后汛期降水量的突变年份。     

1959～2011年潮阳前后汛期降水的对比分析

根据潮阳气象站1959～2011年逐日降水资料,研究了近53年来潮阳区降水的变化特征,结果表明,前汛期和后汛期各个降水指数变化规律存在很大区别:(1)前汛期降水量、降水强度、降水频率和暴雨日数均呈下降趋势,而后汛期降水量、降水强度和暴雨日数呈上升趋势;(2)前汛期存在8年和3年的短周期,后汛期周期变化不明显;(3)前汛期极端降水量发生突变,分别是1965年和1985年,20世纪90年代后极端降水量呈明显下降趋势,而后汛期极端降水量在20世纪90年代后呈上升趋势.     

海口汛期不同等级降水与旱涝关系的分析

利用海口市1951～2000年5～10月逐日降水资料，分析了汛期不同等级降水日数与汛期总降水量的关系。结果表明海口市汛期总降水量与相当暴雨日数关系相当密切，与暴雨日数关系次之．与中雨和小雨日数的关系不明显。汛期总降水量与相当暴雨日数具有较一致的气候变化规律。     

1966-2016年重庆南川降水的多尺度分析

利用1966–2016年南川国家站的逐日降水观测资料,分析了南川降水的年内分布及次季节变化和暴雨的气候变化特征、年际、年代际和趋势变化特征。结果表明：南川降水的年内分布差异大,降雨量峰值出现在6月,月降水强度最大在7月;南川的降水具有明显的次季节变化,且准双周变化信号（10–25天）大于低频季节内振荡（25–90天）;南川的暴雨日数和暴雨量与年降雨量有很好的正相关性;暴雨出现在3–11月,其分布呈单峰型,峰值出现在6月;年平均暴雨日为2.5d,暴雨日数年际变化的线性趋势不显著;暴雨日总降水量在1966–1994年存在10–12a的年代际变化信号,在1996–2016年主要存在13–15a的年代际变化信号,在1976–1984年还存在2–4a的年际变化信号;南川的暴雨特征量年际、年代际变化大,但没有显著的升降趋势,说明南川暴雨的总体气候特征是比较平稳的。     

华南暴雨的气候特征及变化

利用华南110个测站1961—2008年逐日降水资料,采用线性趋势分析、Mann-Kendall检验、小波分析、计算趋势系数等统计诊断方法,分析了华南年和前、后汛期的暴雨日数、强度、贡献率等的气候特征及变化。结果表明,近48年来,华南年平均暴雨日数的地理分布总体上呈由沿海向内陆递减的趋势,最多中心在广西东兴（14.9d）,最少中心在广西隆林（3.2 d）。华南的暴雨72%发生在汛期,其中前汛期占45%,后汛期占27%。华南平均年和前、后汛期暴雨日数呈微弱上升趋势,但不明显。年和前、后汛期暴雨日数具有明显的年际、年代际变化特征。华南平均年和前汛期的暴雨强度有微弱增加趋势,特别是2005年以来升幅明显,而后汛期暴雨强度有不明显减少趋势。华南年暴雨贡献率增加明显,而前、后汛期暴雨贡献率增加并不明显。小波分析表明：2000年以来,华南年、前、后汛期暴雨日数具有2～3 a和3～4 a准周期振荡。     

广东省前汛期连续暴雨的气候背景及中期环流特征

为了解中期连续暴雨的成因, 进一步做好4—6月广东省致洪连续暴雨的中期预报, 用统计和合成分析方法, 对1961—2001年广东省前汛期连续暴雨过程的气候背景及中期环流特征进行了分析。分析结果表明:广东省6月出现连续暴雨的几率最大; 小波分析和最大熵谱分析表明, 广东省的连续暴雨存在准2~5年和10年左右的周期振荡, 未来几年发生连续暴雨的次数将增多; 用500 hPa候平均高度场资料, 对出现在广东省的前汛期连续暴雨过程的中期环流特征及高、低纬地区的环流演变特点进行了分析归纳, 总结出两类造成连续暴雨过程的中期环流特征的2条指标, 它们的共同特点为:中高纬度具有十分稳定的“西阻”和“东阻”, 中高纬的“东阻”和低纬120°E以东的正距平区相叠加, 使得低纬维持稳定的东高西低形势, 有利于出现连续暴雨过程。在此基础上利用欧洲中心500 hPa高度场未来1~5 d的格点逐日预报资料得到候平均图, 用动力-相似诊断方法作出2003—2005年广东省有无连续暴雨过程的中期趋势预报。     

准双周低频活动与山西4—9月降水的关系

利用1979—2010年山西省日降水量资料与欧洲中心再分析资料,通过诊断分析方法探讨了欧亚范围大气低频活动与山西省4—9月降水天气过程的关系。结果显示,山西日降水量的主要分布模态有全省一致型、北中部型、中部型;山西日降水量准双周周期特征明显。影响山西降水的500hPa低频关键区在我国东部沿海渤海附近,低频影响系统是渤海低频高压。渤海低频高压存在准双周变化周期;渤海低频高压指数转为正位相超前山西降水日0～3d。渤海低频高压来源于西西伯利亚低频高压(主要出现在西西伯利亚东部至中西伯利亚西部),西西伯利亚低频高压传播至渤海附近大约一个准双周周期。     

春秋季环流的季节性调整对湖北省夏季洪涝的影响

洪涝是湖北省的主要气象灾害，文章在对湖北省汛期降水气候特征分析的基础上，定义出9个湖北持续性暴雨洪涝年，这些洪涝年主要发生在中国东部出现南方类或中间类雨型。通过对湖北省东部地区汛期降水与500 hPa高度场的相关分析，认为春秋季节的环流调整异常，是预测湖北省汛期降水的重要前期因子，典型洪涝年和干旱年前期3月份在55°~65°N的纬圈上，其高度距平合成显示，在130°E~120°W范围内和90°~10°W范围内距平变化相反。通过对上年春季3月、秋季10月及当年3月500 hPa高度场上环流季节性调整的分析，找出对湖北夏季降水异常偏多具有指示意义的指标，建立了湖北省夏季洪涝年的短期气候预测模型。模型首先用两个因子将大涝这种小概率事件（9/49=18%）转变为大概率事件（9/13=70%），然后，分两步进行判断。其模型对湖北大涝年（共9年，1954，1969，1980，1983，1987，1991，1996，1998，1999年）的识别率为100%，2000~2002年预报试验结论正确。     

广东6月持续性暴雨期间的大气环流异常

利用1979—2011年共33年广东86个观测站日降水和全球大气多要素日平均资料,分析广东前汛期降水异常(包括暴雨和无雨)的环流特征。结果表明,广东6月持续性暴雨和持续性无雨期间大气存在显著的经向遥相关波列,其中,持续性暴雨过程波列更完整,非持续性暴雨(或非持续性无雨)则波列不显著,而4、5月的持续性暴雨或持续性无雨过程都没有波列出现。在经向波列存在的情况下,对流层中高层大气西风带环流经向度增大、槽脊发展增强,中高纬度这种持续稳定的环流形势,有利于冷空气和高空槽影响华南;在高层200 hPa,华南处于偏西风和西南风异常之间的气流辐散区域,有利于高层辐散;对流层中低层西太平洋副热带高压偏强、西脊点偏西,华南上升、南海下沉的垂直异常经圈环流建立;同时对流层低层来源于印度和孟加拉湾北部以及热带太平洋的水汽输送明显加强,从而为持续性暴雨过程提供有利的环流背景以及暴雨区所需的动力和水汽条件,可见经向波列通过对流层高、中、低层大气环流异常影响持续性暴雨。在没有经向波列的情况下,当500 hPa华南地区有西风槽活动、850 hPa南海北部西风偏强,广东局地动力上升条件和水汽输送条件达到一定程度,则只能出现非持续性暴雨。因此,经向波列可为区分持续暴雨与非持续暴雨预报提供参考。与广东降水持续异常相关的经向波列受中高纬度罗斯贝波、热带对流以及中低纬度太平洋地区大气异常等多方面的共同影响。     

2008年前汛期广东长连续暴雨过程的500hPa环流场特征

2008年5月下旬末～6月18日,广东遭受1951年以来最严重的“龙舟水”袭击。通过分析这次长连续暴雨过程开始、持续和结束期的500hPa侯平均环流特征和稳定维持的大尺度环流场特征,发现欧亚中高纬维持两槽两脊或两槽一脊稳定的大环流形势,为暴雨的持续提供了弱冷空气;孟湾低槽为华南地区提供了充足的水汽条件;西太平洋副热带高压的加强西伸,使华南沿海地区暖湿气流加强而产生强降水。     

2013年和2017年7月昆明大暴雨过程对比分析

利用NCEP/NCAR1°×1°再分析资料和多种加密观测资料,对2013年7月18～19日和2017年7月19～20日发生在昆明城区局地性大暴雨进行诊断分析。结果表明:这两次昆明局地性强降水过程既有相同点,也有不同点。相同点有,两次过程的主要大尺度影响系统是青藏高压与西太平洋副热带高压之间的辐合区以及低层切变线。来自南海和孟加拉湾洋面的水汽在辐合区交汇,产生强烈的水汽辐合,并在昆明地区附近形成深厚的水汽辐合层,是这两次局地大暴雨天气的主要水汽特征。两高辐合区对暖湿不稳定气流辐合抬升作用,触发昆明地区产生中β尺度对流系统(M_βCS)云团,强降水出现在TBB等值线梯度比较大的区域。M_βCS云团不断生消,也引发了两次过程中短时强降水的发生。不同点有,2013年过程由于登陆台风影响,使得水汽辐合更持久,加之上升运动也较强,因此过程降水持续时间也较长,达17小时。在强降雨开始前,昆明地区上空存在明显的对流不稳定能量的积聚过程。2017年过程降水对流性更强,最大雨强70mm·h-1以上。      

2009年广东前汛期一次连续性特大暴雨的特征及成因

用地面常规站、自动气象站资料,探空资料,卫星云图产品及NCEP／NCAR1°×1°每6h再分析资料等,对2009年5月23-24日广东中西部沿海地区的连续性特大暴雨进行了分析。结果表明：此次强降水持续时间长、强度大、降水落区集中,具有明显的中α尺度特征。由于西太平洋副热带高压稳定维持,南海中尺度涡旋和偏南风低空急流快速北抬;涡旋北侧的暴雨区为强辐合上升区;索马里越赤道气流、孟加拉湾西南季风气流及110°E越赤道气流汇流形成强盛而狭窄的季风涌水汽输送带,为暴雨区提供充分的水汽和不稳定能量。两次中尺度对流云团的强烈发展造成了此次强降水;而高层的环流形势有利于对流云团在珠江口西侧的稳定少动。     

NCEP/CFS模式对东亚夏季延伸预报的检验评估

利用NCEP的气候预报系统（Climate Forecast System, CFS）所提供的1981—2004年历史回报试验结果,检验和评估了该系统对夏季东亚地区大气环流的预报技巧和系统误差;在此基础上通过提取模式预报和观测的10~20 d及30~60 d低频振荡分量,重点对我国南方3次典型持续性暴雨过程的预报技巧进行检验和诊断分析。结果表明:CFS系统对东亚整体大气环流逐日预报的可靠时效为5 d左右,60°N以北的对流层中高层高度场预报系统性偏低,而在40°~60°N则为系统性偏高。系统性误差随预报时间的延长而增加,但10 d以上预报的系统性误差大小和空间分布逐渐趋于稳定;CFS系统对低频分量的延伸期预报技巧好于对其整体大气环流的预报技巧,并且在典型持续性暴雨过程中,CFS系统对影响强降水过程的主要环流系统低频振荡特征有一定预报能力。     

海陆风环流在天津2009年9月26日局地暴雨过程中的作用

利用常规天气资料、地面加密自动站资料、天津中尺度模式产品资料以及卫星云图和多普勒雷达等资料,对2009年9月26日出现在天津地区的局地暴雨过程进行天气学、动力学诊断分析和中尺度分析.结果表明,本次暴雨的天气尺度主要的影响系统是500 hPa高空槽,中尺度系统是由海陆风环流形成的地面中尺度辐合线.降水前天津市具有较好的热力不稳定条件,较好的能量储备,有利的动力条件,一定量级的水汽辐合,边界层的东风将渤海的水汽输送至天津市,是本次过程的主要水汽来源.天气尺度的积云对流与海风锋的碰撞触发不稳定能量的释放,引发第一阶段的强降水,边界层东风急流再度加强所产生的抬升效应引发第二阶段的降水.中尺度切变线通过提供带状辐合上升运动起着胚胎和组织积云对流的作用,使得降水回波和对流云团沿中尺度切变线发展、加强和移动,产生了明显的列车效应,导致了这场历史罕见的秋季局部暴雨过程,也充分凸显出海陆风环流对本次暴雨的重要作用.