鲁南汛期暴雨及其气候背景分析

统计分析了山东省枣庄1958～2005年逐日及逐月降水资料,发现20世纪50年代末期到60年代中期鲁南为多雨期,60年代中期到60年代末期有一个短暂的少雨期,70年代初中期有一个短暂的多雨期,70年代中期到90年代末期是一个较长时段的降水偏少期。2000年以后进入多雨时期,2000、2003及2005年出现局部洪涝灾害。文章引入相当暴雨日数的概念,研究了相当暴雨日数与大涝、大旱年的关系,发现大涝、大旱年的降水量更取决于汛期相当暴雨日数的多少;用相当暴雨日数和年降水量建立回归方程,在一定程度上,相当暴雨日数能很好地预测当年旱涝。     

近56a贵阳市暴雨气候特征分析

利用贵阳市国家地面气象观测站1963—2018年逐日降水资料,分析近56 a贵阳市暴雨气候特征。结果表明:贵阳市暴雨以一般性暴雨最为频繁（占86.7%）,区域暴雨与局地暴雨发生频次相当;该市暴雨开始于3月,结束于11月,集中于6月中旬—7月中旬;暴雨贡献率及暴雨日数整体呈现出增多趋势,年降水量中暴雨平均贡献率为17.7%;年暴雨日数与年降水量的年际变化趋势较为密切,即暴雨日数较多年,年降水量较多,暴雨日数较少年,年降水量较少;近56 a贵阳暴雨日数序列存在准2~4 a的振荡周期;暴雨频次时间序列在世纪60年代初到80年代中后期、21世纪00年代初到10年代初为较少期,20世纪80年代末期到90年代初、21世纪10年代中期至今为较多期。     

商丘相当暴雨日数的气候特征

利用商丘1961-2005年6-8月的逐日降水资料和总降水量资料,分析了相当暴雨日数与总降水量及降水等级的相关性,结果表明:相当暴雨日数概念的引入可以把汛期总降水量中暴雨过程降水与非暴雨过程降水分开;相当暴雨日数是一个气候统计量,其年际变率比总降水量更显著;与降水等级比较,相当暴雨日数与总降水量的相关性更好,且有利于研究形成汛期洪涝灾害的暴雨过程特征。     

商丘相当暴雨日数的气候特征

利用商丘1961--2005年6-8月的逐日降水资料和总降水量资料，分析了相当暴雨日数与总降水量及降水等级的相关性，结果表明：相当暴雨日数概念的引入可以把汛期总降水量中暴雨过程降水与非暴雨过程降水分开；相当暴雨目数是一个气候统计量，其年际变率比总降水量更显著；与降水等级比较，相当暴雨日数与总降水量的相关性更好，且有利于研究形成汛期洪涝灾害的暴雨过程特征。     

六枝近45a暴雨天气的气候特征分析

利用六枝1961--2005年近45a逐日降水资料,采用线性倾向估计等统计方法,对六枝暴雨天气的分布情况及其影响系统等进行了分析,结果表明：六枝近45a来暴雨日数呈上升趋势,其线性增长率为0．15d/10a。20世纪70—80年代初、21世纪以来为暴雨日数偏少时期,20世纪60年代、80年代中期—90年代末为暴雨日数偏多的时期,暴雨量月际变化与暴雨日数基本一致,主要集中在5—9月。六枝近45a来暴雨量在20世纪80年代以前偏少,80—90年代末暴雨降水量相对偏多,进入21世纪以来暴雨降水量偏少。六枝主要暴雨形势有副高边缘型、南支槽、冷锋低槽型。     

北京汛期暴雨与厄尔尼诺事件

利用北京近百年逐日降水资料和厄尔尼诺事件、非厄尔尼诺事件的资料进行初步分析表明,在厄尔尼诺最大影响年的北京汛期易干旱,相当暴雨日数≤４天;在非厄尔尼诺最大影响年的北京汛期易多雨偏涝,相当暴雨日数≥５天;在厄尔尼诺最大影响年的次年和下一个非厄尔尼诺最大影响年时,北京汛期相当暴雨日数相对增多;反之,非厄尔尼诺最大影响年的次年和下一个厄尔尼诺最大影响年时,北京汛期相当暴雨日数相对减少。     

华北中部近45a极端降水事件变化特征

利用华北中部41个气象台站1961—2005年逐日降水资料,采用通用的极端气候指数,分析了近45a来华北中部极端降水事件频率变化的时空特征。结果表明：华北中部平均年最大日降水量呈下降趋势,南部平原地区一般减少,北部山地区域多有增加,降水日数有较明显减少,强降水日数和暴雨日数变化趋势不明显,降水日数的减少主要是中、小雨（雪）日数减少造成的。暴雨日数和强度在20世纪90年代中后期显著增加。华北中部强降水日数和暴雨日数在降水日数中的比重有增大趋势,强降水量和暴雨降水量在总降水量中的比重可能也增加了。这种相对增加趋势主要发生在20世纪90年代中期以后。     

湛江市1951～2011年暴雨气候的变化特征

根据湛江市1951～2011年降水资料,利用线性趋势分析、小波分析、Mann-Kendan检验等方法,研究了湛江市暴雨的气候变化特征。结果表明,湛江暴雨日数具有双峰型特点,6月为次峰,8月或9月为主峰。年暴雨日数、年暴雨量、年暴雨强度和暴雨贡献率的多年平均值分别为7.6 d、669.7 mm、87.0 mm/d和39.0%,变化速率分别为0.035 d/年、4.6 mm/年、0.24 mm/年d.-1和0.002%/年,年暴雨量、年暴雨强度变化趋势显著,而暴雨日数、暴雨贡献率变化趋势不显著。20世纪50年代末到60年代中期为少雨期,60年代中到90年代末为多雨期,90年代末至今为少雨阶段。年暴雨日数、年暴雨量和暴雨贡献率分别在1957、1961和1961年发生了突变性增加,但暴雨强度未发生突变。年暴雨日数、年暴雨量、年暴雨强度和暴雨贡献率分别存在9、11、7和4年的主要准周期。     

金秀县49年气候变化特征分析

利用金秀县气象站1961～2009年的气温、降水观测资料,采用最小二乘法、累积距平法和滑动平均等方法,分析金秀县近49a来的气温和降水量的年际和年代际变化时空特征。结果表明:(1)年平均气温的年代际变化特点表现为两个明显的时期,即60～80年代中期为偏冷期,80年代中后期至2000年为偏暖期;而1998～2007年是最暖时期,年平均气温升高了1.3℃。其中冬季增暖最明显,秋季次之。(2)降水量年代际变化特点为:60～70年代为多雨期。其中,70年代是降水量最多的时期,80年代至2009年为少雨期。各季降水量除夏季外均呈减少趋势,以秋季减少最明显;降水量呈下降趋势,但趋势变化不明显。(3)暴雨日数呈缓慢增加趋势,但不明显。暴雨主要集中在汛期,汛期暴雨日数占全年总次数的87%,其中又以6月份最多,占全年总次数的22%。     

贵州夏季降水异常的区域特征

利用贵州省19个测站1951～2000年夏季逐月降水资料,计算了降水量的月平均（区域平均）标准化距平。并进行模糊聚类分析、经验正交函数分解（EOF）和小波分析,研究了贵州夏季降水异常的区域特征。结果表明,贵州夏季降水在近50 a中存在5个明显的气候段：20世纪50年代前期为多雨期;50年代中期到60年代前期为少雨期;60年代中后期为多雨期;70～80年代为少雨期;90年代以后进入多雨期;降水呈增多的趋势。全省一致性是贵州夏季降水的最主要特征,同时还存在区域差异。贵州夏季降水异常有5种空间分布型,即：全省旱（涝）型、东旱（涝）西涝（旱）型、南旱（涝）北涝（旱）型、中东旱（涝）西南涝（旱）型和西南旱（涝）其余涝（旱）型。各型降水具有多时间尺度振荡的特点,存在10～12 a、4～5 a、2～3 a的周期。     

大陆高压对强热带风暴碧利斯内陆强降水影响

强热带风暴碧利斯 (0604)(简称碧利斯) 登陆后造成极其严重的灾害。对该次强降水过程诊断分析发现,除强盛的西南季风外,深厚的大陆高压也起着重要作用。自高层向低层逐渐加强的大陆高压,其东南侧深厚的偏东北气流,与碧利斯登陆后西北象限的东北风相叠加,配合强盛的西南季风,使得碧利斯残涡以及槽区得以长时间维持。涡度收支表明:长时间维持的台风槽,其低层强烈的辐合效应,对暴雨区低涡发展作用显著,致使中尺度对流系统不断发展而造成内陆连续强降水。数值试验表明:在强盛西南季风背景下,大陆高压的增强东伸,不仅能够提供高空强辐散,而且能增强碧利斯西北象限东北风,使得登陆后减弱的碧利斯残涡和台风槽得以长时间维持,致使内陆暴雨区各层涡度增加而导致暴雨维持与增幅。     

强热带风暴“碧利斯”的暴雨特征和成因分析

本文采用常规探测资料、中尺度自动气象站资料、卫星云图以及中尺度数值模式输出的高分辨率资料对强热带风暴"碧利斯"的暴雨特征和成因进行分析;结果表明,在大陆高压、西太平洋高压的阻挡下,台风环流云系得到西南季风的补充作用,水汽热量和动力都得到大量补偿,从而大大推迟了台风环流的衰亡,造成"碧丽斯"超长的生命史和缓慢的移动速度,给华南地区带来持续强降水;环流云系中的中小尺度辐合线、强烈的上升运动、低层辐合高层辐散的配置以及华南地区的地形对环流维持和降水增幅具有十分重要的意义。     

0604号强热带风暴"碧利斯"结构特征及其暴雨成因分析

利用NCEP再分析资料、FY2C卫星的OLR及红外云图资料,以及地面台站观测资料,对0604号强热带风暴“碧利斯”的结构特征以及对其登陆后深入内陆造成强降水的成因进行了综合分析,研究结果表明:(1)强热带风暴“碧利斯”结构不对称,南部云系发展旺盛,强降水集中在风暴南侧,呈现明显的不对称分布;(2)副热带高压强度偏强,位置偏西,使得热带风暴登陆后向西偏南方向移动,并在移动过程中与南海季风相互作用,激发了中尺度强降水系统的不断发生;(3)充沛的水汽条件,低层辐合,高层辐散,并伴有深厚的较强上升运动,以及有利的地形都是热带风暴长时间维持并产生大范围强降水的有利条件.     

登陆热带气旋与夏季风相互作用对暴雨的影响

利用《热带气旋年鉴》资料、NCEP/NCAR再分析资料采用动态合成分析方法,研究了登陆热带气旋降水与夏季风急流之间的关系,同时对登陆热带气旋与夏季风急流发生相互作用的典型个例强热带风暴Bilis (0604) 利用数值模拟方法研究了二者之间的相互作用对暴雨的影响。结果表明:登陆后造成大范围强降水的热带气旋往往与低层急流长时间相连,其水汽通量和潜热能显著大于弱降水热带气旋。数值试验结果表明:夏季风低空急流向热带气旋输送水汽对热带气旋结构维持有利,当水汽输送被截断后,热带气旋气旋性结构被破坏,强降水减弱、范围明显缩小;季风急流风速增强时可增加水汽通量输送,使得强降水范围增加、强度增强;在夏季风影响背景下,热带气旋在陆上的移动改变水汽和不稳定能量的分布,而热带气旋本身独特的动力结构使得强降水强度增加。     

一次孟加拉湾风暴和冷空气影响下滇西大暴雨中尺度分析

应用MICAPS资料, 通过天气诊断分析, 结合FY-2卫星云图及德宏CINRAD-CC雷达体扫资料, 分析了发生在2004年5月18日滇西地区的大暴雨过程。发现本次大暴雨过程天气尺度影响系统为初夏孟加拉湾风暴及南下冷锋切变; 大暴雨发生在高能高湿的水汽辐合中心、700 hPa螺旋度正值区及湿 Q 矢量散度大值辐合区内; 卫星云图上, 多个β-中尺度对流系统在大暴雨区发展; 多普勒雷达回波为絮状混合型降水回波, 强度在30~44 dBz之间, 频繁出现的逆风区、低空急流、中尺度辐合线等中小尺度系统是造成本次大暴雨的直接影响系统。     

强热带风暴碧利斯 (0604) 引发的特大暴雨中尺度结构多普勒雷达资料分析

强热带风暴 “碧利斯” (Bilis) 于2006年7月14日12:50在福建省霞浦县北壁镇再次登陆, 与南海季风相互作用, 在福建省引发特大暴雨。作者利用双多普勒雷达三维风场反演技术对厦门和龙岩新一代多普勒雷达时间同步探测资料进行了风场反演, 综合利用雷达回波强度资料, 对造成长泰、 漳州特大暴雨的中尺度对流系统的三维结构及其演变特征进行了详细分析。结果表明: (1) 此次特大暴雨主要是由中低层西南[CD*2]东北走向的β中尺度辐合线引发的, 辐合线对于水汽输送以及暴雨的形成、 触发、 维持具有重要作用, 辐合线在暴雨的整个生命史过程中经历了由弱变强、 由强变弱的演变过程, 变化过程与降水的强弱演变过程基本同步。 (2) 由于丰富的水汽供应和中低层辐合线的动力抬升作用, 西南[CD*2]东北走向的β中尺度回波带的西南不断有新的γ中尺度对流单体生成, 在沿着辐合线向东北移动过程中进一步发展、 合并形成β中尺度对流线, 造成持续的强降水。最后, 还给出了此次特大暴雨的三维云系结构模型。     

0604号强热带风暴碧利斯异常强降水过程的诊断分析

基于0604号强热带风暴“碧利斯”异常强降水对我国造成的巨大影响,使用地面加密观测资料、卫星云图资料、NCEP/NCAR再分析资料及中尺度模式输出的产品,对此次强热带风暴登陆减弱后缓慢移动且长时间维持而引发的湖南、广东等地强降水过程进行了诊断分析。结果表明：受西太平洋副热带高压、北方大陆高压、青藏高原东部高压及低纬赤道高压的包围,低压移动缓慢,而西南季风气流及副高西南侧的东南气流源源不断地输送水汽到低压环流中,有利于其强度经久不衰,低压持续存在。对中尺度数值预报产品和物理量场的分析发现,水汽供应充沛,低层气流辐合性较强,垂直对流旺盛,是这次强降水发生的有利条件。     

低纬季风涌影响登陆台风“榴莲”（0103）和“碧利斯”（0604）暴雨增幅的比较

以2001和2006年盛夏登陆中国南方并造成巨大灾害的两次热带气旋过程为例,利用＂CMA-STI热带气旋最佳路径数据集＂、NCEP/NCAR再分析资料及地面加密观测资料,对2001年0103号＂榴莲＂和2006年0604号＂碧利斯＂热带气旋陆上维持和暴雨增幅的大尺度环境场及成因进行了对比分析。结果表明：1）＂榴莲＂登陆后与中纬度西风槽发生相互作用,构成了典型的＂北槽南涡＂天气形势,＂碧利斯＂登陆后受西太平洋副高、北方大陆高压坝和南侧副高向西南方向延伸的高压脊所包围,有利于其环流维持。2）＂榴莲＂和＂碧利斯＂陆上维持期间越赤道气流明显增强,但是在＂榴莲＂活动期间,100°E附近越赤道气流表现突出,而在＂碧利斯＂陆上活动期间,80°E附近越赤道气流尤为显著,它们都增强了当时的西南季风,把大量来自热带海洋的水汽注入登陆后减弱的＂榴莲＂和＂碧利斯＂环流,使其非但没有很快减弱消亡,反而能在登陆后长时间维持不消。3）2001和2006年东亚夏季风存在明显低频振荡,2001年低纬夏季风10～20d低频振荡显著,而2006年则以30～60d低频振荡为主,由不同低频振荡周期表示的低纬季风涌均存在明显的北传特征。当低频振荡处于极端活跃位相时,季风涌最为强盛并侵入＂榴莲＂和＂碧利斯＂环流系统,正好对应着当时的台风暴雨剧烈增幅。此外,低频气流的辐合和低频水汽输送也是＂榴莲＂和＂碧利斯＂暴雨增幅的重要原因。     

“碧利斯”和“格美”登陆后暴雨强度不同的天气学对比分析

热带气旋碧利斯和格美,在起源地、路径和结构上有一定的相似,但登陆后降水强度却有明显差异.通过对两个热带气旋登陆后环境场和物理量场的对比分析,得出一些结论.热带气旋登陆后暴雨强度与高空盛行东北气流和南海西南季风加强有关.高低空不同的环流形势导致了这两个热带气旋登陆后华南沿海低层辐合、高层辐散、上升运动、水汽及不稳定度等物理量场的不同,从而造成暴雨强度的不同.     

南海夏季风对强热带风暴Bilis(0604)引发暴雨的影响

Bilis(0604)是一个登陆后长久维持并造成了特大暴雨的强热带风暴.通过对常规观测资料、雷达资料和红外卫星云图的分析,发现暴雨过程中不断有中尺度对流系统(MCSs)产生和发展,这些MCSs是造成强暴雨的主要中尺度系统.在此基础上用中尺度模式MM5对Bilis登陆后66 h的过程进行了数值模拟,模拟的雨带和雨量与实况较符合.利用模拟结果,对MCSs的发展过程和特征作了分析,发现Bilis的低压环流和南海夏季风在华南一带交汇,使得华南一带多中尺度涡旋、辐合中心和中尺度辐合线发展,这些系统为中尺度对流系统的生成和维持提供了有利的环境.敏感性试验表明,南海夏季风输送暖湿气流为暴雨区补充不稳定能量和水汽,对暴雨的产生具有十分重要的作用.