长江三角洲高影响天气演变特征及成因分析

利用1959 2010年长江三角洲国家基本/基准气象站资料以及大气环流资料和区域土地利用变化资料,分析了长江三角洲高影响天气的变化特征及其对大气环流系统变化和区域城市化、土地利用变化的响应。结果表明,1959 2010年间,长江三角洲低温、雷暴、大风、大雾和降雪日数均显著减少,而高温和暴雨日数的变化趋势在统计上不显著;降雪、大雾、雷暴和低温日数发生了减少突变,而高温和暴雨日数发生了增多突变。在空间上,雷暴和大风日数在整个长江三角洲显著减少,低温日数在北部和中部地区显著减少,降雪日数在东部和南部地区显著减少,高温日数仅在江苏南通、上海、杭州湾地区以及浙江东部显著增加。52年间西太平洋副热带高压和北半球环状模(或北极涛动)增强,而北半球极涡及欧亚经向环流减弱,大气环流系统的综合作用导致长江三角洲大风、低温和降雪日数减少和高温日数增加。区域城市化和土地利用变化也在一定程度上导致长江三角洲高温日数增加和大雾、大风日数减少。     

台风影响下上海近海风场特性的数值模拟分析

选择近年来影响上海最严重的不同路径台风个例,首先利用TAPM数值模式对出现最大风速过程期间,海岸线的风速变化作了数值模拟计算,然后与海岸测风梯度塔的同步观测数据进行对比,在验证了模式计算结果的准确性和可靠性基础上,对台风影响下上海近海区域最大风速的分布特征、不同高度风速变化规律进行分析评估。同时采用海上测风平台的观测数据,对近海海面上的湍流强度作了计算。结果表明：当台风影响上海地区时,上海近海海上的最大风速有较明显的梯度变化;海面上风速随高度变化远比陆上小,各高度层风速如用指数律公式计算,幂指数可取0.09～0.10;海面上的湍流强度亦较小,基本上在0.10以下范围内波动。     

上海汛期降水日变化特征分析

采用1981～2015年上海地区11个气象台站逐时降水资料,对上海汛期(6～9月)降水的日变化特征进行了分析,主要结论如下:(1)上海地区汛期日降水频率呈现出明显的双峰型特征,其中17～19时降水频率最高;降水强度呈现出单峰型日变化特征,在15～16时降水的强度最大。(2)上海8月局部降水事件发生最为频繁,绝大多数时次降水强度均较其他月份偏强;6月全区性降水事件所占比例较其他月份明显偏多,各时次降水频率均较其他月份明显偏高。(3)近30年来上午至中午上海全区性和区域性暴雨事件有增多趋势,导致大多数站点的降水频率在该时段呈现出明显增加趋势,但强度变化不显著;在下午到傍晚局部降水事件增多,导致大多数站点降水强度增强。     

CMIP5全球气候模式对上海极端气温和降水的情景预估

基于国际耦合模式比较计划第五阶段(Coupled Model Intercomparison Project Phase 5,以下简称CMIP5)28个模式的数值模拟结果和1981~2010年华东和上海气温和降水观测数据,评估了该28个气候模式对华东和上海气温和降水的模拟能力,并预估了RCP4.5(Representative Concentration Pathway 4.5)情景下上海2021~2030年极端气温和降水气候的变化趋势和不确定性。结果表明:与观测值相比,模式对华东和上海年平均气温的模拟大多均值偏高、方差偏低;对年总降水量的模拟大多均值偏高,但方差以华东偏高、上海偏低为主;26个模式的气温变化趋势和12个模式的降水变化趋势与观测值相同。选出8个模式的预估结果表明:与2001~2010年相比,2021~2030年上海冬天极端低温的出现日数(冷夜日数)呈减少趋势,不确定性最小;夏天暖夜日数呈增加的趋势,不确定性较小;其他极端气温事件的变化趋势则存在较大的不确定性,冷夜指标的不确定性最大。强降水发生日数和强降水的强度都呈现增加的趋势,且不确定性较小。     

上海中心城区暴雨内涝阈值研究

基于上海暴雨积水110报警数据和自动气象站逐小时降水数据,利用时空过程分析法研究了暴雨积水与降水强度以及累积雨量的关系,建立了中心城区暴雨内涝的阈值指标,结果表明,中心城区暴雨积水程度与1 h降水强度和2 h累积雨量密切相关。当降水强度达30~40 mm·h-1时,中心城区就会出现暴雨积水。当降水强度达50 mm·h-1、2 h累积雨量达70 mm时,暴雨积水会明显增多。相对于暴雨发生的时间,暴雨积水具有明显的滞后效应,一般滞后1~2 h。下垫面状况、人口和道路密度也影响到暴雨积水的发生。综合海拔高程、下垫面类型、排水管网等多因素,开展中心城区精细化的暴雨内涝风险情景模拟及灾害损失评估,是下一步的研究方向。     

卡尔曼滤波方法在动力延伸预报产品释用中的应用

根据月时间尺度上的降水与大气环注之间的关系,利用国家气候中心Ｔ６３模式动力延伸预报产品,应用卡尔曼波波方法对月时间尺度上降水进行了预测试验。结果表明该种模式动力产品释用方案在气候预测中具有较好的应用前景。     

1949～1995年西太平洋热带气旋活动的气候学特征

利用 1 949～ 1 995年的西太平洋地区热带气旋的有关资料 ,对南海和西北太平洋地区热带气旋年生成个数 ,不同强度的热带气旋登陆次数以及热带气旋出现频数的空间分布进行了气候学分析。结果表明西太平洋地区热带气旋活动与 ENSO现象有一定的联系。     

大范围持续性强降水过程与30～60 d低频降水的联系及其预报指数

研究低频振荡是目前开展强降水过程延伸期预报的有效途径。利用1981—2010年中国753站逐日的降水观测资料、NCEP/NCAR第二套再分析资料及实况天气图等资料,分析大范围持续性强降水过程与30～60 d低频降水的联系,并根据前期低频信号构造强降水过程预报指数。研究表明,(1) 大范围持续性强降水过程与低频降水紧密相联,低频降水对强降水过程有显著贡献。在30～60 d低频降水显著年,强降水过程均发生在低频降水峰值阶段;但对于低频降水而言,仅有56%的峰值阶段发生强降水过程。(2) 当低频降水峰值阶段发生强降水过程时,来自东北亚和南海的低频位势高度低值系统在长江中下游汇合,“南北高、中间低”的低频位势高度分布有利于低频气流强烈辐合,并在经向上形成两个完整的反向低频垂直环流圈,促进了上升运动发展,导致强降水过程发生;而对于低频降水峰值未发生强降水过程的情况,北方冷空气南下较弱,高纬度低频影响系统位置偏北,长江中下游附近表现为“南高北低”的低频位势高度分布和单圈垂直环流,不利于低频气流强烈辐合。(3) 综合高、中、低纬的前期低频信号构造了强降水过程预报指数,对延伸期(10～25 d)长江中下游大范围强降水过程预报具有参考价值。