湖南6月区域持续性暴雨的强信号及预报概念模型

基于湖南汛期区域持续性暴雨典型环流分型,利用1961—2016年NCEP/NCAR再分析资料和异常度方法对湖南6月区域持续性暴雨环流型进行客观识别,并结合动力和水汽输送条件,确定湖南6月区域持续性暴雨强信号并客观量化表征,建立湖南6月区域持续性暴雨预报定量化概念模型。结果表明:43次历史区域持续性暴雨过程的回报准确率达到81%,2017—2018年3次区域持续暴雨过程试报准确率为2/3,说明该概念模型有一定预报能力,能为湖南暴雨预报业务服务提供技术支持。将该概念模型与各类模式预报产品相结合,还可开展区域持续性暴雨的中期和延伸期预报。     

1971-2004年青藏高原总云量时空变化及其影响因子

With Empirical Orthogonal Function (EOF) and trend analysis method adopted, the spatio-temporal variation of total cloud amount is analyzed for 75 stations on the Qinghai-Tibet Plateau during the period 1971-2004. Analysis indicates that the total cloud amount decreases from the southeast to the northwest of the plateau, and that the annual and seasonal variations in total cloud amount both show an apparent declining tendency over the past decades. Correlation analysis demonstrates that the total cloud amount is negative with sunshine duration and diurnal temperature range (DTR), and is positive with precipitation and the relative humidity, respectively. The negative correlation is consistent with the radiative effect of cloud, while the positive correlation between total cloud amount and precipitation is obscured because of the influence of topographic factors. Discussion implies that the decrease of total cloud amount is possibly due to the variation of atmospheric aerosol content and ozone concentration over the plateau, although it is difficult to quantify the driving force mechanism up to now.     

基于GIS的湖南雨凇分布与地形因子关系分析

利用湖南省97个气象站雨凇观测资料,分析了湖南雨凇地理分布特征. 结果表明：湘南属于湖南雨凇多发区,平均雨凇日数多于湘北;湘南雨凇分布特征与山地走向一致,沿雪峰山脉呈西南-东北走向的迎风坡与沿南岭北侧的迎风坡各有一高值区;湘北平均雨凇日数2 d左右,其中,湖区平原明显多于湘北山区.结合1∶50 000湖南省DEM数据,探讨了地形高程、坡度坡向、纬度等地形因子对湖南雨凇形成的作用.在海拔200 m以下,高程的变化对雨凇影响不明显;在海拔200~1 000 m,雨凇日数随高程上升而增多;海拔高于1 000 m,雨淞日数明显多于低海拔台站. 坡向对湖南平均雨凇日数的变异有一定影响,但是坡度的影响并不显著;随着纬度的变化,湖南平均雨凇日数南北差异明显.     

基于梯度观测小时数据的南岳山降水日变化特征

利用南岳山南坡不同海拔高度上的3个气象观测站2015年9月1日-2018年8月31日逐时降水资料,分析了南岳山降水日演变特征。结果表明:从山底到山顶总降水量逐渐增加,存在3个降水峰值时段,分别在清晨、午后和傍晚,清晨雨量峰值主要由该时段降水频次较高所致,午后与傍晚雨量峰值主要与该时段降水强度较大有关,山顶高山站与山底站降水量差异主要体现在午后与傍晚时段;小时最大降水量主要出现在午后至傍晚,山底站短时强降水出现时段较分散,山腰和山顶高山站短时强降水主要集中在午后至傍晚时段;持续时间小于等于6 h的短持续降水频次多于持续时间大于6 h长持续降水频次,其主要出现在午后至傍晚,长持续降水过程多出现在凌晨至中午,其对总降水量的贡献大于短持续降水。     

1971- 2004 年青藏高原总云量时空变化及其影响因子

利用青藏高原及其周边地区75 个地面气象台站的云量日均值资料,采用正交经验函数(EOF) 和线性倾向估计等方法,分析了高原地区1971-2004 年总云量的时空变化特征。结果表明,高原总云量分布呈自东南向西北减少的态势,且年与四季总云量变化都存在显著下降趋势。进而,研究了高原总云量变化与其他气候因子的相关性。其中,(1) 高原总云量与日照时数、日较差之间存在较好的负相关。本文从云的辐射效应出发,解释了存在这种负相关关系的原因;(2) 青藏高原总云量与相对湿度之间有很好的正相关性,受地形因素、不同云型和云水路径等因素共同影响,高原总云量与降水之间的关系却不显著。在此基础上,重点讨论了高原总云量与气溶胶和臭氧等因子之间的复杂关系。指出：青藏高原总云量减少趋势可能与高原大气气溶胶特别是吸收性气溶胶的增加以及臭氧的损耗有关。     

2013年夏季西太平洋副高异常特征及其对湖南高温干旱的影响

利用湖南96个测站的逐日降水、日最高气温和NCEP/NCAR再分析资料、海温资料,分析了2013年夏季西太平洋副热带高压异常活动特征、成因及其对湖南高温干旱的影响。结果表明,2013年夏季西太平洋副高异常偏西、偏强,使得湖南一直处在高压下沉气流控制下,形成持续高温干旱天气。造成副高变异的原因主要有:(1)2012年冬季至2013年春季,赤道东太平洋海表温度持续偏低,印度洋—赤道西太平洋海表温度持续偏高,使得Walker环流和Hadley环流的上升和下沉运动得到加强,西太平洋副高西伸、加强;(2)南亚高压一次次东伸,通过强烈高空负涡度平流的动力强迫,造成西太平洋副高区内的下沉运动,导致副高稳定维持,天气晴热高温;(3)西风急流较常年偏北,纬向环流偏强,导致副热带高压在偏北位置稳定维持,200 h Pa高空辐合增强,辐合中心位于30°N以北,造成500 h Pa副高下沉运动区位置偏北、偏强。     

近54a湖南区域暴雨的时空分布特征

基于1960—2013年湖南88个台站逐日降水数据,采取线性趋势分析等方法分析了近54 a湖南区域暴雨的时空分布特征。从时间变化上看,近54 a湖南区域暴雨日以6月208 d为最多,1月0 d为最少;夏季、春季、秋季及冬季区域暴雨日数占总日数的百分比依次为60%、29%、10%及1%。暴雨日数、暴雨强度均值突变点分别为1994年、1995年,暴雨初日的均值突变点为1983、1994年,暴雨终日无均值突变;暴雨日数与暴雨强度(暴雨发生终日)总体上呈上升(后延)趋势。基于突变点分段线性趋势分析表明,仅暴雨日数在1994—2013年及暴雨强度在1960—1994年期间呈显著下降趋势。从空间分布上看,区域暴雨强度及其与非区域暴雨强度的差值、区域暴雨持续2日或以上的暴雨强度及其与单日暴雨强度的差值的大值区主要位于湘西北及湘东南,小值区主要位于湘西南-湘东北的带状区域;全部站点的区域暴雨强度均大于非区域暴雨强度,89%的台站持续2日或以上的区域暴雨强度大于单日区域暴雨强度。区域暴雨、总体暴雨的台站暴雨最长持续日数分别为1~4 d、2~4 d,均集中在2~3 d且其站数占总站数的百分比分别为97.7%、96.6%。     

湘中雨季结束日期的异常与前期大气环流和海温的关系

利用1961-2009年NCEP/NCAR再分析资料及ERSST-v3海温资料,研究了湘中雨季结束日期的变化特征及其与前期大气环流和海温的关系.结果表明,近49 a湘中雨季结束日期具有较显著的年际和年代际变化特征,呈2.6天/10a的较显著变晚趋势.湘中雨季结束偏早(晚)年在大气环流上的前兆信号表现为前期冬春季北半球副热带高压、鄂霍茨克海高压和阿留申低压强度弱(强),东亚大槽较浅(深),冷空气活动偏弱(强).前期冬春季中东赤道及以北太平洋和印度洋海温异常是湘中雨季结束的重要短期气候预测信号,前期冬春季赤道中东太平洋、印度洋区域海温偏低(高),北太平洋区域海温偏高(低),湘中雨季结束日期偏早(晚).     

湖南持续性区域暴雨气候特征及暴雨落区分型

基于1961-2016年湖南88个台站逐日降水及NCEP再分析数据,利用突变分析、聚类分析、合成分析等方法,分析了湖南持续性区域暴雨的气候特征,并对暴雨落区进行了分型。结果表明,近56年湖南持续性区域暴雨过程年平均出现2次,最长持续日数为5天;夏季发生次数最多占73%,冬季未发生,出现较多的月份5,6,7和8月分别占16%,38%,20%和14%;持续性区域暴雨过程次数在1993年发生了均值突变,年平均过程次数从1961-1992年的1.4次增加至1993-2016年的2.8次。持续性区域暴雨过程年均发生0.9次以上的区域主要分布在湘中以北,湘中以北较湘南年均次数偏多。持续性区域暴雨强度全省区域平均值为82.5 mm·d^-1,大于85 mm·d^-1的台站主要分布在湘西北及湘东南。暴雨日强降水落区可分为4类空间分布型即湘西北型、湘中偏北型、湘中偏南型及湘东南型,4类空间分布型的累计暴雨日数占总持续性区域暴雨日数的百分比依次为25.6%,30.1%,21%和18.4%,湘西北型与湘东南型的降水强度较湘中偏北型与湘中偏南型的降水强度大,且强降水落区相对更集中;对应4类暴雨落区分型合成的925 hPa风场切变及水汽辐合大值区的位置、走向与4类暴雨空间分布型的强降水落区基本吻合,对强降水的落区有较好指示性。