近10a大方县暴雨时空分布特征及致灾性的研究

【目的】研究大方县暴雨及其灾害特征,提高当地暴雨预报服务能力,为地方政府防洪部署及地质灾害防治提供参考。【方法】利用大方县国家气象观测站和乡镇自动气象站2013—2022年逐日降水资料、灾情资料,结合大方县地形、河流分布特点,统计分析近10 a大方县暴雨时空分布特征及各乡镇暴雨、大暴雨的致灾特点。【结果】大方县年均暴雨日、大暴雨日分别为14.8 d、3 d,且有增加趋势,暴雨、大暴雨主要出现在5—9月,均呈单峰型分布,暴雨的峰值出现在6月,大暴雨的峰值出现在7月,最早暴雨初日为4月18日,最晚暴雨终日为10月5日。【结论】大方县暴雨及大暴雨主要出现在南部、西部及北部乡镇,中部出现暴雨的次数较少,其分布特征与地形和水域有着较好的对应关系,位于迎风坡或水域附近的乡镇出现暴雨的频次高于其他乡镇。从暴雨灾情分布来看,致灾性暴雨出现在6、7月居多,与暴雨日、大暴雨日的月分布趋势相同,乡镇暴雨致灾频率大多在10%~30%之间,分布特征不明显;大暴雨致灾频率较高,在南部、北部海拔落差大或位于河谷地带的乡镇致灾性在50%以上。     

榆林市致灾暴雨的时空分布特征

利用1971—2012年42a榆林市12县区气象台站逐日(20—20时,下同)降水资料,对致灾暴雨的时空分布特征进行统计,分析发现:榆林平均每年出现致灾暴雨3.5次,在地域上呈南部多于北部、东部多于西部分布;致灾暴雨多出现在7—8月,占致灾暴雨总次数的73%;致灾暴雨强度最大的时段出现在7月下旬至8月上旬;西太平洋副高偏北偏强、东亚大槽偏东偏弱、东亚季风偏强,亚洲区极涡偏弱时,有利于榆林产生暴雨;榆林东部的黄河沿岸暴雨多,与偏南气流和偏东气流受地形阻挡作用强迫抬升,并在榆林东部形成辐合有关。     

榆林市致灾暴雨的时空分布特征

利用1971-2012年42a榆林市12县区气象台站逐日（20一20时,下同）降水资料,对致灾暴雨的时空分布特征进行统计,分析发现：榆林平均每年出现致灾暴雨3．5次,在地域上呈南部多于北部、东部多于西部分布;致灾暴雨多出现在7—8月,占致灾暴雨总次数的73％;致灾暴雨强度最大的时段出现在7月下旬至8月上旬;西太平洋副高偏北偏强、东亚大槽偏东偏弱、东亚季风偏强,亚洲区极涡偏弱时,有利于榆林产生暴雨;榆林东部的黄河沿岸暴雨多,与偏南气流和偏东气流受地形阻挡作用强迫抬升,并在榆林东部形成辐合有关。     

青海高原1961-2008年雪灾时空分布特征

利用青海高原45个气象站1961-2008年冬季（10月至翌年2月）和春季（3-5月）积雪深度资料,按照DB63雪灾标准分类的等级,并结合实际灾情研究了青海高原雪灾时空尺度、强度及发生频次等的变化。结果表明：近50年来青海高原除了特大雪灾发生频次变化趋势不明显外,其他等级的雪灾发生频次年际变化均呈现上升趋势。青海高原南部的玉树、果洛、黄南南部、海南南部及海西东部地区是雪灾发生的高频区,柴达木盆地和青海东部地区极少发生雪灾。雪灾发生频次从20世纪60年代到2008年呈现上升趋势。     

广西高温灾害致灾因子时空分布特征分析

利用1978—2020年广西91个国家气象观测站和有温度观测的1598个区域气象观测站资料,分析了高温日数、高温过程次数、极端最高气温、高温过程平均和最长持续时间、高温过程平均最高气温等高温致灾因子的时空分布特征。结果表明,广西全区年均高温日数19 d,高温过程次数为4次,平均持续时间为6 d,年高温日数、过程发生次数平均每10 a以2.6 d、0.8次的速率显著增多。极端最高气温较高值主要集中分布在桂西、桂北的平原地区,部分地区在40℃以上,中部、沿海地区及海拔较高的山区较低;年高温过程次数桂北和桂中山区、桂东南及沿海地区比其他地区少;高温过程平均最高气温桂西比桂东高,河谷地区比平原高,平原比沿海高。在全球气候变暖的背景下,广西高温灾害天气过程具有范围广、持续时间长、极端性强等特点,主要是由于副热带高压、热带气旋、西南热低压等天气系统影响造成的,大气环流异常则是造成高温极端性强的主要原因。     

新疆夏季对流性降水时空分布特征及成因分析

利用1979—2016年ERA-Interim再分析数据对新疆地区夏季对流性降水的时空分布特征及环流成因开展了研究。结果表明:(1)新疆夏季降水主要集中在山区,对流性降水占总降水的比例在50%上下,在大部分盆地地区,对流性降水占比达70%以上;(2)对流性降水EOF第一模态表现为塔里木盆地西侧山区和伊犁及天山北麓的反相位变化,这种分布在21世纪00年代以前存在5年和10年左右的周期,而从1995年开始出现突变。而大范围降水塔里木盆地南侧山区和天山区域是同相位的空间型分布;(3)水汽条件和层结不稳定条件的差异共同作用导致了塔里木盆地西侧和伊犁两个地区夏季对流性降水反相位的变化。     

深圳市“龙舟水”的时空特征及致灾风险分析

为了解深圳“龙舟水”期间降雨时空分布及致灾风险，利用深圳市国家基本气象站长序列资料和高时空分辨率的区域自动气象站资料，开展了深圳市“龙舟水”降雨时空分布及精细至街道的强降雨致灾风险分析。研究结果表明：1953—2021年深圳“龙舟水”雨量和雨日均呈略减少趋势，但2000年以来雨强呈增强趋势；“龙舟水”期间降雨呈“前少后多”的特点，6月6—14日是“龙舟水”最集中时期。降雨空间差异性大，呈东多西少分布：东南部大鹏新区雨量最多，西部宝安、光明、南山最少；“龙舟水”期间短时雨强大，1和3 h雨量极值普遍超过50和100 mm,分别达到深圳暴雨橙色和红色预警信号发布标准；1、3、24 h雨量极值呈由东南(大鹏-盐田)、西北(宝安-光明)向中部逐渐减小的分布，东南沿海是“龙舟水”期间极端短时强降水和持续性强降雨叠加区。基于精细到街道的降雨积涝阈值，深圳北部和中部是龙舟水强降雨致灾高风险区，“龙舟水”强降水期间需重点防范。     

云南及其周边地区中尺度对流系统时空分布特征

依据卫星云图红外辐射亮温资料 (TBB) ,对云南及周边地区中尺度对流系统 (MCS)进行了统计分析 ,获得了该地区MβCS ,MαCS和MCC的时空分布特征。结果表明 :MCS多发生在低纬度高原东部的滇黔和中越之间 ;平均每年 6～ 8月为MCS主要发生时段 (占总发生次数的 6 7.1% ) ,MCS特别是MαCS和MCC发生频率最高的是 6月 ,其与季节性变化 (东亚季风和印度季风爆发 )和下垫面加热易形成空气热对流有关 ;低纬高原地区MCS除了 18～ 2 3时有 1个高峰发生时段外 ,0～ 7时还有 1个次高峰发生时段 ,这与中国其他地区有明显的不同 ,说明高原地区的MCS还具有地域特点。另外还对MCS的移动路径进行了分析。     

青海高原太阳辐射时空分布特征

对西宁莫家泉湾和玉树辐射观测站的资料分别进行了订正和插补,对青海省太阳辐射的空间分布、年际变化进行了系统研究。结果表明：青海省年总辐射量高,总的分布趋势西高东低;20世纪70年代是总辐射高值时期,而80年代处于明显的低值时期,80年代末期至90年代初期有所回升,但90年代中期后处于下降状态。70年代的高值期和80年代低值期的出现与该时段青海省云雨状况和全球重大火山喷发事件密切相关,火山喷发是导致80年代总辐射量减少的重要原因。     

2007年夏季我国深对流活动时空分布特征

利用逐时FY-2C卫星红外亮温 (T_BB) 资料讨论了2007年夏季 (6—8月) 我国深对流活动的时空演变特征,并同10年的深对流活动特征进行了对比分析。从T_BB≤-52℃统计特征来看,2007年夏季我国大陆深对流活动主要集中在4个区域:华南沿海地区,青藏高原,云贵高原东部及四川、重庆,江淮流域。我国中东部地区深对流日际变化特征表明:不同月份深对流分布特征不同,深对流活动具有明显的间歇性、波动性特征。对比10年T_BB≤-52℃统计结果来看,2007年夏季深对流日变化具有如下异常特征:华南地区深对流具有午后发展特征;青藏高原深对流活动持续时间明显短于10年统计结果,并且东传特征不明显;贵州东部、四川东北部山区、湖北西部山区、山东丘陵地带、江淮流域与华北平原深对流日变化表现出明显的多峰特征;江淮流域深对流日变化具有明显的向东传播特征。     

青藏高原汛期降水的时空分布特征

根据1967～2008年青藏高原地区67个气象台站的月平均降水资料,利用线性趋势分析、EOF分解和Morlet小波变换等方法分析了青藏高原地区汛期(5～9月)降水的时空分布特征.结果表明:青藏高原汛期降水存在明显的区域性差异,EOF分解揭示出青藏高原汛期存在3种主要的空间分布型:南北反向型、全区一致型和东南-西北反向型...     

西藏高原闪电特性时空分布特征

利用2009年6月至2011年5月西藏高原闪电监测系统的闪电监测资料,分析了高原闪电分布的时空特征,结果表明:高原的闪电平均强度为61.89 kA,负闪占闪电总数的78.2％,平均强度55.97 kA,正闪占21.8％,平均强度83.14 kA;雨季前的闪电中主要为正闪,正闪占73％;而雨季期间的闪电中,正闪仅占闪电总数的9％;闪电频次的日变化特征呈单峰型分布,主要集中在15:00-21:00这段午后至夜间的时段内,且在17:00达到峰值,与午后至夜间这段时间为强对流发生条件较好的时段相一致,03:00至12:00左右是高原闪电低发时段;闪电的高发地区为那曲地区中东部、昌都地区西部、日喀则地区东部及山南地区,其中负闪有两个强中心,分别位于那曲地区的嘉黎县和山南地区的朗卡子县,而在南部的错那县也为正闪强中心;闪电强度表现为冬季高、夏季低,各月的闪电平均强度均在50 kA以上;拟合出高原地区的总闪、正闪和负闪的雷电流强度累积概率方程,拟合率均达0.99以上.     

青海省道路结冰变化时空分布特征及其影响等级划分

利用2004—2012年10月至次年4月青海省主要公路沿线自动气象站逐时气象资料,分析了青海省道路结冰的时空分布特征,讨论了道路结冰与地面和气温之间的变化关系,以及积雪深度与地面最高温度的关系。分析表明,青海省道路结冰的空间分布为从东南向西北逐渐减少,结冰时间主要集中在1—4月。由于道路结冰主要取决于气温和积雪深度变化,而地面温度与气温,积雪深度与地面最高温度之间存在显著的线性相关关系,因此分别建立了地温和积雪深度预报模型,从而对道路结冰进行预警。根据道路结冰的持续时间,将道路结冰对交通安全影响程度划分为4个气象等级,分别为极严重、严重、较重和轻度道路结冰。     

青藏高原中东部冬夏高层水汽时空特征分析

利用青藏高原中东部地区16个探空站的1979—2008年各标准等压面上的月平均探空资料对青藏高原中东部地区500～200hPa高层水汽冬夏季时空分布特征及变化趋势进行了研究,结果表明:①空间分布上,青藏高原的水汽空间分布冬夏两季呈现出一致明显的西北—东南走向,高原南部水汽年际变化波动较大,北部较稳定;夏冬两季水汽总体呈现一致变化,同时夏季还存在南北向的反相位区域异常变化,冬季则表现为东西向的反相位变化;②时间变化上,青藏高原夏季水汽总体呈现出较弱的上升趋势,1979—1995年水汽有下降趋势,1996—2005年转为增加趋势,突变主要在1997、2006年;冬季水汽总体为弱下降趋势,1979—1984年水汽为下降趋势,1985—2004年增长并保持稳定,突变主要在1986、2005年;同时青藏高原水汽还存在西部水汽增加而东部水汽呈减少趋势的区域变化特征。     

近50年青藏高原东部降水的时空变化特征

选用1967～2012年青藏高原东部60个站点的降水资料,分析了该地区降水的时空演变特征,结果表明：高原东部降水呈由东南向西北递减的态势,高值区位于西藏东部和川西高原,低值区位于柴达木盆地;降水场可以划分为八个小区,分别是西藏东部和川西高原西部区、藏南谷地区、青南高原区、柴达木盆地区、藏北高原区、川西高原北部区、青藏高原东南缘区以及青海东北部区.年降水表现出强增加趋势,20世纪60年代后期到90年代后期相对偏少,20世纪末以来相对偏多;除川西高原北部区外,其余各区不同程度的表现出增加趋势.春季降水表现出“偏少～偏多”的年代际变化特征,在1995年附近发生由少到多的突变,20世纪60年代后期到90年代中期相对偏少,90年代后期以来相对偏多;八个分区均不同程度的表现出增加趋势.夏季降水呈增加趋势,20世纪60年代后期到90年代后期相对偏少,20世纪末以来相对偏多;八个分区均不同程度的表现出增加趋势.秋季降水的线性趋势趋近于零且没有表现出年代际变化特征;除川西高原北部区呈减少趋势外,各区均不同程度的表现出增加趋势.冬季降水表现出“偏少～偏多～偏少”的年代际变化特征,分别在1986和1996年附近发生由少到多和由多到少的突变,20世纪60年代后期到80年代中期相对偏少,80年代后期到90年代中期相对偏多,90年代后期以来相对偏少;除西藏东部和川西高原西部区及青海东北部区外,各区均不同程度的表现出“偏少～偏多～偏少”的年代际变化特征.     

近30年青藏高原上空大气温度变化特征

根据青藏高原地区16个探空站近30a (1979~2008年)的月平均温度资料对该地区高空年、季平均温度演变特征进行了分析。结果表明:(1)高原上空年、季平均温度均具有较高的空间一致性,其中夏季的一致性特征最弱;(2)高原上空250hPa层及以下和50hPa层及以上平均温度的季节变化特征为冬季最冷、夏季最热,100~70hPa层与其相反;(3)近30a来高原地区对流层中上层(500~250hPa)年平均温度是上升的,对流层上层至平流层下层(150hPa层及以上)以降温为主,高层的降温普遍始于1984年,且变冷显著。      

河南省冰雹时空分布及天气形势特征

利用河南省121个气象台站1971—2010年共40a的冰雹资料,应用统计学方法,分析了河南省冰雹日的年际、月际和日变化特征,以及降雹的落区和范围等空间分布特征等,结果表明:河南省冰雹的年际变化较不稳定,20世纪80年代到90年代中期冰雹日出现较多,到21世纪初又出现一个小高峰,2006年之后则保持较低值;每年4—8月为河南省冰雹多发期,而冰雹在一天之内绝大部分发生在午后到傍晚,这是由形成冰雹的热力条件决定的。40a间冰雹主要发生在河南省中北部、西部和西南部山区,而在东部和东南部的平原地区冰雹发生次数较少。通过对1999—2010年45个冰雹日天气形势的分析发现,河南省易产生冰雹的4种主要天气形势分别为西北气流型、东北冷涡型、华北冷涡型和低槽型,西北气流型造成的冰雹日为最多,低槽型冰雹日最少,不同天气形势背景下的降雹落区有较大差异。     

青海省冰雹灾害分布特征

根据青海省近40年冰雹灾情统计资料,研究了青海省雹灾发生频数及受灾面积、成灾率的时空分布特征。结果表明:雹灾发生频数自20世纪60年代逐渐上升,80年代出现高峰值,90年代后有逐渐减少的趋势。青海省冰雹灾害发生的时间为5~10月,6~8月最多,属夏季多雹区类型;东北部区占总雹灾频数的86.35%,成为全省雹灾高峰区;但是雹灾高峰区与冰雹发生高值区并不一致。雹灾面积也呈逐年上升的趋势,与全省雹灾发生频数的变化趋势基本一致;各区平均受灾面积与成灾率有月际变化,东北部区平均受灾面积7月达到最大值,成灾率9月达到最大值;青南区受灾面积最大值出现时间与东北部一致,成灾率最大值出现在7月。形成雹灾的冰雹直径出现频数最多在20~30 mm之间,受灾面积随冰雹直径的增大而增加,成灾率也随之增大;冰雹直径超过40 mm后,对作物的危害是毁灭性的。     

宁夏冰雹时空分布特征

利用宁夏20个气象站1961～2006年冰雹天气实测资料及NCEP/NCAR再分析资料,统计分析了宁夏冰雹日数的空间分布、年际变化、月际变化和持续时间等时空分布特征.分析表明:宁夏20世纪60～80年代为冰雹多发期;冰雹集中出现在4～9月;受地形和海拔高度的影响,南部山区是宁夏冰雹的多发区.90年代以后冰雹日数、同日出现冰雹的地域范围、冰雹持续时间均明显减少,大气环流的变化起着主要的作用.