1961—2021年托里县汛期暴雨日数气候特征分析

文章基于1961—2021年托里县国家气象站及2012—2021年6个区域气象站5—9月降水资料,采用线性趋势、M-K突变检验、Morlet小波分析等方法,分析了托里县汛期暴雨时空变化特征。结果表明:托里县国家气象站和区域气象站汛期暴雨日数均呈增加趋势,但增加趋势不显著。两类站点暴雨分布具有差异性,国家气象站暴雨日数月际变化与区域气象站暴雨日数主要出现在5—8月的分析结论基本一致,但与区域气象站峰值出现在8月不一致;旬变化也与区域气象站暴雨日数主要出现在7月上旬、8月中旬结论不一致;暴雨空间分布也具有明显的地域性,暴雨最多出现在西南部山区,最少在东北部山前平原,特别是高海拔山区更容易出现暴雨,说明托里县暴雨受地形影响明显,以突发性和局地性暴雨为主。区域气象站可以更加精细地监测到复杂地形下暴雨变化,对今后开展气象预报预警服务及布设区域观测站网有较大参考价值。

黔西南州夏季暴雨日数气候特征分析

【目的】为进一步提升暴雨预报预警服务的精细化水平,筑牢气象防灾减灾第一道防线。【方法】利用黔西南州1991-2023年夏季8个国家站逐日降水资料和2014-2023年夏季170个区域站逐日降水资料,采用趋势分析、Mann-Kendall检验、滑动T检验和Morlet小波分析方法,统计分析了黔西南州夏季暴雨日数气候变化特征。【结果】(1)夏季黔西南州区域站6月平均暴雨日数大值区分布在州北部,7月主要出现在兴义,8月分布在册亨大部、安龙东部、兴义南部,56.2%的夏季暴雨集中在海拔高度1000~1500 m之间的地区。(2)黔西南州国家站夏季年平均出现2.9 d暴雨天气,近10 a黔西南州夏季区域站暴雨总日数为360 d,共有4638站次;夏季平均暴雨日数呈“V”型分布,6月最多,7月最少;暴雨站次呈逐月递减分布。(3)夏季发生局地性暴雨比区域性暴雨多,近10 a年最长连续暴雨日为8 d。(4)夏季国家站暴雨日数未发生突变,暴雨日数存在中心值为14 a的长期周期振荡和中心值4 a、10 a的较短期周期振荡。(5)夏季国家站总雨量与同期暴雨以上总雨量相关系数为0.83,夏季暴雨对夏季总降水量贡献逐年降低,平均贡献率为29.2%。【结论】分析得出黔西南州夏季暴雨日数时空分布特征,为更好开展黔西南州暴雨预报预警服务工作提供参考。

海南岛9—10月暴雨日数与ENSO的关系研究

利用海南岛18个市县国家气象观测站日降水资料,NCEP/NCAR逐月资料和美国NOAA中心ERSSTV4的逐月海温资料,研究了海南岛秋季暴雨日数与前期海温的关系,结果表明:当前期(7—8月)出现拉尼娜(厄尔尼诺)事件时,西太平洋副高偏北(偏南),南海副高偏弱(偏强),沃克环流偏强(偏弱),印缅槽偏强(偏弱),热带印度洋、孟加拉湾进入南海偏西风偏强(偏弱),有利于(不利于)海南岛秋季暴雨形成。拉尼娜年时,当海南岛上空低值系统偏强(偏弱),赤道印度洋、孟加拉湾进入南海气流偏强明显(不明显),贝湖附近高压脊偏强(偏弱),则暴雨日数偏多(正常)。厄尔尼诺年时,(1)当海南岛上空高压系统控制,贝湖附近高压脊偏弱,则暴雨日数偏少;(2)当西南地区到中南半岛北部为短波槽影响,海南岛处于槽前,东亚大槽偏强,有短波槽配合,则暴雨日数正常;(3)当沃克环流偏弱不明显,巴士海峡、南海北部对流活动活跃,受低值系统和偏东气流影响,暴雨日数偏多。

甘肃省夏季暴雨日数特征及其与大气环流关系

利用1974-2013年甘肃省80个站逐日降水和NCEP/NCAR再分析资料,采用经验正交函数、系统聚类及合成分析方法,对甘肃省夏季暴雨日数分布特征及其与大气环流的关系进行了分析。结果表明,近40年甘肃省夏季暴雨日数在1989年、2002年和2009年经历了3次明显的年代际变化;甘肃省夏季暴雨日数可分为河东强河西弱型、甘岷山区型、陇南陇东型和全省型4种;暴雨日数分布类型与东亚夏季风有密切关系,形成暴雨的水汽多来自于南海地区,河东强河西弱型和陇南陇东型与冷空气活动有关。河东强河西弱型对应贝加尔湖冷涡加强,冷空气南下,季风位置更加偏西北,南海和东海地区的水汽输送偏东。甘岷山区型对应季风位置偏北,南海和孟加拉湾地区水汽输送偏西,在甘南地区汇合。陇南陇东型对应伊朗高压和蒙古低压减弱,冷空气活动减少,季风位置偏东南,南海地区水汽输送偏东南,冷空气回流致陇南陇东地区易形成降水。全省型对应季风位置偏向青藏高原地区,南海和渤海地区水汽输送主要西伸北进,影响甘肃大部分地区。

近48a山西暴雨日数气候特征及其变化趋势

利用山西省68个气象台站近48 a(1961-2008年)的逐日降水资料,采用线性趋势分析、Mann-Kendall法、Morlet小波变换以及合成分析等统计方法,分析了山西省暴雨发生次数(日数)的时空分布特征及其变化规律。结果表明:全省暴雨发生次数存在由南向北递减的空间分布特征,暴雨主要集中在太行山以南的晋东南一带;在季节分布上,暴雨主要出现在汛期(5-9月),特别是主汛期(7-8月)是全省暴雨最集中的时段;在旬季分布上,暴雨次数从5月中旬开始缓慢增加,7月上旬则急剧增加,7月下旬达到峰值。近48 a来全省暴雨日数呈现出下降趋势,尤其是7月份下降趋势最为明显;上世纪70年代末暴雨发生次数出现了较为明显的转折,全省大部分地区暴雨发生次数有所减少,特别是在晋东南南部一带和吕梁山北部地区减幅最大。

中国东部夏季暴雨日数的分布特征及其与大气环流和海温的关系

采用1961—2010年NCEP/NCAR再分析资料,NOAA海表温度资料和中国国家气候中心整编的中国东部387站逐日降水资料,分析了中国夏季暴雨日数的分布特征及其与大气环流和海温的可能关系。结果表明:(1)近50年中国东部夏季暴雨日数经历了3次年代际变化,先后发生在20世纪70年代中后期、90年代初以及21世纪初。(2)根据经验正交函数(EOF)分析主模态的空间分布型,结合聚类分析的方法,将中国东部夏季暴雨日数主要分为6种类型:渤海型、北方型、淮河型、长江型、南方型、南方和北方两支型。该分型对实际暴雨日数分布具有较好的代表性。(3)分析中国东部夏季暴雨日数不同分布型的环流场特征,结果表明暴雨日数的分布类型与东亚夏季风密切相关,渤海型和北方型分布对应季风位置偏北,淮河型和长江型分布对应季风位置偏南,南方型分布时季风位置更加偏南,当暴雨日数呈现南方和北方两支型分布时,季风较强,影响中国东部大部分地区。(4)分析中国东部夏季暴雨日数不同分布型的水汽输送特征,结果表明,影响中国东部夏季不同暴雨日数分布型的水汽输送与西太平洋的异常反气旋式环流密切相关,形成暴雨的水汽更多来自于西太平洋。(5)分析中国东部夏季暴雨日数不同分布型的海温场特征,结果表明,渤海型和北方型暴雨日数多发生在拉尼娜发展或者维持时期;淮河型和长江型暴雨日数多发生在厄尔尼诺维持或者衰减时期;南方型暴雨日数多发生在厄尔尼诺发展时期;而当暴雨日数呈现出南方和北方两支型时,整个太平洋和北印度洋大部分地区均呈现出偏冷的状态,海、陆热力差异显著。

气候变暖背景下宁夏暴雨日数的变化

根据宁夏夏季暴雨日数资料、银川探空资料和NCEP再分析资料,分析了气候变暖背景下,宁夏暴雨日数的变化规律和成因。结果表明,气候变暖后年暴雨日数明显增多,6、7月白昼和夜间的暴雨日数增加,8月白昼的暴雨日数增加而夜间的减少。成因分析结果表明,气候变暖后7、8月白天的大气潜在不稳定性增强,夜间的大气潜在不稳定性7月增强而8月减弱,造成了银川上空大气温度垂直结构的日变化明显,导致了宁夏暴雨日数的增多和暴雨的日变化显著。

京津冀1961—2012年暴雨日数时空演变特征

利用1961—2012年京津冀地区76个气象站逐日降水资料,通过趋势分析、相关分析、墨西哥帽小波、Cramer法、t检验等方法,分析了京津冀地区暴雨日数的时空演变特征。结果表明:全区多年平均暴雨日数为1.3天,并且存在3个大值中心,分别位于石家庄西部、承德的滦平县和邯郸的大名、曲周一带。近52年来暴雨日数呈下降趋势,但趋势不显著。年平均降水量的大小及变化趋势不仅与降水强度有关,而且与频率关系密切,强度越大且频率越高的地区年平均降水量越大,反之越小。暴雨日数在1978年和1996年产生突变。

北京相当暴雨日数的气候特征

根据北京９９ 年６～８ 月的逐日降水资料和２７４ 年６～８ 月总降水量资料， 分析了相当暴雨日数与总降水量及旱涝等级的相关性， 给出相当暴雨日数与总降水量的定量关系式，建立了北京２７４ 年汛期相当暴雨日数资料序列。分析表明： 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， 证实汛期旱涝变化只取决于暴雨过程的总次数和强度；相当暴雨日数是一个气候统计量，有与总降水量一致的周期变化，但其年际变率和３．５ 年周期比总降水量更显著，其概率分布满足泊松分布；与旱涝等级比较，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旱涝灾害的暴雨过程特征。

海南秋季暴雨日数异常的环流特征及预测模型构建

利用1982—2013年海南岛18个自动站日降水量、NCEP/NCAR逐月2.5°×2.5°再分析资料、NOAA海温及CFSv2模式的历史回报数据,分析海南秋季暴雨异常的同期环流特征及其与海温的关系。并利用模式预测较好的与秋季暴雨日数密切相关的环流因子、海温构建秋季暴雨日数预测模型。结果表明:(1)秋季暴雨多寡与环流异常关系密切。秋季暴雨偏多年,海南附近盛行偏东风;热带西太平洋-南海气压偏低,热带系统趋于活跃,且该区为东南风异常,带来充沛水汽;西太平洋纬向风切变偏弱,易形成暖心结构,对应有台风的发生发展。另一方面,海温强迫影响显著,热带中东太平洋海温异常影响着大气环流和热带对流活动,造成秋季降水异常。(2)热带太平洋地区中低层高度场、海平面气压、低层风及纬向风切变与秋季暴雨日数关系密切,且CFSv2模式能较好预测这些环流场上的高影响区。(3)利用最优子集回归构建基于模式有效信息的秋季暴雨日数模型,交叉检验和独立样本试验均表明,该预测方法与模型整体预测效果较好,可为秋季暴雨日数的预测提供参考。

汛期相当暴雨日数与总降水量的定量关系

北京近百年汛期（６～８月）相当暴雨日数与汛期总降水量相关系数高达０．９７，京津冀地区３０年汛期区域平均相当暴雨日数与区域平均降水量相关系数亦达０．９４。通过点聚图和回归方程来表征两者的线性关系。汛期相当暴雨日数估算汛期总降水量的误差约１０％，即估算精度达９０％。这种估算方法可供业务使用。

河南省1961-2010年暴雨日数的时空分布特征

利用线性倾向估计、Mann-Kendall等方法,对河南104个观测站1961-2010年暴雨日、大暴雨日进行时空分布、趋势分析、显著性检验、突变检验。结果表明:暴雨日和大暴雨日数最大值分别为4.3个和1.3个。最小值分别为1.0个和0.1个。空间分布上都具有自西向东逐渐增加,南高西低的特点。年代际变化显著,最多暴雨日出现在21世纪00年代,最多大暴雨日出现在20世纪90年代。暴雨日和大暴雨日数均呈弱增加的趋势,其中暴雨日数变化趋势有24个站通过了显著性检验,且暴雨日在1965年发生了突变。

中国南方暴雨日数的气候变化特征

本文利用中国南方地区225个测站1961~2010年逐日降水量资料,采用趋势分析、Monte Carlo检验、滑动T检验、Mann-Kendall分析等方法,分析了50年来南方地区暴雨日数的时空分布特征及其变化规律。结果表明:华南、长江中下游平原和成都平原是相对多暴雨区。大多数地方暴雨日数趋势不显著,东部略有增多,西部略有减少趋势。但成都平原显著减少,1992年发生突变,长江中下游的暴雨日数有较明显的增多趋势,1986发生突变;在季节分布上,冬季最少,夏季最多,春季多于秋季。冬季暴雨主要出现在华南,略有增多趋势;春季主要出现在华南、长江中下游平原,变化趋势不明显;夏季暴雨最多且有显著增多趋势。其中,华南略有增多,长江中下游显著增多,成都平原显著减少;秋季主要出现在滇南–华南–浙西等沿海地区,无明显趋势;受东亚季风影响,南方各地暴雨日数都为单峰型,其中成都平原8月为峰值,其余各地6月为峰值,成都平原暴雨集中在7~8月,长江中下游平原集中在5~6月,华南集中在5~8月。在全球气候变暖背景下,中国南方暴雨日数响应气候变化,增温显著区,暴雨增多,增温不显著区,暴雨减少。

黑龙江省暴雨日数变化时空特征分析

利用黑龙江省29个气象台站的暴雨资料，用小波分析和GIS研究了黑龙江省暴雨日数变化的时空特征。通过研究得出：近41a来黑龙江省暴雨日数的变化在时间序列上存在着3个时期；20世纪80年代以来暴雨日向7月份集中趋势明显；在暴雨日数较少的时期，8月份暴雨日数往往比7月多；黑龙江省中部是全省的暴雨中心；暴雨中心随月份变化由中部地区向东南部移动；绥芬河——宝清以东地区8月暴雨日数较7月多。

安顺地区暴雨日数年际变化的气候特征

利用1979—2009年31 a安顺地区(安顺、平坝、普定、镇宁、关岭和紫云)6站的降水资料,统计分析6站暴雨日数和暴雨量的变化特征,提取代表安顺地区的代表站,对其进行统计分析,得到安顺地区暴雨日数年际变化的气候特征。安顺地区暴雨日数的在20世纪80年代末—90年代末期间具有明显的3～5a的年际震荡,并在90年代初达到峰值。安顺地区暴雨偏多年在高低空环流、风场和能量场配置的主要特征为:700hPa和500hPa高低空位势高度配置一致,位势高度在中高纬度出现"东高西低"的走势,安顺地区位于异常低涡的东南部,西太平洋副热带高压的西部,这样来自异常低涡东南侧的冷空气与来自海洋北上的暖湿气流在此交汇,利于底层切变线和准静止锋的建立;安顺地区位于高空偏西急流的右前方的出口处,低空西南急流右前方的出口处和低空东南急流左前方的出口处,这种高低空急流的配置非常有利于暴雨区垂直上升运动的产生;安顺地区及其附近区域对流不稳定较强,利于对流不稳定能量的积累,从而使对流不稳定区域易出现强对流系统,对安顺地区的不稳定能量的储存和释放十分有利。

梅州地区36年的年暴雨日数时空分布规律分析

利用1971～2006年梅州市7个县站的逐日降水量资料，得出梅州地区多年平均降水量的时空特征，并对多年平均、逐月以及汛期暴雨日数的时空分布特征进行了分析。

阜新暴雨日数与太阳黑子活动周期关系研究

对太阳黑子活动周期与1951～2005年阜新暴雨日数进行了分析研究。结果发现,各太阳黑子谷值周期黑子相对数与各周期内暴雨日数相关显著,相关系数达-0.842;同时,太阳黑子谷值周期内某年的阜新暴雨日数与该年的太阳黑子数相关系数达-0.737。说明阜新暴雨日数与太阳活动有着密切的相关。这一结论将为研究暴雨发生规律及暴雨的预测、预报、农业旱涝规律提供有利的气候背景和依据。

1961—2021年广西东兴市暴雨日数气候特征分析

利用1961—2021年广西东兴国家地面气象观测站逐日降水量资料,采用气候趋势分析、小波分析等数理统计方法,对东兴近61a不同等级的暴雨日数气候特征进行了研究分析。结果表明,东兴暴雨总日数及不同等级暴雨日数具有明显的年际和年代际变化特征,近61a东兴暴雨总日数存在2~4a、6~9a的准周期振荡。暴雨总日数在20世纪90年代为最多,20世纪60年代为最少;全年各个季节和月份均有暴雨发生,主要发生在5—9月,暴雨总日数年内呈单峰型分布,峰值出现在7月,后汛期暴雨明显多于前汛期。持续性暴雨过程主要出现在夏季,最长过程持续时间为8 d。

潮州市近51a降水量和暴雨日数的时间变化特征分析

利用潮州1957—2007年逐日降水资料,统计分析其年、季降水气候特征及暴雨气候特征;应用MHF小波方法分析年降水量及暴雨日数的多时间尺度特征。结果表明:(1)潮州年降水量总体呈上升趋势,前汛期降水量对全年雨量的贡献逐渐下降,后汛期则相反;汛期开始月份及汛期降水强弱的年际变化明显,汛期结束月份年际变化不显著;降水偏多异常,各月差别不大,偏少异常,各月差别很大;4—8月最易发生降水异常。(2)暴雨主要发生在4—9月,暴雨气候事件初发时间有提前趋势,但近51 a暴雨日数总体上无明显增加。(3)年降水量存在3.5 a、18.4 a的主要时间尺度;暴雨日数存在4.6 a、12.1 a主要时间尺度。(4)整个时间域上,降水量和暴雨日数均存在较好的对应关系,不同尺度和时期这种对应特征略有不同。

青岛市相当暴雨日数与旱涝关系的初步探讨

根据青岛市１９５１～１９９８年逐日降水资料，分别计算了汛期（６～９月）和年度相当暴雨日数与旱涝等级和总降水量的关系。得出：年度或者汛期暴雨对汛期乃至年度降水多少具有决定性作用。因此，以相当暴雨日数来估算降水量可作为预测汛期及年度旱涝趋势的参考。