2020年贵州省一次区域性暴雨产生的热力与动力条件分析

应用贵州省84个国家气象观测站和2884个区域自动气象观测站观测资料,Micaps常规观测资料及NCEP逐6h的1˚ × 1˚的再分析资料,对2020年6月23日贵州省区域性暴雨过程的降水特征、主要影响系统、以及产生的热力与动力条件进行分析。结果表明:此次过程主要集中在省中南部一线,降雨强度大,降雨时间集中,局地灾害重等特点,造成本次区域性暴雨天气的主要影响系统是588线北抬,高空槽东南移,850 hPa切变、低空西南急流以及地面梅雨锋西段和地面中尺度辐合,低层系统在贵州南部维持;本次过程,700 hPa及850 hPa比湿、风场、水汽通量散度及200 hPa、850 hPa涡度对强降雨时段及落区均有较好的指示意义。Based on the observation data of 84 national meteorological stations and 2884 regional automatic meteorological stations in Guizhou Province, along with conventional observation data from Micaps and NCEP’s 1˚ × 1˚ reanalysis data with a 6-hour interval, this study analyzes the precipitation characteristics, main influencing systems, and the thermal and dynamic conditions associated with the regional rainstorm event that occurred in Guizhou Province on June 23, 2020. The results showed that the process was mainly concentrated in the central and southern parts of the province, with large rainfall intensity, concentrated rainfall time, and heavy local disasters. The main influencing systems causing the regional rainstorm were 588 line north lift, upper level trough southeast shift, 850 hPa shear, low-level southwest jet, the west section of the ground Meiyu front and ground mesoscale convergence, and the low-level system was maintained in the southern part of Guizhou Province. During the process, the specific humidity at 700 hPa and 850 hPa, wind field, water vapor flux divergence, and vorticity at 200 hPa and 850 hPa had good indicative significance for the period and location of heavy rainfall.

大冶水库夏秋季热分层对沉积物氮磷释放的影响

水库夏秋季节的热分层现象影响水体垂向交换和水-沉积物界面环境。为研究济南市大冶水库夏秋季节热分层现象对沉积物氮磷释放的影响,作者于2022年6-10月对水库进行现场监测及采集水样、沉积物,分析水体水温和溶解氧分层特征及氮磷营养盐分布情况,并结合室内模拟实验,研究热分层导致的缺氧环境对沉积物中氮磷释放速率及迁移转化的影响。结果表明:大冶水库在6-9月热分层现象明显,10月份分层现象消失,水库表层与底层的水温差最高可达15.6℃;水体溶解氧浓度随热分层结构的形成出现垂向分层,6-8月水库底层水体出现缺氧甚至厌氧现象,7月份溶解氧浓度低至0.84 mg/L;底层水体氮磷含量显著高于表层和中层,总氮和总磷含量约为表层水体的1.5倍和4倍;溶解氧是沉积物氮磷释放的重要驱动因子,室内模拟实验表明厌氧状态下总氮和总磷的释放速率约为自然状态的1.5倍,其中沉积物氮的释放以氨氮形式为主,铁铝结合态磷是潜在磷源。大冶水库内源污染引起的水质风险不容忽视。

贵州省2008年与2022年年初低温雨雪冻雨天气过程对比分析

为了解贵州2008年与2022年年初低温雨雪天气过程差异,该文选取常规气象观测资料以及NCEP再分析资料,采用时空分布统计,环流背景、相关性分析等方法,对2008年和2022年年初贵州省低温雨雪冻雨天气过程进行对比分析。结果表明:2022年低温雨雪与2008年相比偏轻,气温偏低程度和冻雨、降雪站数与2008年相比均偏低偏少,尤其是冻雨站数与2008年相比明显偏少,但2022年最大雪深超过2008年。2008年和2022年低温雨雪期间,副高异常增强、阻塞高压形势稳固,北极明显升温,孟加拉湾和南海持续的水汽输送以及逆温层的存在,拉尼娜事件的影响,为这2次雨雪冰冻灾害提供重要的环流背景。2008年低温雨雪过程中副高位置比2022年偏北偏西,持续时间长,海平面气压高压中心强度更大;2022年副高最强强度指数和面积指数较2008年偏强,但持续时间短,鄂霍次克海低涡强度和逆温与2008年相比偏弱。

南水北调东线梁济运河段输水流量损失的经验估算方法

传统Kostiakov经验公式计算结果为一定值,在未衬砌的沿程地质变化较大的河段应用时不能充分体现输水损失沿程变化的动态特点。为克服原公式局限性,采用积分学方法及广义简约梯度法对Kostiakov经验公式进行改进,形成改进Kostiakov经验公式法,并以南水北调东线梁济运河段为例,利用2013—2019年实测数据,对改进Kostiakov经验公式中的参数进行率定。考虑梁济运河段运行期间易受春灌影响,分别利用受春灌影响显著的2019—2020年和影响一般的2020—2021年实测数据对改进Kostiakov经验公式进行验证。结果表明:改进Kostiakov经验公式法可克服原公式应用时的局限性,有效提升输水损失计算精度,扩大原公式的应用范围;改进后计算结果与两个时段实测数据的平均相对误差分别由原来的27.26%和11.72%降低为7.9%和6.84%,对调水工程运行调度具有重要意义。

安顺市一次局地大暴雨天气漏报原因分析

利用NCEP 1°×1°再分析资料、区域自动站观测资料、雷达资料、FY-2G卫星资料等,分析了2021年8月10—11日安顺市局地大暴雨的天气系统、环境条件、TBB特征、雷达回波特征等,并结合数值模式预报对本次局地大暴雨天气进行分析和反思,结果表明:1)本次局地大暴雨天气夜雨特征明显,且以对流性降雨为主;2)安顺市北部的大暴雨是副热带高压外围低槽配合冷空气导致的,安顺市西部的大暴雨是滇南倒槽北抬加强导致的;3)导致安顺市北部的大暴雨天气系统较为深厚,导致安顺市西部的大暴雨天气系统较为浅薄;4)数值预报对副热带高压东西移动的强度和位置偏差,以及对滇南倒槽发展变化的位置偏差,是本次局地大暴雨天气漏报的主要原因。

基于IPSO-ELM模型的调水工程输水损失预测方法研究

输水损失对调水工程的效益有重要影响,是调度计划制定的关键参数,准确预测输水损失对制定精细化调水方案,优化调度运行有重要意义。针对输水损失预测方法存在的局限性,提出一种计算精度优、构建效率高、适用范围广的输水损失预测方法:利用相关分析法和主成分分析法进行输水损失影响因素筛选,通过相关分析删除反映信息重复的指标,通过主成分分析筛选出重要性高的指标;基于筛选出的指标体系构建改进粒子群算法优化的极限学习机(IPSOELM)输水损失预测模型。以南水北调东线梁济运河段为例;经筛选,水深、流量、气温和风速为主要影响因素,建立IPSO-ELM输水损失预测模型;使用经过实测资料训练、验证后的预测模型,对不同情境下的数据进行日输水损失预测,并分别与极限学习机(ELM)模型和多元非线性回归(MNR)模型的预测结果对比分析。结果表明:IPSO-ELM输水损失预测模型计算的输水损失量和实际输水损失量十分接近,确定系数为0.9625,平均绝对百分比误差为1.322%,较MNR模型和ELM模型分别降低了52.89%和51.06%;预测误差主要分布在[-0.25,0.30]万m^(3)内,误差分布范围小于另外两个模型。即IPSO-ELM模型预测精度和泛化能力均优于另外两个模型,证明该方法是合理可行的,可用于计算不同调水情境下的输水损失,为水资源调度提供更加精确的水量信息。

贵州冬季一次罕见风雹天气过程分析

该文利用常规气象观测资料、多普勒雷达资料和FNL再分析资料,对2022年1月4日贵州出现的一次风雹天气过程进行分析。结果表明:此次风雹天气由高空槽、低涡切变线、低空急流、地面热低压和地面辐合线共同作用产生;降雹前有能量锋的建立,降雹期间锋区呈增强趋势;湿层配置表现为500 hPa的空气偏湿,不是明显的上干下湿层结,0℃层高度和-20℃层高度比春季降雹时的高度偏低70~100 hPa;与贵州春、夏季的雷暴大风对流参数比较,此次过程的CAPE和PWAT小于春、夏季的阈值,而DCAPE、T 75和T d85明显高于春、夏季阈值;对流风暴的影响过程分为2个阶段,第1阶段的回波带强度更强,组织性更好,形成了弓形回波复合体(BEC),并伴有后侧入流缺口(RIN),是雷暴大风出现的主要原因,持续出现的三体散射长钉(TBSS)、高悬的强回波以及宽阔的弱回波区(WER),使得第1阶段的降雹密度较大,且局地产生大冰雹;第2阶段的回波强度较弱,且组织性较差,因此只产生小冰雹,降雹密度也较小。

2022年7月18—20日贵州持续性暴雨天气过程分析

利用FNL 1°×1°再分析资料、FY-2H卫星TBB资料及常规气象观测资料,对2022年7月18—20日发生在贵州的一次持续性暴雨天气过程进行分析。结果表明:西太平洋副热带高压的西脊点在112°~116°E之间稳定维持,对850 hPa切变线的南压有阻碍作用,造成中尺度对流系统MCS在切变线附近发展增强,从而形成了此次持续性暴雨天气;强降水区上空700 hPa比湿≥11 g·kg^(-1),850 hPa比湿≥16 g·kg^(-1),且850 hPa水汽通量散度达-7×10^(-5)g·hPa^(-1)·cm^(-2)·s^(-1)以上,从近地面到300 hPa为一致的上升运动,其中心值达-1 Pa·s^(-1),近地面有高能舌存在,其中心值达360 K,同时低层暖平流和中层冷平流的共同作用降低了层结稳定度,为能量和潜热的释放提供了有利条件,进而增强了上升运动;在强降水发生的第Ⅰ阶段MCS呈团状结构,其大范围的云顶亮温TBB<-70℃,表明云体内上升运动发展强烈,是造成第Ⅰ阶段降水强度大的主要原因,当中α尺度对流云团分裂为多个中β尺度时,降水强度达到最强;第Ⅱ阶段和第Ⅲ阶段的MCS呈带状结构,其TBB<-70℃的范围较小,且产生暴雨的区域内TBB大多在-60℃左右,表明此阶段云体内的上升运动强度小于第Ⅰ阶段,降水强度远弱于第Ⅰ阶段,但由于云带在贵州中部一带稳定维持超过14 h,是造成第Ⅲ阶段暴雨影响区域最广,累积降水量最大的重要原因。

扎龙湿地季节性冻土冻融规律及其生态水文功能研究

扎龙湿地季节性冻土广泛分布.利用我国第一个湿地气象水文自动观测站的地温资料,初步研究了湿地季节性冻土的冻融规律,通过分析径流量、降水量等长系列数据,研究了季节性冻土的冻融过程对湿地生态水文过程的影响.结果表明:扎龙湿地土壤每年从10月20日左右开始进入不稳定冻结期,第2年3月下旬达到冻结最大深度,于次年的3月5日左右开始消融到5月下旬全部消融.季节性冻土是影响湿地生态水文过程的重要因素,冻结滞水是天然和人工植物越冬、春季繁衍的水分代谢均衡不可缺少的,甚至是惟一水资源,是促进盐渍化、沼泽化和保持生态平衡的主导因子.

湿地水文研究进展综述

湿地是地球上一种重要的生态系统,具有巨大的环境功能和环境效益。水文是湿地中最重要的过程,是决定产生和维持湿地典型类型和湿地过程的重要因素。因此,湿地水文过程的研究是湿地研究的核心内容,是当前国内外湿地研究的热点。本文介绍了湿地水文及其对湿地功能等的重要性,综述了当前国内外在湿地水文状态与生态环境的关系、水流运动、水文模型与水文观测等方面的研究进展,并提出了今后我国亟待加强的湿地水文研究领域。

水库多目标优化调度理论及其应用研究

本文提出了综合利用水库的多目标优化调度的理论,并将该理论应用在综合利用水库优化调度过程中,在此应用中用马尔可夫单链弹性相关理论处理径流,并在引入"有效雨量"的基础上,将供水量作为决策条件,以满足用水保证率条件下供水量最大为目标函数,建立了相应的数学模型和编制了相应的计算程序,绘出了综合利用水库三维优化调度图,利用三维优化调度图进行综合调节计算,计算结果理想、效益显著,且大大增加了调度过程的灵活性。经沐浴水库等多个综合利用水库的实践证明,本方法是可靠有效的。

基于可变模糊集理论的跨流域调水工程水资源优化调度

为实现水资源的高效利用,对胶东调水工程进行水资源优化调度研究。基于受水区潍坊、青岛、烟台、威海等4市的实际配水量与社会经济指标分析,利用可变模糊集理论,建立地市外调水量可变模糊优选模型进行优化调配系数计算,优化调配4市外调水量,并对优化后的外调水量与区域社会经济发展进行耦合协调度计算。以调水效率最高为原则,以4市缺水总量最小建立目标函数,利用Lingo软件编程求解,分别对平水年、枯水年、特枯年进行水资源优化调度。把基于调配水量调度与规划指标调度的结果进行对比分析。结果表明:2种调度结果均满足各分水口的最小需水要求;外调水量的优化调配提高了胶东4市水资源与社会经济发展的耦合协调度,调配水量调度后,青岛市缺水率明显下降,其他地市缺水率降幅则较小。

基于GIS指数模型的山洪灾害防治区划方法研究

为合理划分山洪灾害防治区划,采用加权线性综合法综合考虑降雨、地形地质、经济社会三个因素,建立了基于矢量数据的GIS指数模型,并以山东省蒙阴县山洪灾害防治区划为例,通过指数模型计算各像元区域的指数值,根据指数值生成山洪灾害防治区等级地图,将蒙阴县山洪灾害防治区划分为一级重点防治区、二级重点防治区和一般防治区三个区域。

安顺市一次特大暴雨过程分析评估

2010年6月27-29日安顺市出现持续强降雨天气过程,此次降水过程造成安顺市关岭县岗乌镇山体滑坡。利用常规天气资料、T639、TBB提供的物理量场,对此次特大暴雨过程进行了分析。结果表明,此次暴雨过程是在高空500 hPa两脊一槽形势稳定维持的情况下,副高北抬形成东高西低的形势,巴湖和贝湖之间的宽广的低压区内分裂小槽东南移,使贵州西部的低槽加深,配合中低层的低涡切变,以及地面静止锋的共同作用下产生的。高空系统和地面系统的共同影响,为此次暴雨的形成提供了有利的大尺度环流背景。产生这次暴雨的云团有MCC特征,强降水区域与TBB低值中心对应较好。有利的水汽输送和水汽辐合,强烈的低层辐合、高层辐散的配置造成了强而持久的上升运动,增加了局地对流不稳定,为此次特大暴雨过程提供了很好的动力条件,有利于MCC的发生发展。另外关岭滑坡现场特殊地形与周围环境明显的海拔高度差和温度差造成的热力差异,是造成此次特大暴雨的主要原因之一。

2008年和2011年年初贵州低温雨凇分析

2008年1月和2011年1月,贵州遭遇了历史罕见的低温雨雪冰冻灾害,这2次灾害过程具有降温幅度大、持续时间长、影响范围广、冰冻灾害重等特点,对农业、交通、电力、通讯都造成了严重的影响,经济损失严重。文中分析了2次灾害的实况、可能成因及其影响。结果表明:(1)2次冰冻灾害都受拉尼娜事件的影响;(2)欧亚1月阻塞形势的异常发展和大气环流形势持续稳定;(3)中亚、西亚低值系统活跃,来自孟加拉湾和南海(印缅槽)的大量暖湿空气向北输送。西太平洋副热带高压脊线明显偏北、面积偏大、强度偏强等是造成2008年1月贵州雨凇灾害的主要原因。拉尼娜事件的影响和欧亚阻塞异常偏强以及印缅槽出现持续的大量暖湿空气的向北输送是造成2011年1月贵州雨凇灾害的主要原因。但2011年1月副高偏弱,中亚、西亚低值系统活跃也不如2008年1月明显,所以低温雨雪冰冻强度和范围都小于2008年1月。

计量认证的实践与体会

本文介绍了计量认证的做法与体会，并从改革、开放等方面论述了高校实验室进行计量认证的必要性。

深化实验教学改革,培养综合素质人才

为与教学改革相适应,与高素质人才培养相适应,我院测试中心进一步深化实验管理体制和实验教学改革,以计量认证为基础,以实验室为载体,将实验教学重点放在培养学生的科学素质和实践能力方面,使实验室成为新型的实践教学基地,充分发挥了实验室在素质教育中的作用.二年来边摸索边实践,取得了显著效果.

贵州省2011年与2013年7—8月干旱对比分析及对农业的影响

利用NCEP再分析月平均资料、全省87站降水、气温、MCI监测资料、向外长波辐射OLR(Outgo inglongw ave rad iation)资料,分析了2011年和2013年夏季7到8月间干旱实况和环流的异常特征。结果表明,2011年和2013年降水偏少,降雨量排位为1981年以来同期第一和第二,气温偏高,2013年7到8月平均气温为1981年以来最高的1年达到25.4℃。2011年和2013年副高和南压高压偏强,贵州等地及其水汽来源区域的对流活动都受到抑制,由南向北的水汽输送较差,来自北方的冷空气偏弱,西北气流不明显,贵州、四川一带没有明显的冷暖空气交汇带,导致降水偏少、气温偏高,最终形成了2011年和2013的干旱。赤道中东太平洋海表面温度大范围持续变冷(暖)的现象可引起大气环流的异常相应,可将ENSO事件作为次年预测贵州夏季干旱与否的重要因子。建议在贵州夏季干旱易发区域建设农业生产对策研究试验基地,指导农民改进农业种植结构,加大人工增雨力度应对夏旱。

湖库型水源地水华风险评价模型研究与应用

在研究水华风险过程中,综合考虑内源和外源两个层面构建水华风险评价指标体系,针对水质评价及影响因子具有模糊不确定性,利用可变模糊集理论构建一种湖库型水源地水华风险可变模糊评价模型。该模型借助相对差异函数刻画水华风险的模糊性,通过变化参数组合,克服单一模型的局限性。将该模型应用于乔店水库水华风险评价。结果表明,乔店水库水华风险级别特征值为3.19,呈Ⅲ级风险;其中由外源因素和内源因素引起的风险等级分别为Ⅱ级风险和Ⅳ级风险,表明引发水华的内源风险不可忽视。该评价结果与实地调研结论相吻合,进一步验证该评价模型的可靠性,弥补仅考虑外源风险的不足。该指标体系和模型可推广应用于其他类似湖库,对精准防治水华提供理论支撑。

2012年5月22日贵州西部大暴雨成因分析

该文利用地面观测资料、NCEP再分析资料(水平分辨率2.5°×2.5°),国家卫星气象中心发布的FY-2E的TBB等资料,对2012年5月22日贵州西部大暴雨过程的天气形势、水汽通量及水汽通量散度、温度平流、涡度平流、假相当位温、中尺度云团、湿位涡等进行了分析。结果表明:强降水主要是由于南支槽前的西南暖湿气流配合北方南下的冷空气,冷暖平流和正负涡度的交汇,MCC在贵州生成并发展维持的共同影响造成的。此次暴雨过程发生在对流层中低层MPV1负值区和MPV2的正值区以及θse的高能区内。湿位涡的正压项与斜压项综合反映了暴雨区对流不稳定和斜压不稳定状况。这一判据将大气中的对流不稳定和斜压不稳定很好地联系在一起,为暴雨天气的诊断和实际预报提供了一种思路。这次过程是由MCC在贵州的生成并发展维持造成的。云团具有很强的MCC特征,降雨强度的时间分布与MCC的强度范围有很好的对应关系。