基于SPI的怀化市气象干旱时空特征分析

基于标准化降水指数(SPI),采用线性趋势分析、滑动平均、空间分析等方法对怀化市1962—2015年气象干旱特征进行分析,结果表明:1962—2015年怀化市年尺度整体干旱频率(轻旱及以上干旱发生频率)为29.6%,中旱频率14.8%,重旱频率5.6%,特旱频率3.7%。1962—2015年怀化市年干旱强度(SPI)在-2.5~1.9之间,年际变化趋势不显著,从四季来看,秋旱最为严重。

怀化市气象干旱监控预警一体化平台的设计与实现

运用Visual Basic+ACCESS设计开发了基于多种干旱指标的怀化市气象干旱监控预警一体化专业平台。从本地气象业务特点出发,建立了土壤水分、地面气象资料、中期预报数据库和数据导入方法和程序,建立了多指标气象干旱预警程序和干旱气象数据查询统计程序,实现了气象干旱的实时监控和一周预警,提高了本地气象干旱服务能力。

基于多源观测资料对湖南怀化一次雨雪天气降水相态特征的分析

【目的】为了解湖南怀化雨雪天气降水相态演变特征。【方法】选取ERA5资料、微波辐射计和SA双偏振多普勒雷达等多源观测资料作为基础数据,采用常规统计、环流背景、相关分析等方法,对2022年12月27—28日湖南怀化地区一次雨雪天气的降水相态演变特征进行分析。【结果】(1)中高纬地区在中层槽的引导下冷空气南下,中低纬地区在南支槽的引导下西南气流东移,致使冷空气与暖湿气流交汇,降水相态发生变化。过程前低层切变线南压、低空西南急流发展,低层系统处于暖平流中,且地面温度较高,降水相态为雨。28日20时后冷平流快速发展,地面迅速降温,形成“冷垫”,致使降水相态转为雨夹雪。后期受南下强冷空气影响,导致降水相态转为雪。(2)散度和垂直速度的分布说明,降雪阶段的动力条件来源于低层,降雨时段的动力条件来源于高层。(3)SA双偏振多普勒雷达的偏振量分析结果表明,在较大的水平反射率(20~35 dBz)区域,其差分反射率相对较小(约0.8~1.6 dBz之间),差分位移率也相对较小(约-1.2~0.6之间),相关系数>0.88。微波辐射计反演的0℃线可以作为降雪的重要判据,其液态水含量在降雨时含量较高,水汽浓度在降雪时显著下降,可以准确判断降雪的具体时间。【结论】微波辐射计和双偏振雷达的组合应用可以作为怀化地区对降水相态转换临界预报的重要地基观测设备。

怀化市一季中稻产量气象灾害损失评估

以长期农业气象田间观测和统计局产量资料为基础,研究得出:怀化市一季中稻生产农业气象灾害以干旱、洪涝、秧田低温、8月低温为主,对中稻产量的损失30 a来平均4%左右,最大22%。中稻产量损失率5%以上的年份约10 a 3遇,除2002年多种灾害影响和1996年特殊洪涝年外,其它均为持续30 d以上夏旱、夏秋连旱年份。

2008年1月持续雨雪冰冻期2次暴雪过程分析——以湖南省为例

利用常规资料和美国NCEP再分析资料,分析2008年1月湖南所遭遇的50年一遇的持续性低温雨雪冰冻天气过程。分析发现,长时间维持的中高纬亚欧大陆西高东低的环流形势为雨雪冰冻天气提供了冷空气活动条件;西太平洋副热带高压的偏强偏北和南支槽的旺盛发展和维持有利于暴雪区的水汽输送和辐合;高层强辐散与低层强辐合的耦合形势以及强上升运动为暴雪的发生发展提供了有利的动力背景。深厚而稳定的对流层中层逆温层和低层冷层的存在是大范围冻雨出现的直接原因。

怀化市汛期降水量的灰色拓扑预测

采用灰色拓扑预测方法,以怀化市1981-2008年汛期降水量（4-9月）数据为基础建立了降水量预测模型,并利用2009-2013年降水数据对模型的预测结果进行了检验,最后对2014-2018年汛期降水量进行了预测。研究表明,灰色拓扑预测方法具有良好的预测效果,其结果可为怀化市汛期降水预报提供借鉴和参考。

怀化市一次大范围暴雪天气成因分析

为提高对暴雪的预报能力,减少暴雪灾害损失,利用常规观测资料与NCEP(分辨率:1°×1°)再分析资料,对2018年12月29日至30日发生在怀化地区的一次大范围暴雪天气过程成因进行分析,结果表明:低层850 hPa至地面的冷垫使得充沛的水汽在中高层积累和凝结从而触发此次暴雪过程;700 hPa西南低空急流的维持和加强为暴雪过程提供充沛的水汽条件;500 hPa南支槽维持、东移和加深导致的大尺度强迫,是暴雪所需上升运动的主要来源之一;准静止锋稳定维持有利于垂直运动的发展;高空急流促进并加强了辐合上升运动,对暴雪有增幅作用;地面气压升至1040 hPa以上,850 hPa、700 hPa和500 hPa温度分别降至-9℃、-3℃和-14℃,是怀化出现暴雪天气的有利层结条件。

基于CI指数的怀化市干旱时空特征分析

该文采用综合气象干旱指数（cI），利用线性分析、空间分析等方法对怀化市1963--2015年气象干旱特征进行了分析。结果表明：近53a来怀化市年干旱频率在5．6％～41．9％之间，平均为22．7％，在空间上，干旱频率分布在21．4％-24．1％之间，新晃区域干旱频率最高；1963--2015年干旱日数呈增加趋势，变化率为1．5d／10a，从四季看，除夏季外，其他3季干旱日数均呈增加趋势；怀化市年平均轻旱日数为44．1d、中旱25．9d、重旱9．4d、特旱3．4d。

怀化市汛期短时强降水特征分析

利用怀化市11个国家站和403个区域站2012—2017年4—9月逐小时降水量资料以及NCEP资料,采用统计分析方法分析了怀化市短时强降水的时空分布特征,同时采用天气诊断分析方法对产生短时强降水的天气系统进行归纳,得到如下结论:怀化短时强降水的频数年际变化大,发生频次最多的是2017年,达103次,最少的是2013年,仅35次,且主要集中在5—7月,6月最多,4月最少;其日变化呈单峰型,4—10时最易发生短时强降水,峰值出现在08时,11—23时为低发时段。短时强降水的频数高、日数多,空间分布表现为北部多,中南部少;2/3的短时强降水极值对应等级为50~79.9 mm·h^-1,最大值为129.9 mm·h^-1,雪峰山西侧(会同、洪江、溆浦)以及辰溪境内最易发生≥80 mm·h^-1的短时强降水。产生短时强降水的天气系统主要有低涡型和切变线型。当850 hPa低涡在关键区域活动时,低涡型短时强降水主要集中在低涡偏东偏南位置,而切变线型短时强降水主要集中在850 hPa切变线偏南1~3个纬距内,尤其是与低空急流出口区左侧叠加的区域。

怀化市2015年首场低温阴雨冰冻天气分析

利用6 h一次的NCEP 1°×1°再分析资料及常规观测资料,对2015年1月底及2月初发生在怀化市的低温阴雨冰冻天气过程的环流形势和物理量场进行了分析,同时对多种气象要素与不同相态降水之间的关系进行了探讨。结果表明,中高纬高压脊没有强烈发展、到达怀化地区的冷空气势力偏弱、同时低纬南支槽并不活跃是导致这次过程强度偏弱的主要原因;700 h Pa西南急流的建立和加强为所研究区域带来源源不断的水汽供应,且该地区上空维持低层正涡度和高层负涡度的形势,利于低层辐合高层辐散及垂直运动的发展,从而导致了该地区阴雨天气的持续和发展;降水相态变化与温度的层结特征密切相关;在一定的降水条件下,日平均气温是影响冰冻生成发展与维持的重要因子。

湖南省春玉米光温生产潜力和产量差特征及限制因子分析

应用逐级订正模型,按照“光、温”逐级衰减的方法,逐日计算湖南省春玉米的光合生产潜力,通过每日温度有效系数订正得到逐日光温生产潜力,并累积得到春玉米全生育期内1987−2016年光温生产潜力。计算71个春玉米主产县光温潜力产量差,即主产县实际单产与对应气象站点光温生产潜力的差值。结果表明:累积日照时数对春玉米光温生产潜力和产量差的影响有限,3月下旬日照显著增加但光温生产潜力及产量差显著下降,其区域分布集中在湘西南和湘南等地。积温对春玉米光温生产潜力和产量差的影响较广,特别是高温的限制作用,春玉米全生育期、3月下旬、6−7月积温在全省绝大部分地区均显著增加,且与光温潜力和产量差呈显著负相关。表明气候变化影响下,高温限制作用加强,湖南省春玉米光温生产潜力显著降低。目前湖南西部地区实际单产较低,光温潜力产量差较高,春玉米产量有较大提升空间。

怀化市汛期(4—9月)旱涝特征分析及预测

通过对怀化市历年汛期旱涝气候特征分析 ,认为Z值为旱涝判据较为客观 ;利用灰色系统模型对汛期旱涝趋势进行预测 ,为中长期预报提供一个有用参考。

5类南岳高山气象站风场对湖南不同天气型强降水的指示作用

利用2006-2014 年4-9 月常规高空、地面观测资料以及同期南岳高山气象站（简称南岳站）逐时风场资料和湖南省96 个常规观测站逐时雨量资料,对同期117 例强降水天气过程进行天气影响系统分型,并分析5 类南岳站风场型对湖南不同天气型强降水预报的指示作用.结果表明： 南岳站风场在6 种天气型强降水天气过程中主要有5 种不同表现型,其中4 类逐时风场演变特征对湖南强降水带移动和强度变化有较好的指示作用.该站南风超过10 m·s^-1的时刻较湘北和湘西北地区开始出现强降水通常有2～6 h 的预报提前量,达到急流标准（12 m·s^-1）的时刻较湘中以北地区降水达到最强提前2～5 h,南风剧减至8 m·s^-1以下或转为北风的时刻较湘南地区降水加强有2～4 h 的预报提前量.当南岳站主导风为南风且风速在12～14 m·s^-1之间时,湘西北和湘北降水强度最大,但当该站南风超过14 m·s^-1时,雨区将北抬至长江以北.当该站主导风为北风且风速在1～3 m·s^-1之间时,湘中和湘西南降水较强;当其在3～5 m·s^-1之间时,湘中、湘西南、湘东南地区均有降水;当其超过5 m·s^-1时,湘中和湘西南降水减弱或停止,湘东南降水则加强.台风暴雨期间,该站出现明显的南北风交替且风速基本在5 m·s^-1以下时,强降水区-般位于湘东南.

怀化市雷灾特征及成因

根据2008-2015年怀化城郊30 km半径雷灾资料,以雷灾发生地为中心,30 km为半径,取雷灾发生前、中、后各1 h闪电资料,结合城市建设与防雷安全检测情况,对雷灾特征及成因进行分析。结果表明:雷灾发生时刻,闪电密度逐渐加大,强度增强,并随时间和距离发生变化;城市化建设、电器的大量增加以及防雷设施的缺损是导致城区雷灾多于全市的主要原因。

怀化市CIMISS资料查询统计系统的设计与实现

基于全国综合气象信息共享系统(简称CIMISS)数据环境和C/S架构,采用Visual Studio 2010,sQL Server 2005和SharpMap开发了怀化市CIMISS资料查询统计系统。系统调用气象数据统一服务接口(简称MUSIC),获取湖南省境内及中文怀化周边地区所有站点的地面气象资料,建立数据库。通过数据检索,数理统计等方法,实现任意要素快速处理,形成多种可英文视化产品,提高气象决策服务的准确性,时效性以及预报人员的工作效率、工作质量和服务质量。

湖南省电网林火时空分布的特征分析

本文采用2001—2008年的林火资料和2010—2012年林火引起的电网220kv线路跳闸次数,使用数理统计分析方法,对湖南电网范围内的历年森林火灾进行时间和空间分布规律分别进行研究;采用时间序列分析方法分析湖南历史森林火灾的年际变化特征、季节变化特征和日变化特征,运用空间统计学原理分析电网林火的空间规律,结果表明:每年2—4月为林火引起电网跳闸的高发月份,衡阳、岳阳、怀化、娄底、邵阳为林火引起电网线路跳闸的高发区。

湖南省降水强度等级标准探讨

在依据我国相关法律、法规,并查阅国内外相关标准基础上,结合暴雨及其灾害影响的相关研究成果,初步选择24 h降水量、24 h内最大小时雨量、降水序列百分位3个因子来确定单站降水强度指数,再与降水区域指数相结合确定降水强度等级,最终将降水强度等级划分为四级,由强到弱依次为Ⅰ级(极端降水)、Ⅱ级(特强降水)、Ⅲ级(强降水)、Ⅳ级(较强降水)。根据选择的降水强度等级标准,对2016年7月1—4日降水过程进行检验,结果表明标准选择客观、可用;2016年1月1日—9月10日湖南省逐日降水强度等级结果也表明初步设置的标准能客观评价降水强度等级。该标准的应用不仅能有效监测和评估洪涝灾害的影响程度,还能为政府部门科学进行防汛救灾提供参考作用。

湖南省人工影响天气信息网上发布系统的研究与实现

为加快湖南省人工影响天气业务的信息化管理,完善湖南省人影三级作业指挥系统的信息化管理与信息发布等功能,研发湖南省人影信息网上发布系统。系统利用B/S架构的人工影响天气信息发布系统,基于.NET平台,以C#作为主要开发语言,采用ASP.NET等技术研发。系统实现人工影响天气业务省、市、县三级信息化管理,实现人工影响天气指导产品的直观显示和作业信息的上传下达,实现通过互联网技术访问人工增雨站点数据库信息等功能。系统的运用,为基层人影作业指挥员快速获取人影信息提供了新途径,人工影响天气业务的工作效率得到了有效提升。

怀化市油茶种植的气候条件分析

利用油茶生长习性与怀化市气候观测资料,探究了怀化市油茶种植的气候条件。结果表明,怀化市热量、光照、水分条件整体上比较适宜油茶的生长发育,但也时常会发生暴雨、干旱等灾害性天气。要采取科学合理的气象服务措施,确保怀化市油茶产量和品质得到大幅提升。

2015年怀化市雷电特征及雷灾防御建议

利用2015年怀化市县区10km范围内闪电监测数据，采用数理统计方法，对雷电密度、强度、时空分布进行分析。，结果表明，2015年怀化市各市县区城区雷电特征，具有明显的“密度大，强度弱；北多南少，东多西少”的特点。