江西省小时降水特征分析

利用1977年8月—2017年7月江西省83个国家自动气象站的逐时降水资料,分析了江西省小时降水的时空分布特征。结果表明:(1)年均降水小时数大值中心呈沿东、西部山脉的带状分布,江西北部鄱阳湖平原地区小时数相对较少,小时降水强度江西北部和东南部大;(2)小时降水事件平均历时由南向北逐渐增大;短历时(1~6 h)对总降水量的贡献率最高,贡献率空间分布由南向东北方向递减;历时超过6 h的降水事件,随着历时的增长大值中心向江西东北方向移动;(3)江西省小时强降水事件频次分布东高西低,且随着强降水等级的提升,高值中心逐渐北移;(4)小时降水主要出现在下午15—18时,多以短历时降水事件呈现,而中历时(8 h左右)的降水易出现在早晨07—08时;(5)近40 a赣北东部小时降水事件频次和累计降水量增加趋势显著。

多变量时滞回归模型在江南地区初夏降水低频分量延伸期预报中的应用

利用江南地区77个台站的日降水资料及NCEP/NCAR再分析资料,基于不同时间尺度的江南地区降水低频分量和东亚地区850 h Pa低频经向风主成分,建立了多变量时滞回归(Multivariable Lagged Regression,MLR)模型,并对2011年5—7月江南降水低频分量进行延伸期逐日预报试验。结果表明,50~70 d时间尺度的江南低频降水的平均预报技巧高达0.92,可准确预报持续性强降水过程和降水低频位相的正负转换。对利用2001—2012年资料分别构建的MLR模型的历史回报预测试验表明,在50~70 d振荡较强和正常的年份,模型能提前30 d做出初夏江南低频降水分量预报。模型结果也表明,850 h Pa低频经向风的发展和演变是影响初夏江南低频降水未来30 d变化的显著信号,可作为延伸期强降水预报的关键因子。

热带大气季节内振荡对江西5月降水的影响

利用实时的热带大气季节内振荡（MJO）指数和江西省83个台站降水资料，通过位相合成方法分析了MJO对江西5月降水的影响。（1）在强MJO第4—5位相（MJO活动中心位于赤道印度洋东部印尼群岛附近）江西降水为正异常，在第6～8位相（MJO活动中心位于西太平洋以东）和第1—3位相（MJO活动中心位于赤道印度洋）为负异常，其中以第4位相的正异常和第7位相的负异常最明显。（2）当MJO对流中心位于印尼群岛附近时，副高西伸脊点偏西，处于异常西南风控制，从西太平洋副热带地区向江西输送的水汽加强，位于水汽辐合区内，受上升运动控制，有利于江西出现降水。当MJO传播至西太平洋地区时，江西转为受异常偏北风控制，水汽输送减弱，为水汽辐散区，受下沉运动控制，不利于江西出现降水。

江西汛期典型旱涝年大气低频振荡特征分析

利用NCEP/NCAR再分析资料以及江西省83个台站逐日降水资料,应用小波分析、Butterworth带通滤波器分析了江西汛期典型旱涝年降水和大气的低频振荡特征。结果表明:1)江西汛期降水涝年、旱年都存在30—60 d的主要周期,涝年低频振荡的强度较旱年更强。2)涝年、旱年低频周期的峰值位相环流存在显著差异:涝年,对流层低层西太平洋副热带地区存在的低频反气旋使西南气流有利于水汽向北输送,在对流层高层中纬度地区存在低频气旋和低频反气旋对,南亚高压脊线位置偏南,对应在江西地区的整个对流层垂直方向上有低频的上升运动;旱年滤波场上形势与涝年有明显的差异。3)典型涝年、旱年低频振荡的传播特征存在差异:旱年最明显振荡中心位置较涝年偏北,且振幅较涝年偏小;涝年、旱年低频涡度都存在西传特征,但旱年西传区域仅局限于115°E以东区域,而涝年则可以西传至100°E附近区域。4)涝年汛期有明显的水汽低频波列活动过程,而旱年未出现明显的水汽低频振荡传播。

基于日降水量的江西省极端降水变化研究

利用STARDEX研究计划提出的PQ90、PX5D、PINT、PFL90、PNL90等5项主要极端降水指数,对江西省83个气象台站1961—2005年逐日降水量资料进行计算,并据此分析了45 a来江西省逐日极端降水强度和发生频率的变化情况。分析结果表明,江西省大多数台站逐日极端降水指数的年变化均呈上升趋势,且部分通过了信度为0.05的显著性检验;从指数的年代际变化看,所有指数在20世纪60—80年代变化不是很明显,但在90年代变化明显增大。总的来说,江西省逐日极端降水强度、极端降水临界值、极端降水的发生频率均呈增大趋势。

基于GIS的流域数字划分方法研究

利用TOPAZ软件和江西省1:25万地理数据,以贵溪市为例,对河网的生成和流域的划分进行了试验。结果表明:通过采用“burn-in”算法,可以生成与实际较为吻合的河网及流域界限,能够满足目前气象部门开展流域降水预报工作中流域划分的需要。

基于奇异谱分析的江淮降水场预测模型研究

中国的降水预报主要是对汛期(夏季)的单站降水量或区域的降水型态进行预报,而主要的预报方法为动力学方法和统计学方法。据此,利用江淮地区的月降水量标准化序列,得到江淮地区降水时空分布型态。并在此基础上,利用奇异谱分析和时间序列的分析方法,设计了统计学的降水预测模型,对江淮地区的月降水量进行了预测试验。结果表明,模型能对江淮降水场的趋势作出较好的预报,且递推时间短时预报效果较好。

江西省干旱洪涝的时空变化特征分析

根据1981-2010年江西省83个气象观测站的降水统计资料,采用Z指数作为旱涝等级评价的划分标准,分析了江西省旱涝灾害出现的频率,并采用趋势分析、Mann-Kendall检验、小波分析等方法,探讨了江西省旱涝灾害发生的空间、时间变化趋势。结果表明,江西省近30年旱涝灾害较为严重,整体上表现为增趋势,且存在涝-旱的交替循环转换,年代际变化比较明显。旱涝事件的周期振荡规律显著,洪涝灾害具有16年、9年和5年的周期,干旱灾害具有18年和5年的周期。从旱涝灾害频次的空间分布上来看,干旱主要发生在江西省和福建省交界的武夷山西侧和赣南,而洪涝主要发生在赣北沿九江一带和吉泰盆地。

南昌市城市积涝预警系统研究

在建立南昌市排水管网地理信息系统的基础上,引进以平面二维非恒定流的基本方程为骨架,结合一维明渠非恒定流方程算法的城市内涝仿真计算模型,结合精细化降水预报业务,建立了南昌市城市积涝预警预报服务系统,并进行了业务试运行。系统以2003年6月南昌市特大暴雨引起的城市积涝过程为例,对系统进行了试验,结果表明:对积水深度的定性预报基本准确,但对定量的积水深度预报有5～20cm误差,预报结果能满足相关部门的需求。

基于嵌入河道栅格的山洪灾害淹没模拟

文章以江西省曹水作为山洪灾害淹没模拟的研究区域,通过嵌入河道栅格修订数字地形,采用FloodArea水文淹没模型对数字高程模型(Digital Elevation Model,DEM)对修订前后的同一降水过程进行模拟,结合实地考察流域内淹没痕迹和水文站水位资料对比分析两者的模拟结果,并利用确定性系数和Nash—Sutcliffe效率系数对2000—2010年间出现的强降水过程的模拟结果进行验证。结论表明:基于嵌入河道栅格的山洪灾害淹没模拟能较好地反映曹水流域内的因降水导致的山洪推进路线、淹没范围及淹没水深,该方法可作为推算曹水流域的山洪灾害致灾临界面雨量的基础。

江南雨季地理区域及起止时间的客观确定

本文基于国家气象信息中心整编的全国1 675个台站观测资料以及NCEP/NCAR的再分析资料,定义了候降水指数,利用旋转正交经验函数分解(REOF)法对全国候降水的季节进程进行了诊断分析,得到了表征气候态降水逐候进程的南、北方模态及各自的时间系数,发现REOF第二模态对应降水季节进程中的江南雨季。综合考虑我国南方(31°N以南、110°E以东区域)气候态降水的候进程、降水季节进程(4-6月降水指数减去6-8月降水指数)年际变率以及雨季(4-6月降水指数)降水年际变率的一致性,客观定义了江南雨季的地理范围。利用客观划定区域内的降水指数、925hPa经向风以及西北太平洋副热带高压500hPa脊线位置3个指标,制定了判定江南雨季起止时间的方法,进而对1961-2012年江南雨季起止时间进行了客观确定,给出了江南雨季起止时间序列。本文旨在为规范江南雨季的监测提供参考和借鉴,并为其预测提供科学基础。

一基于Web-GIS技术的滑坡灾害预报预警业务系统

2004年开始在江西地质灾害易发区内建立了8个滑坡灾害监测点。通过定点监测试验、历史资料的统计分析和应用滑坡稳定性原理等方法,揭示了我国东部丘陵区降雨诱发滑坡灾害的形成机理。分析表明,降水对滑坡的诱发作用,不仅取决于当日雨量,而且与前期过程降水量有关,但前期各日雨量的影响程度是不相同的;饱和状态下的滑坡,其稳定性主要与滑坡的条块重量(W)和总的孔隙水压力与总的上浮压力之比(ru)有关。在监测试验和统计分析的基础上,建立了滑坡稳定性预报预警报的数学模型,确定了滑坡灾害发生时的降水临界值。应用Web-GIS技术,建立了滑坡灾害预报预警的实时业务系统。在近年来的预报服务中,多次成功地发布了滑坡灾害预报和警报,取得了明显的成效。

江西省霾天气气候特征及其与气象条件的关系

利用1980—2011年江西省83个常规站和南昌、赣州两个探空站的观测资料,对江西省霾的气候特征及其与气象条件的关系进行了分析。结果表明:近32 a江西省霾日总体呈上升趋势;霾日的季节、年际和年代际变化明显,秋冬季多(12月最多)春夏季少(7月最少),4 a左右和8 a左右的年际变化周期显著,年代际变化主要为15 a左右的变化周期;江西霾日空间分布不均,呈现中北部多,南部及山区少的分布形势。霾与地面风速、大气逆温、海平面气压、降水量和相对湿度密切相关,低风速、大气逆温、高气压、高湿度和少降雨有利于霾天气的发生,反之,高风速、低气压、低湿度和多降雨不利于霾天气的发生。

江南雨季降水季节内演变及其年际、年代际变化特征

利用1961—2008年逐日降水资料,在对比我国东南部各地区气候态降水特征的基础上,着重探讨了江南地区(110~120°E、24~30°N)雨季降水的季节内变化特征及其年际、年代际变化规律。结果表明:1)江南雨季气候态降水的季节内变化具有明显的双峰型特征,两个峰值集中期分别是4、6月中旬前后。4月中下旬第一个降水峰值率先出现在江南地区,之后峰值降水南移,于6月上中旬华南地区达峰值集中期,之后强降水才逐渐北移,6月中下旬又回至江南地区,使江南地区降水达第二个峰值集中期。2)我国江南地区区域平均的双峰降水与4—6月的实际降水之间的相关系数达0.69,这表明双峰型降水确实反映了江南雨季降水的季节内演变特征。3)江南雨季降水双峰型的季节内变化特征具有明显的年际、年代际变化周期。年际变化周期为2~3 a,强信号主要集中在20世纪60年代后期到70年代中期以及80年代中期到21世纪初;年代际变化周期约为8~10 a,在整个时间域上都存在,最强信号集中在80年代初到90年代末期。4)年代际尺度上,江南雨季降水的季节内变化特征(双峰型态)具有隔代显著的特征,即20世纪60、80年代及21世纪初双峰型特征显著,而20世纪70、90年代双峰型特征不显著。

卫星遥感森林火点监测系统的设计与实现

根据江西省1∶25万基础地理信息及卫星遥感数据,本文采用MicrosoftVisualBasic6.0和MicrosoftAccess2000、Mi crosoftSQLServer2000,以ESRI公司的ArcView软件、MapObjects2.0组件为GIS平台,设计和实现了一套可兼顾自动和手动运行的卫星遥感森林火点监测系统。系统可以实时处理卫星遥感信息,并结合基础地理信息确定火点及其周边环境信息,可进行点定位、边定位、区域定位,即查找出距火点最近的村、乡、县等居民点、道路及火点距离、方位,通过GIS控件快速定位村或火点所属的县、地市,实时入库和发布。

配料法在短期气候预测中的应用研究

利用配料法,从上升运动、稳定度和水汽含量3个方面选择了非地转湿Q矢量散度、湿位涡和整层水汽含量作为"成分",设计了一个降水指数。对比分析江西地区2010—2013年汛期(4—6月)降水指数(利用NCEP FNL资料计算得到)和实况降水发现,降水指数与实况降水在数值和时间演变上都吻合非常好,这4年汛期逐日降水指数和实况降水的相关系数均超过了0.50,最高达到了0.71(2013年),降水指数较好地反映出了江西汛期的多雨时段和少雨时段。本文利用该降水指数和NCEP CFSv2 2014年4—6月气候预报场资料(2014年3月底起报)对2014年江西地区汛期降水作了预测,并取得了理想的效果。预测结果显示5月降水量最多、6月次之、4月最少,其中强降水时段主要为4月下旬至5月下旬、6月中旬至下旬,这与江西实况降水演变吻合非常好。空间分布上,预测降水的大值区与实况降水大值区也比较一致。可见,配料法在短期气候的预测中有较好的应用效果,可为定点、定量的气候预测提供参考。

基于遥感(RS)和地理信息系统(GIS)的鄱阳湖区洪涝灾害研究

对近50a(1950～1999年)鄱阳湖年最高水位的演变趋势进行了分析,结果表明,鄱阳湖年最高水位呈明显的上升趋势,最高水位超过警戒水位1m、2m的频数明显增多。文章采用遥感(RS)对湖体水面进行监测分析,并利用多时相LANDSATTM资料,解译出不同时相鄱阳湖水域面积分布;利用地理信息系统ARCVIEW空间分析,将鄱阳湖水域面积分布转换成相应时相水位高程矢量分布,结合湖区1:5万地理高程数据,建立鄱阳湖区高分辨率水位数字高程模型(WDEM);根据WDEM和汛期鄱阳湖水位,研究出鄱阳湖区洪涝灾害分布。

2008年初江西省输电线路舞动气象因素分析

利用2008年初江西省输电线路舞动故障资料以及同期的南昌站地面观测、探空和NCEP fnl分析资料,分析了输电线路舞动期间(2008年1月13—14日)的天气背景,从层结稳定度、垂直运动、水汽输送、风速和风向等方面研究了影响输电线路舞动的气象因素。结果表明:1)500 hPa高度层我国西南地区存在南支槽,受槽前引导气流影响,江西中北部对流层中层(750 hPa)为暖湿西南风或西风。地面西伯利亚冷高压东南移,冷高压前沿的冷锋自西北向东南逐渐过境南昌,受锋面抬升的影响,在冷锋过境前后南昌出现了少量降水。2)南昌地区对流层中层受南支槽前暖湿气流控制,近地层受冷锋后的强烈冷气流控制,这使得输电线路舞动期间南昌上空925—800hPa出现了强烈的逆温层,导致南昌的降水形态转为冻雨。3)与温度垂直结构相似,线路舞动期间南昌地区近地层至对流层中层也出现了显著的逆湿层,其不仅为降水提供有利的水汽条件,还有利于逆温层的形成和维持。4)输电线路舞动与风速、风向密切相关。舞动前,风向与导线走向夹角都小于45°,且风速较小;随着冷锋南移,风向由东北风转为北风,风向与导线走向夹角大于45°,风速不断增大,舞动现象也随之出现。

论江西气象综合观测体系改革与建设

介绍了江西现有的气象综合观测体系,并就江西气象综合观测体系改革与建设的内容进行了论述,认为江西气象综合观测体系的改革与建设,应按照中国气象局调整“国家气候观象台、国家气象观测站、区域气象观测站”3类台站布局,构建“国家气候监测网、国家天气观测网、国家专业气象观测网和区域气象观测网”的总体要求,坚持全面性、开放性、可行性和连续性相统一的原则,根据一站多用、一站多能和一体化、集约化的原则,结合江西经济社会发展、国家安全和可持续发展的实际需要,对全省各台站进行统筹规划、科学布局,形成一站多点、一站多能、满足多轨道业务需求的综合气象观测网。

论江西气象信息与技术保障体系改革与建设

分别对气象信息网络系统和技术保障系统改革与建设中的主要任务、各级分工进行了论述,认为江西气象信息与技术保障体系改革与建设,应坚持综合性、先进性、可行性、开放性、集约化和标准化原则,坚持发挥国家和地方2个方面的积极性,多渠道筹集资金,统筹规划,不断强化信息与技术保障体系。