河源市前汛期暖区暴雨环境参数的统计分析

采用2007—2022年4—6月河源市探空资料和地面常规观测资料,统计分析了河源市前汛期暖区暴雨时空分布特征和环境参数,并基于百分位法提取了不同等级暖区暴雨的预报关键阈值。结果表明:4—6月暖区暴雨事件逐月明显增加,且72.5%出现在南海夏季风爆发以后;发生频次的空间分布自西向东逐渐减少,高频次站点均处于东北-西南向的喇叭口地形附近;925与850 hPa温度露点差的平均值、500 hPa温度露点差、整层比湿积分、抬升指数、K指数和0~3 km垂直风切变对典型河源暖区暴雨事件的发生具有较清晰指示意义。

东江流域面雨量的气候变化特征

基于东江流域12个国家气象站1967-2021年逐日降水量资料,采用泰森多边形、线性趋势、突变检验、周期分析等方法分析流域面雨量的气候变化特征。结果表明:东江流域年面雨量呈不显著的减少趋势,其旱年和涝年分别集中在多个年代际的初期和中期;丰、枯水期存在2~5和5~7年显著周期振荡。前汛期年平均面雨量较后汛期偏多,雨日较后汛期偏少。5-6、10-11月面雨量变化趋势差异大,出现旱涝急转的可能性较大。流域面雨量于1991年开始突变为阶段性不显著增加或减少的交替变化趋势,中雨、大雨量级面雨量分别在2002、1983年发生显著突变,暴雨量级面雨量无显著突变特征,但21世纪以来年暴雨面雨量异常偏多或偏少年份剧增,极端性特征突显。

台风“环高”的数值模拟及微物理结构分析

以GFS分析资料作为初始场和边界场,使用WRF4.0对国际编号为2022的台风“环高”进行数值模拟,借助中国气象局热带气旋资料中心的最佳路径集、GPM卫星资料和常规地面观测资料对比NSSL和WDM6两个微物理方案在台风路径、强度、降水以及水成物含量上的区别。试验结果表明:(1)NSSL的台风路径和强度相对接近真实台风;(2)NSSL的降水分布相对接近卫星反演结果;(3)两个微物理方案的水成物垂直分布差异显著,NSSL的冰系粒子含量相对较多,云水雨水含量相对较少。从模拟结果来看,两个方案对冰相过程的不同处理导致台风出现不同程度的发展,反映了台风强度和降水对冰相过程的敏感性。

河源降水重现期方法对比及暴雨致灾危险性分析

以河源5个国家基本气象站1966—2019年日最大降水量实际值为样本,分别通过指数分布法、Gumbel-I型分布法进行拟合计算得出多年一遇日最大降水量,并进行卡方检验法对比选出最优拟合分布法。再以河源近百个区域气象站2010—2020年日最大降水量实际值为样本,通过最优拟合分布法计算出不同重现期下日最大降水量估算值,以估算值为致灾因子作河源暴雨致灾危险区划,并对结果加以分析。所得结果为:(1)卡方检验对样本和重现期降水量进行拟合检验对比,确定Gumbel-I型分布法相对指数分布法拟合度更高,为更优分布函数;(2)由Gumbel-I型分布法计算所得不同重现期日最大降水量可见,随着重现期增大,各站点估算值基本呈上升趋势。在不同重现期暴雨灾害危险性不同风险区占比中,高和极高风险区在5年一遇中占比最高,且总体呈缩小趋势;一般风险区随着重现期增大呈缩小趋势;低和极低风险区占比呈增大趋势。

河源市油茶种植气候适宜性精细化区划

基于1970—2019年河源市及周边地区共35个国家气象站的逐日气温、降水数据和地形高程数据,依据油茶生长发育的气候条件,筛选出了河源市油茶种植气候区划指标,并利用GIS技术对河源市油茶种植气候适宜性进行了精细化区划。结果表明:河源市油茶种植气候最适宜、适宜、次适宜和不适宜区分别占区划面积的48.26%、18.25%、33.48%和0.01%;最适宜区主要集中在龙川县、和平县、连平县大部以及东源县西北部、东南部和紫金县中东部;适宜区主要分布在和平县和连平县南部,以及龙川县中部和紫金县东南部;次适宜区主要分布在东源县大部、龙川县西南部以及紫金县中西部;不适宜区主要分布在连平县黄牛石一带零星区域。区划结果与实际种植区有很好的一致性。

河源市前汛期极端降水的年际和环流特征

利用1965—2020年河源市5个国家气象观测站逐日降水资料和NCEP/NCAR再分析月平均环流格点资料,对河源市前汛期极端降水的年际变化特征和环流特征进行分析,结果表明:(1)河源市前汛期极端降水量、频次、强度和阈值均呈西南向东北逐渐减少。(2)年变化上,极端降水量、频次和强度均呈下降趋势。(3)当500 hPa贝加尔湖脊偏弱(或偏强),850 hPa华南地区处于反气旋性(或气旋性)距平环流西侧的偏南(或西南(东北))距平气流中时,极端降水多(或少)发。

东江流域极端面雨量分布特征及重现期分析

基于1967—2021年东江流域11个国家气象站逐日降水量资料,通过百分位法确定极端面雨量相对阈值并定义极端面雨量指数统计方法,分析东江4个子流域极端面雨量时空分布特征,最后选用最优拟合分布函数估算不同重现期下的极端面雨量。结果表明,东江各子流域年极端面雨量和日数的年际变化趋势相似且均呈现不显著减少趋势,年极端面雨量日数多(少)的年份对应年极端面雨量强(弱)的年份;中上游子流域的年极端面雨量年代际变化和极端性变化特征较一致,下游子流域的年极端面雨量年代际变化特征与其他子流域相反;不同重现期下估算的子流域年极端面雨量由大到小排序为白盆珠>东江干流>新丰江>枫树坝,各子流域年极端面雨量估算值在15 a重现期尺度内呈迅速增长态势。

龙川暴雨灾害风险评估及避灾行为分析

采用龙川县国家气象站及乡镇区域自动站2010—2019年逐日降水数据,利用ArcGis空间分析技术和数理分析等方法,对龙川县暴雨灾害风险进行了区划和评估,并对灾害易发地区人群的避灾行为进行了系统分析。结果表明:(1)岩镇与黎咀交界处为高风险区,次高风险区中北部4镇交界面积最大,暴雨灾害风险等级总体趋势由西北到东南依次递减;(2)社会支持、信息接收和防御知识对民众暴雨灾害的避灾行为有显著影响。

不同重现期降水对粤东北暴雨灾害风险的影响

利用1966—2019年河源、梅州地区12个国家基本气象站逐日降水观测资料与Gumbel-Ⅰ型分布法所得重现期降水量结果进行拟合检验,以河源、梅州地区200多个自动气象站2010—2020年逐日降水观测资料估算出粤东北地区10、50年一遇的日最大降水量。用ArcGis空间分析技术和数理分析等方法,以估算所得的10、50年一遇日最大降水量作为致灾因子对粤东北地区暴雨灾害风险区划影响趋势进行评估。结果表明:(1)Gumbel-Ⅰ型分布法估算所得重现期日最大降水量与历史实际值拟合度较好,适合用所得估算值分析其对粤东北地区暴雨灾害风险区划的影响;(2)随着重现期加大,粤东北暴雨灾害风险区划的一般风险区面积从占总面积的56.22%缩小到52.58%,而高到极高风险区面积从40.7%增加到47.4%,可见大部分地区风险等级呈增大趋势。

基于生态条件的河源地区鹰嘴蜜桃适宜性评价

基于河源和周边地区24个国家气象观测站1970—2018年气象资料和地理信息数据,综合考虑气象、地形和土壤3大类影响因子中筛选出的12个评价因子指标,在GIS技术的支持下,采用层次分析法和加权指数求和法,构建河源地区鹰嘴蜜桃种植生态适宜性评价指标体系,并绘制出了鹰嘴蜜桃种植适宜性的综合区划图,最后对区划结果做了进一步分析。结果显示:河源地区鹰嘴蜜桃种植的最适宜、适宜、次适宜和不适宜区面积分别占区划面积的28%、33.3%、22.2%和16.5%。适宜和最适宜区主要集中在河源地区北部大部地区以及中东部的零散区域,不适宜区主要分布在河源地区中东部、龙川县西南部、紫金县西南部区域。

河源地区汛期暴雨的时空分布特征及环流形势

为研究河源地区汛期暴雨特征和规律,利用1965—2018年4—9月河源市5个国家基本气象站、2009—2018年20个区域自动站逐日降水资料,运用统计分析、Morlet小波分析了河源市汛期暴雨的时空变化特征。结果表明:河源市暴雨日数和暴雨强度在空间上基本呈现"西南多、东北少"的分布特征。汛期暴雨日数和强度呈不明显的下降趋势。汛期暴雨日数存在3~4、7~10、20~27和45年左右的周期震荡,其中3~4年为主周期;暴雨强度则存在4~5、13和20年左右的周期震荡规律,主周期为13年左右,且在未来2~3年内,河源暴雨强度将处于一个强度偏强时期。影响河源汛期暴雨主要有5种环流类型,即东亚槽底型、中纬西风槽型、南支槽型、西南低涡型和台风低压型;前汛期以中纬西风槽型和南支槽型为主,后汛期以台风低压型暴雨为主。

河源市持续性致洪暴雨天气特征分析

根据河源市5个国家气象观测站日降雨量资料和ERA5再分析等资料,分析1980—2019年河源市出现的持续性致洪暴雨过程。结果表明:河源持续性致洪暴雨主要出现在6月,河源站出现次数最多。依据500hPa中高纬和低纬地区低值天气系统变化特征和地理分布特点,河源持续性致洪暴雨可以归纳为4个类型,其中东亚大槽+南支槽型次数最多,东亚大槽+孟湾槽型持续时间最长。持续暴雨期间华南地区主要受暖平流影响,水汽主要来自孟加拉湾,尤其是热带气旋型,孟湾暖湿气流使得气旋能够维持。

粤东北汛期旱涝急转时空变化特征分析

基于粤东北12个国家气象站1965—2019年的月降雨量资料,通过定义汛期长周期旱涝急转指数(LDFAI)及强度,辅以线性趋势分析、Mann-Kendall检验和EOF分析等统计分析方法,分析了粤东北近55 a汛期旱涝急转时空分布特点及典型年份旱涝异常特征。结果表明:近55 a粤东北汛期长周期旱涝急转特征以涝转旱为主,通过筛选分析典型年份汛期旱涝异常事件得出相关认识;旱涝急转指数和强度的区域平均序列变化趋势不明显,指数的年际变化差异大、强度的年际变化较稳定并伴有阶段性的突变;旱涝急转指数以20世纪90年代以前差异最显著,20世纪90年代以后差异趋于减小;旱涝急转指数强度在1973年、1989年和2005年出现显著增大;粤东北汛期LDFAI年均值空间分布差异较大且均为负值(连平-5.25~丰顺-0.27),汛期旱涝急转指数EOF展开的第一特征向量空间分布呈自西北向东南减小的特点,河源地区旱涝急转强度较梅州地区更明显。