珠江流域强降雨时空变化特征及与风速的响应关系

分析强降雨时空变化特征,探究强降雨前后期风速的响应规律,对掌握强降雨发生规律、提高强降雨-风速响应关系认识、预防及应对强降雨导致的洪涝等灾害具有重要意义。以珠江流域为研究区,基于183个气象站1961—2018年逐日降雨、风速资料,运用Mann-Kendall等方法分析了流域日尺度强降雨与风速时空变化,探究了强降雨前后期风速变化规律。结果表明:①上游年强降雨总量呈显著下降趋势,年平均风速变化趋势则相反,中游年平均风速呈显著下降趋势;②上游风速越大,强降雨阈值越低,中下游强降雨阈值随着风速先递增后下降;③上游强降雨发生前风速逐渐下降,强降雨发生2 d后开始回升,而中下游强降雨发生前风速递增,强降雨后风速下降。研究结果可为珠江流域强降雨及洪涝灾害管理提供参考依据。

计及前后期降水的极端降水事件特征及与风速的响应规律

分析极端降水时空分布特征及前后期风速的响应变化,对掌握极端降水发生规律、提高极端降水-风速响应关系认识、预防及应对水灾害具有重要意义。定义考虑前后期降水的极端降水事件并根据雨峰位置划分为峰前、峰后和双峰3种雨型,分析我国极端降水事件时空分布特征及与风速的关系。结果表明,单峰雨型发生频次高于双峰雨型,量级从西北到东南逐渐递增,西北地区极端降水事件上升趋势明显;东南、东北地区风速越大,极端日降水阈值越高,西南地区则相反;极端日降水发生前后风速存在异常波动现象,西南地区表现为风速减弱,其他地区先增强后减弱、极端日降水当天风速最大。

基于大气环流和海温场的降水组合预报模型

针对降水具有混沌性和随机性,准确进行长期降水预报难度高的问题,提出时变海温多极指数和因子预报意见指数,基于大气环流和海温场构建长期降水组合预报模型,以三峡水库流域为例进行了验证。结果表明:组合预报模型在三峡水库流域1961—2020年汛期的月降水预报中有较好的适用性,特别在6月和9月降水预报上表现优异;与多因子回归、随机森林数理统计模型和CFSv2、ECMWF system 4动力数值模型相比,该模型更为稳健、预报精度提高显著。

基于海表温度和随机森林的珠江流域干旱预报模型研究

海表温度(Sea Surface Temperature,SST)是干旱预报的主要因子之一,传统预报模型主要采用固定海域SST(如ENSO),未从全球大范围角度搜寻可利用的SST信号。通过回归分析筛选全球具有预报意义的SST区域,结合随机森林算法构建了一种气象干旱预报新模型,以珠江流域为例进行应用检验。结果表明:①该模型可有效预报干旱的时空变化规律,且预见期越长,预报精度相应下降;②非汛期干旱预报准确率高于汛期,沿海地区比内陆地区有更好的预报效果;③珠江流域干旱发生可能与典型的气候波动有关,如厄尔尼诺南方振荡和北大西洋振荡。