近10年广州增城各历时强降水的特征分析

利用增城区内41个气象观测站2011—2021年的分钟和小时雨量资料,分析了增城区各镇(街)多种历时的强降水特征。结果表明:近10年增城区共发生短时强降水事件6126次,站均149.4次;派潭镇最多185.8次,朱村街最少81.3次。全区短时强降水极值均超过80 mm,永宁街高尔夫球场站184.4 mm为近10年最大值。短时强降水50%和75%分位数阈值仙村镇最高为28.5和37.6 mm;99%和99.5%分位数阈值新塘镇和永宁街最高为91.7和136.3 mm。历时5 min降水最大值分布较为分散,历时10与30 min最大降水分布特征较为相似,均呈南多北少态势,与年平均总降水量的时、空分布特征不完全相同。历时为5 min、30 min、1 h的雨量大,强度强,且持续时间长是造成极端强降水灾害的重要原因之一。

近10年广州市增城区短时强降水的统计特征

利用2011-2021年增城区内41个气象观测站的小时降雨量资料,分析了增城区各镇(街)短时强降水特征以及对影响较大的强降水过程剖析降水特征。结果表明:近10年增城区共发生短时强降水事件6 126站次,年均562.2站次。2019年最多为845站次,2015年最少357站次。高频年份是2016、2017、2019和2020年。短时强降水主要集中在汛期(4-9月),6月是高频月份。午后至傍晚(12:00-20:00)是短时强降水的高峰期,最少出现夜间22:00和21:00。短时强降水总体呈南北部较多中部较少的分布特征,与增城区雨窝点分布情况完全吻合;前汛期高频中心位于中新镇,朱村最少;后汛期高频中心位于派潭镇,朱村最少;朱村是在汛期发生短时强降水最少的镇街。广州增城除暴雨持续时间以及3 h降雨量极值高于郑州,其余各指标极值均低于郑州“7·20”。增城各镇街大部分极端强降水发生在5月份,其次是6和8月;且2020年概率最高。

1970—2021年粤北和珠三角地区地气温差对比分析

利用1970—2021年粤北和珠三角地区30个气象站的逐日地面温度和气温资料,分析了地气温差(地面温度-气温)空间分布、季节变化及气候变化背景下的年际变化趋势。(1)近50年来粤北和珠三角年平均地气温差介于1.97~3.21℃之间,总体呈现北高南低的纬向型分布格局。(2)夏季地气温差最大为3.25℃,冬季最小为1.71℃;其中冬季珠三角地气温差比粤北大,夏季则相反。(3)珠三角的东莞在冬、夏两季均为下降趋势最明显的城市,降速为0.35℃/(10 a)和0.66℃/(10 a);上升最明显位于珠三角的增城和粤北的仁化分别为0.30℃/(10 a)和0.32℃/(10 a)。(4)近50年粤北和珠三角年平均地气温差呈不显著的下降趋势,降速为0.061℃/(10 a);其中粤北呈上升趋势,升速为0.3℃/(10 a);珠三角则呈下降趋势,降速为0.16℃/(10 a);两者变化趋势呈南北反相分布态势。(5)粤北地气温差月变化呈单峰型结构,珠三角则呈双峰型结构;两地地气温差最小值在汛期前的3月,粤北峰值在7月,珠三角峰值在7月和10月。此外,珠三角年平均气温及夏季地气温差均在1992年发生突变。粤北和珠三角地气温差在时空分布上存在不同程度的差异。

基于SPI的1979—2020年广东气象干旱的时空特征

基于1979—2020年的月降水数据计算标准化降水指数(SPI),分析了广东省近42年不同尺度的干旱时间和空间特征,结果发现:(1)1979—2020年广东省有略湿润趋势;SPI10年干旱倾向为“三明治”状分布,珠三角和粤北地区逐渐湿润化,粤东和粤西呈略干旱化。(2)广东省年际SPI分布主要有6种表现类型:模态1反映南涝北旱或北涝南旱2种类型;模态2反映东旱西涝或西旱东涝2种类型;模态3反映沿海涝内陆旱或沿海旱内陆涝2种类型。(3)基于季节尺度:春季的干旱化趋势最为明显,夏季非干旱化趋势明显;秋季是广东地区干旱的高发时期,干旱分布最广;春季发生轻旱以上等级的地区主要位于雷州半岛一带;秋冬连旱在广东普遍发生。

一次华南海岸带暖区暴雨过程的观测分析

2007年5月20日粤西茂名与阳江海岸带地区发生一场小时降水量达到115 mm的短时大暴雨。采用NCEP/NCAR FNL 1°×1°再分析资料,结合多普勒天气雷达、高空探空、自动站资料和风廓线雷达观测资料,分析此次暴雨过程的天气尺度系统与中尺度系统特征,探讨不同尺度系统对这次暴雨天气过程的作用。分析结果表明:(1)此次暴雨过程是由准线状中尺度对流系统导致的,对流系统的移动速度缓慢是导致出现暴雨的主要原因;(2)在暴雨发生前,整层大气水汽充沛,处于近饱和稳定状态;暴雨发生期间局地大气处于条件不稳定状态;中层弱冷槽过境及"上干下湿"的温湿结构增加了环境大气的不稳定性;(3)北部湾低压(槽)发展导致的强盛低层西南气流为暴雨发生提供了充沛的水汽;高空槽后干冷空气南下形成的深厚干层,有助于对流凝结潜热的释放;高层辐散、低层辐合环流为低层暖湿空气提供了垂直上升动力;(4)中尺度对流系统在地势相对平缓的沿海地区发展和加强,地形的动力抬升和辐合作用不大。对流活动诱发的低层密度流在对流带前缘不断激发出新的对流单体,对对流系统的维持和发展起关键作用;(5)对流单体的风暴传播效应使对流系统具有逆风传播的特征,移速缓慢;层云降水的蒸发冷却有可能改变其低层的温度梯度,使环境大气的不稳定性加强。

广东省极端降水的时空分布特征

基于1961-2010年均一性较好的广东省逐日降水数据,利用去趋势波动分析法(DFA)确定了全省37个基准气候站和基本气象站的极端降水阈值,分析了近50年广东省极端降水事件的时空分布特征以及极端降水与总降水量的关系。结果表明:1961-2010年间广东省极端降水阈值的空间分布总体呈沿海高、内陆低的趋势,其大值区主要分布在广东省的东南、西南及南部的沿海地区;而广东省西部、北部以及东北部地区是小值区较集中的地区。广东省近50年极端降水事件发生频次没有明显的变化趋势,但极端降水事件存在偏多和偏少期。广东省的极端降水事件绝大部分都发生在前汛期(4-6月)和后汛期(7-9月),且全年的极端降水量占总降水量的比例均小于10%。

增城市近50年来气温变化特征

根据增城国家基准气候站1960～2009年50年气温资料,利用小波分析、Mann-Kenddall检验等分析了增城市近50年年平均气温、月平均气温、月极端最高气温及月极端最低气温的变化特征,发现近50年来增城年平均气温呈增温趋势,倾向率为每10年上升0.12℃,且90年代以后增温较明显,是从1992年开始突变的;增城市平均气温存在5、9～12、28、22年的周期;极端最低气温有5、11～12、25年的周期;极端最高气温有5、8～9、12、14～15年的周期。20世纪90年代以后出现高温天气越来越多,与近年来全球变暖结论一致。

基于PDSI指数的近40年广东干旱特征分析

利用1979年1月-2021年2月广东省86个国家气象观测站的月平均降水、气温资料以及同期的土壤有效含水量数据,应用数理统计等方法,分析广东干旱指数PDSI时空变化特征,揭示广东近40a干旱变化趋势。结果表明,近40a广东地区PDSI指数呈轻微干化趋势,降速为0.005·(10a)^(-1),2004年PDSI为-1.47,是最干旱年份。春季PDSI指数下降趋势最明显,秋季发生干旱频率最高,夏季最低。PDSI指数月趋势呈多波动现象,最低值为-2.2,出现在2004年12月。近40a干旱发生频率介于4.8%~26.1%,粤西是干旱高频地区;广东地区呈两边干化、中部湿化的变化趋势分布格局,粤西阳春干化最明显。

增城香蕉产量的气象预报模型

利用增城1992—2021年香蕉种植面积、产量资料与同期气象资料,对增城香蕉产量预报方法进行研究。结果表明:(1)增城香蕉产量气象波动指数为0.2784,占实际产量变异系数的98.32%,气象因素是影响增城香蕉产量波动的最主要因子。(2)1992—2021年中气象丰年8年(占比27%)、气象平年7年(占比23%)、气象歉年15年(占比50%);丰年气象产量波动大,歉年气象产量较为平稳。(3)日照时数、平均气温以及最大风速是影响增城地区香蕉产量的最关键气象因子。(4)预报模型对历年香蕉产量预报平均误差为8%,平均准确率达94.1%,预报准确率基本满足日常业务服务,研究成果可为日常农业气象服务及乡村振兴气象保障服务提供科学决策依据。

增城气象为农服务现状及发展对策

针对增城的气象为农服务方式单一、科普工作覆盖面不够、服务水平存在差距、气象灾害发生时应对措施较为落后、农户对相关的气象知识了解不够等问题,建议拓展气象为农服务的方式,着力提高农业气象灾害预报针对性和精准性,增加农业气象科普次数,切实为推动增城现代化农业发展以及农村经济建设提供科学的支撑。

1979—2020年粤北和珠三角地区夏季降水结构对比分析

利用1979—2020年粤北和珠三角地区30个气象站逐日降水资料,通过计算降水集中度指数Q,分析了广东省粤北和珠三角地区夏季降水的结构。结果表明:(1)粤北和珠三角地区夏季降水空间分布呈北低南高态势,Q值为0.2~0.4,降水结构粤北比珠三角集中;两地降水量均呈增多趋势,珠三角中部增速最明显为30mm·(10a)^(-1),Q指数则呈下降趋势。(2)日雨量≥1mm雨日呈增多趋势,广州增速最大(2d·(10a)^(-1));持续多日降水过程珠三角呈增加趋势,粤北相反。(3)日雨量≥25mm雨日呈增加趋势,广州增速最大(0.92d·(10a)^(-1)),珠三角以雨日<3d降水过程占主导,粤北相反。(4)粤北日雨量≥50mm日数及雨日≥3d降水过程呈增加趋势,珠三角<3d降水过程呈增加趋势。粤北和珠三角夏季降水结构差异明显,存在反相分布现象。

增城区农业气象服务及农村气象灾害防御体系建设分析

自进入新世纪以来,随着我国“三农”政策的不断实施,气象为农服务逐渐成为了气象推进农村农业发展的工作重点,农业生产水平有了很大程度的提升,有效提升了农民的经济收入水平,同时还保证了粮食安全农业生产活动同气象服、气象灾害防御体系的关系较为密切。增城区气象部门结合农业农村发展实际,始终把气象为农服务工作作为重点工作来抓,加快推进农村气象防灾减灾体系和农业气象服务体系建设,不断提升农村气象防灾减灾能力、农业气象服务能力、为农信息服务能力,为保障增城区农业农村发展做出了积极贡献。基于此,文章结合增城区气象为农服务“两个体系”建设发展情况,引出了其存在的问题,并给出了几点对策,仅供相关部门进行参考借鉴。

影响增城荔枝产量的气象条件分析

通过对近十年增城荔枝最少产量年(2000年)与最多产量年(2002年)的气象条件进行对比分析,得出以花芽分化期的气象条件对荔枝的产量影响最为明显;荔枝开花授粉期是否受连阴雨天气影响,果实成熟期是否受连续强降水天气影响也是影响荔枝产量的原因之一。

1981年至2010年冬季冷空气对增城的影响分析

该文利用增城国家基准气候站1981—2010年观测资料、地面天气图,对增城的低温天气和影响增城的强冷空气进行了特征分析,并将冷空气分成干冷、湿冷、湿冷转干冷和干冷转湿冷这4种类型,研究不同路径入侵的冷空气对4种类型冷空气过程的影响,发现导致增城区出现低温天气的冷空气活动路径绝大多数是中路,且以干冷为主。该文利用多元线性回归法进一步进行研究,以供参考。

佛山内部风场特征与能见度的相关性分析

采用佛山市2000—2016年各区域自动站和南海、三水、顺德3个国家观测站资料,运用累积百分率、回归等统计方法,分析了佛山市各区能见度、近地层风,结果发现:(1)三站的能见度随着时间的推移呈持续上升的趋势,但是能见度低值与高值的差距越来越大,南海和顺德整体能见度呈持续上升的趋势,能见度高值和中值上升较明显,三水整体上升不明显;而三站的能见度低值上升的幅度不大,整体呈现比较平整的发展趋势。(2)夏季佛山风场以西风和西南风为主,其中在三水区域以西北风为主导。风速与南海和顺德的夏季能见度整体基本呈现负相关的状态,整体的西风和西南风风速越大,南海和顺德能见度越差;而在三水靠北的区域中出现相关系数为正的区域,意味着在三水区域的西北风与南海与顺德能见度有呈正的相关关系,当三水出现西北风异常加大时,南海和顺德的能见度为正异常。三水的能见度更多与当地的西北风相关关系有关。(3)三水和高明区域主要受到西北风的作用,南海主要受南风和北风交汇影响,而顺德主要受西南风的作用。南海和顺德能见度与市内的风速基本呈现负相关关系,其中负相关区域主要由北向南延伸,在影响南海和顺德的南北风交汇的风速减弱时,两站的能见度出现正异常。秋冬季节,在市内南风出现整体控制,或者北风整体控制时,能见度才会出现正异常。(4)两者交汇风速加快时,能见度就会出现负异常。三水的能见度与当地北风区域呈正相关关系,北风对三水当地污染物的清除作用较大。

增城市近52年来暴雨变化的气候特征

利用增城市国家气候基准站1959～2010年逐日降水资料,采用统计分析方法,对近52年来增城市暴雨日数的年内和年际变化特征进行统计,并分析了暴雨日数变化的周期和突变点,结果表明:增城市每个月都可能出现暴雨,但主要集中在4～9月,暴雨日数呈单峰型,峰值出现在6月;增城市年平均暴雨日为8.8 d,暴雨的平均强度为79.8 mm/d。暴雨日的年际变化很大,最多年份达到17 d,最少的只有4 d,暴雨日数以0.036 6 d/年的线性趋势增长;年暴雨日数与年暴雨雨量、年降水量有很好的相关性。小波分析表明增城市暴雨日数存在着11年和21年的显著周期,2000～2010年有5年的周期,预计2011年和2012年增城市暴雨日数偏少。Mann-Kendall突变检验分析表明从20世纪70年代起增城市暴雨日数呈明显上升趋势,暴雨日数增加的突变点是1964年。

广州市区与增城市气象要素差异性分析

利用广州市区和增城市1982—2013年的气象观测资料,应用数据对比和相关分析的方法,从年际和季节变化两个角度,分析了两地气象要素的差异性;运用拉格朗日模式,模拟了2个个例的水汽来源,分析两站降水量差异性的可能原因。结果表明:城市热岛效应导致广州市区温度高于增城市,而相对湿度低于增城市;城市冠层作用使得广州市区风速明显低于增城市。差异性存在明显的季节不同,温度和相对湿度在秋季差异最明显,风速在冬季差异最明显,而降水量在夏季差异最明显。通过相关性分析得到两站的温度以及相对湿度的相关系数达到0.99和0.89,可利用经验公式联系两地的预报结果。HYSPLIT模式模拟水汽来源表明,不同的水汽来源可以导致广州市区和增城市降水先后顺序以及降水量的差异。

佛山南海区冬季地温日变化特征分析

采用南海区气象站2010年1、2和12月有冷空气影响和无冷空气影响的天气条件下,对地温资料进行分析,包括地温的日变化及垂直结构的日变化分析。结果发现:在冬季没有冷空气影响的各天气条件下,地面温度及浅层地温均呈正弦曲线变化,只是振幅不同、位相不同、周期不同。浅层地温在有冷空气影响下的阴天或雨天不呈正弦曲线变化。有冷空气影响下的阴天和雨天,地温的日变化特征较相似。在各天气条件下80 cm以下土壤深度的地温日变化很小。在晴天或阴天的天气条件下,40 cm以下的深层地温随深度的增加而升高,但在雨天的情况下,清晨时段深层地温不再随深度的增加而升高,而是在80 cm土壤深度处有一个低值区。

利用VB和Surfer实现不连续区域气象资料的自动成图

Surfer软件具有强大的数据处理和显示功能,本文介绍了Surfer的主要功能、Active自动化技术及其与VB应用程序的接口,并利用该接口技术将VB的强大软件开发能力和Surfer强大的绘图功能相结合,同时在完成跨区域Blank文件的基础上,实现不连续区域气象数据的自动绘图,给出了辖区为两块不连续区域的广州市萝岗区气象资料的自动成图实例。

微型气象站不同雨量传感器测量性能对比分析

通过开展智慧城市智能微型气象站对比观测试验,使用不同型号仪器设备集中对比观测并评估其测量性能。利用2020年9月的3个降水过程的降水资料单独对雨量要素进行评估,分析试验仪器与参考仪器的累计雨量误差、逐分钟雨量时序变北和分钟雨量相关性。结果表明,翻斗式雨量传感器测量性能最好,其测量值与参考仪器测量值接近,相关性较好,误差小于4%,满足地面气象观测站性能误差指标要求,雷达感应式雨量传感器和压电式雨量传感器测量性能均有缺点和不足,测量性能仍需改进。