1971—2020年昌吉绿洲主汛期极端降水变化特征

选用昌吉回族自治州7个县、市气象观测站1971-2020年主汛期(6-8月)逐日降水量资料,运用线性回归、气候倾向率方法分析各站雨日数、降水量及极端降水的变化规律。结果表明:(1)主汛期雨日数最多的是木垒,年平均为24.26 d;玛纳斯次之,为20.64 d;呼图壁最少,仅19.28 d。雨日数空间分布呈现出明显的北少南多特征,北部低海拔地区少于南部高海拔地区,时间分布上呈单峰型,7月最多。(2)除吉木萨尔雨日数增加外,其他各站雨日数均呈减少趋势;小雨到大暴雨各个量级雨日数占比呈减少趋势;除木垒外,其他各站的小雨对雨量影响最大,在6个降水量级中所占比率超过30%。(3)主汛期微雨及小雨次数贡献率为81.8%,降水量贡献率为33.9%,大雨以上级别的降水次数贡献率仅为7.3%,降水量贡献率却达40.4%,因此将极端降水的标准确定为1 d降水量≥12.1 mm。(4)主汛期极端降水平均强度为20.1 mm,年平均频次为1.5次。降水频次呈增加趋势,20世纪90年代至今处于高发时段。极端降水和暴雨事件主要集中在7月中旬,其次为6月中旬,8月上旬发生次数最少。

2013年黑龙江省主汛期降水异常特征及其对作物产量影响的分析

利用黑龙江省77个气象台站1961-2013年6-8月逐日降水资料,采用降水集中度和集中期、统计回归等方法,分析了2013年黑龙江省主汛期降水异常的气候统计和时空分布特征,与1998年数据进行了对比分析,并探讨评估了其对粮食作物产量的影响。结果表明:黑龙江省2013年主汛期雨日多、大范围连续强降水密集且早发,降水异常偏多,降水量为近53年的最高极值;空间分布上不存在明显的经向或纬度变化规律,降水高值区主要分布在松嫩平原,沿江流域站点平均降水量略少;时间变化上呈少一多-少的分布,强降水集中期为7月上旬,也足主汛期内降水最多时段。2013年主汛期降水与1998年在时空分布上存在差异,降水量、持续时间均超过1998年,尤其表现在黑龙江流域,但1998年降水的局地性和突发性较强。采用FY-3A/MERSI卫星数据持续跟踪监测作物被淹没面积,以WOFOST模型模拟受淹前的平均单产,依据淹没时间超过7 d时作物无有效产量进行估算,2013年黑龙江省13个行政区因流域性洪涝灾害导致水稻和玉米总损失产量合计达3.97×10~9kg。

黑龙江省主汛期异常降水变化及其与洪涝的关系研究

利用黑龙江省80个气象站1971-2016年6-8月逐日降水资料,参考国家标准规定大雨、暴雨为异常降水,采用数理统计方法,分析了黑龙江省主汛期内(6-8月)异常降水的变化特征,并构建了异常降水量与洪涝面积的相关关系。结果表明:1971-2016年间,研究区主汛期内异常降水在时间上呈现非连续性发生特征,空间上呈现分散性特征,上述特征在相同时间内暴雨较大雨更为突出,不同时间内6月最显著,而7月异常降水相对集中;研究期间,研究区各站主汛期内异常降水量呈大幅度波动变化,年际间振幅大,相同时间内暴雨事件降水量震荡更强,不同时间内大雨事件主汛期降水量变化最剧烈、暴雨事件7月降水量变化最剧烈。异常降水量在空间分布上存在差异,高值区主要分布在松嫩平原,松嫩平原为异常降水多发区域;1971-2016年间,研究区6月异常降水与洪涝相关不显著,主汛期、7月和8月大雨或暴雨事件的降水量均与洪涝面积具有极显著的正相关关系(P<0.01),表明异常降水对洪涝面积为正效应影响作用,其中主汛期大雨对洪涝影响最显著,7月大雨、暴雨影响均较显著。

基于降水集中度方法的安徽省主汛期降水时空特征分析

利用安徽省1961-2009年6-8月降水资料,运用降水集中度和集中期分别讨论了主汛期降水时空分布特征和变化规律,并对多雨年和少雨年的集中度进行了比较。结果表明:降水集中度(PCD)和集中期(PCP)能够定量地表征降水量在时空场上的非均一性。安徽省主汛期降水集中度和集中期总体呈由南向北增大的空间分布;全省平均PCD值和PCP值的年际和年代际变化均较明显。PCD的EOF展开前三个特征向量累积方差贡献率达57%。第一特征向量表现为全省一致性,而第二特征向量表征为南北反相,第三特征向量表征为南北和中间反相。合成分析表明,多雨年的PCD值比少雨年大,而多雨年PCP值比少雨年小。总体来看,通过PCD和PCP提取最大降水重心及对应时段,为分析极端降水事件形成机制提供依据。

石泉水库主汛期拦蓄洪尾运用方式研究

针对现阶段石泉水库主汛期洪水调度方式的不合理之处,提出了主汛期拦蓄洪尾超蓄运用的调度方式,并分析了其在石泉水库应用的可行性,且在风险分析的基础上,结合气象有雨无雨定性预报,制定了具体实施的操作流程。

宜昌站主汛期流量及水温变化多时间尺度分析

以宜昌站1956-2002年主汛期为例，采用复Morlet小波分析了流量、水温序列多时间尺度变化规律，并根据主周期预测了未来变化趋势。结果表明，主汛期流量、水温序列均存在三类时间尺度的周期，各周期尺度下小波变换系数基本为正负对应出现，呈偏丰—偏低、偏枯—偏高交替变化规律，且将持续到2015年。

2021年中国降水异常气候特征及4次典型极端天气过程分析

2021年,我国天气形势复杂,气候异常性显著,极端事件频发。本文简要回顾了我国主汛期和华西秋雨的异常性特征,并对河南和湖北4次高影响天气过程展开了初步分析。结果表明:(1) 2021年4-10月全国平均降水较常年同期偏多7.8%,其中河南、河北和山西等部分地区偏多1倍以上。(2)在外强迫因子“拉尼娜”异常海温的影响下,副热带高压外围水汽和北方冷空气异常活跃,导致华西秋雨降水量打破1961年以来历史记录。(3)河南“21.7”特大暴雨发生在台风、低涡、切变线和辐合线共同作用的背景下,大量来自西北太平洋的水汽,在低空急流与边界层急流耦合、地形的动力阻挡抬升和热力抬升共同作用下,强降水雨带出现在山前。(4)在有利的多尺度环流背景下,地形与低层风场辐合带的相互作用触发了对流,并使得降水维持在狭长山谷地形区域内,引发随州“8.12”极端强降水。(5)中γ尺度的强对流单体的合并加强导致了武汉两次对流大风事件,中层突然增强的水平风引发了下沉运动,下落后造成地面局地强冷池和地面极值大风。

基于小波变换的三江平原井灌区主汛期降水序列多时间尺度分析

近些年来,由于水田面积迅速增加,导致三江平原井灌水稻区地下水位普遍下降,"吊泵"、局部超采现象时有发生,因此,三江平原的地下水资源平衡急需恢复。为解决上述问题,以853农场为例,应用小波理论,对853农场实测主汛期降水时间序列的多时间尺度变化特征及突变特征进行分析,并与实测年降水序列变化特征进行了对比分析。结果表明:853农场主汛期降水序列具有3 a,6 a,29 a以及13 a左右4个主周期,同时,主汛期降水序列与年降水序列的主周期具有较好的一致性。该研究结果为853农场乃至整个三江平原充分利用天然降水、地下水资源的恢复及可持续利用提供了科学依据。

汛限水位动态控制在石门水库主汛期调度中的应用研究

在汛限水位静态控制的运行方式下常导致水库汛期不敢蓄水,汛后库水位却常常达不到正常蓄水位,极大地限制了水库兴利效益,造成水资源浪费。以石门水库为例,针对其静态汛限水位运行的现状,分析该运行方式下对水库兴利效益的影响,提出采用汛限水位动态控制的方法来提高水资源利用率。实际调度中,结合石门水库天气、水文等预报信息,采用预蓄预泄方法,分析汛限水位动态控制的上下限,给出了动态控制的调度策略,并以"20110728"洪水对比了两种调度方式。结果表明:当预报降雨或洪水偏小时,可抬高汛限水位最高至617.5 m,拦蓄洪尾,有效增加水库的蓄水量;当预报降雨或洪水偏大时,可降低汛限水位最低至610.0 m,腾空库容,迎接洪水。

预测川渝地区汛期降水量的一种物理统计模型

应用川渝地区 2 0个测站汛期 ( 6～ 8月 )降水距平百分率资料 ,分析了四川盆地汛期降水分布型及其形成的前期信号 ,提出了四川盆地汛期降水主要存在“东西振荡”、“一致分布”和“南北振荡”三类分布型。针对这三类典型的降水分布型 ,得到了川渝地区主汛期降水及其预测强信号的关系 :春季西太平洋暖池强度偏强或上年秋冬季青藏高原位势高度场偏高时 ,当年川渝地区主汛期降水表现为西多东少 ,反之 ,则表现为西少东多。即出现了“东西振荡型” ;1～ 3月西风带极锋锋区位置偏北或上年冬春季青藏高原地区 1 0 0hPa位势高度场偏低时 ,当年川渝地区主汛期降水偏多 ,反之 ,则降水偏少。即出现了“一致分布型”。上年夏季西风环流强度指数偏强时 ,当年川渝地区主汛期降水表现为南多北少 ,反之 ,则表现为南少北多。即出现了“南北振荡型”。利用这些强信号作因子场 ,在引入“方差权重”思想的基础上 ,建立了预测川渝地区主汛期降水的一种物理统计模型。通过对 1 996～ 2 0 0 1年共 6年的实际业务预报 。

黑龙江省主汛期降水气候特征及预测检验评估

采用1961—2016年黑龙江省62个气象代表站逐日降水数据和NCEP逐日再分析资料,分析黑龙江省主汛期"七下八上"降水气候特征及其环流特征,并利用DERF2.0模式不同起报时次的结果对黑龙江省主汛期降水和环流进行了检验评估。结果表明:主汛期的降水量占夏季降水量的25%—35%,是黑龙江省夏季降水的主要时段;多雨年500 h Pa高度场出现以东北西部地区为中心的东西向的"+-+"波列,850 h Pa风场有明显的气旋存在;DERF2.0超前10 d和超前5 d对主汛期降水预测的多年平均PS评分为60分左右,超前1 d预测的PS评分为70分;DERF2.0对500 h Pa环流显著区域超前1 d的ACC多年平均为0.58,对黑龙江省南北两个区域850 h Pa纬向风显著区域超前1 d的ACC多年平均分布分别为0.48和0.52。DERF2.0对黑龙江省主汛期降水预测和环流预测均有一定的可预报性,且随着起报时间的临近,模式的预测技巧有较明显的提升。

海温对辽宁省主汛期降水异常影响的统计分析

在对辽宁省主汛期降水异常的时变特征进行分析的基础上,研究了前期海温场对辽宁主汛期(7-8月)降水影响的统计特征.结果表明:1)辽宁省汛期降水异常有明显的年际、年代际变化特征,近44a降水呈减少趋势.小波分析表明存在3～5 a的年际周期和10～12 a的年代际周期.2)存在2个影响辽宁汛期降水异常的海温关键区及相应的关键时段,它们分别是南大西洋(1-5月)和西太平洋(3-4月),综合考虑2个关键区可更好地预示辽宁汛期降水的异常.

川滇地区主汛期暴雨洪水灾害风险评价

[目的]对川滇地区主汛期暴雨洪水灾害风险等级分布及特征进行研究,以期为区域暴雨洪水灾害的防御提供理论参考。[方法]采用反距离加权空间插值(IDW),自然灾害风险指数等方法。[结果]暴雨洪水灾害的高、较高风险区主要集中在川东盆地和云南省南部边缘地区;中度风险区主要分布在川西南山地和云南省的大部分地区;较低灾害风险区零星分布在滇东高原、滇西北地区和川西高原东北部等地;低风险区主要位于川西高原地区。[结论]大气环流、降水量、地形地貌、河网水系是影响川滇地区主汛期暴雨洪水灾害的主要因素,人类活动对区域下垫面性质的改变,是加剧暴雨洪水灾害的触动因素。

基于洪灾发生频率的辽宁省汛期分期研究

以辽宁省近55年(1956-2010年)历史洪涝灾害为研究对象,依据洪涝灾害在年内各时段的发生频率,进行汛期划分。从55年的洪灾资料中共摘录洪灾44次,其中一般灾害27次,严重灾害17次。根据各候一般灾害和严重灾害次数,确定辽宁省汛期为6月1日-9月5日,主汛期为7月11日-8月20日。55年的洪涝灾害统计表明,汛期一般洪灾和严重洪灾所占比例达到100%,主汛期严重灾害比例达到100%,一般洪灾比例达到70.4%。汛期降水和径流占全年60%以上,主汛期占全年30%～40%。与辽宁省主要流域代表性水文站点降水和径流汛期分期结果的对比分析表明,洪涝灾害的发生时间、频率、等级能够反映降水和径流的年内变化特征,重大灾害的出现与主汛期的出现具有同步性。

山东主汛期暴雨分析及预报研究综述

对山东天气预报工作者的暴雨分析和预报研究成果进行了总结和评述,从天气预报业务角度提出今后需要着重研究的领域。

海河干流汛期动态水环境容量计算研究

海河干流是一个典型的平原缓滞流型河道,水体自净能力低,且汛期大量污染物随降雨径流汇入,水污染问题严重。水环境容量的计算是实施污染控制的基础,对水环境质量管理方案的制订具有重要意义。在汛期,海河干流受降雨径流和闸门控制等因素的多重影响,其水位、流量、水质等要素随时间变化十分复杂。为此,提出基于水动力水质模型的河流动态水环境容量计算方法,计算了海河干流4个控制单元汛期COD、TN、TP的水环境容量。结果表明:海河干流水体污染严重,各控制单元现状条件下TN及TP几乎没有可利用的水环境容量。在此基础上,对天津市中心城区及环城四区选取透水铺装、下凹绿地、绿色屋顶和生物滞留设施等4种措施进行低影响开发改造,并在SWMM模型中模拟改造效果。改造后,研究区域内COD、TN、TP入河量的削减率分别达到39.5%,35.7%,35.9%,且各个控制单元汛期水环境容量均有明显提高。研究结果可为海河干流水环境质量管理提供依据,为缓解降雨径流污染、改善水环境质量提供技术支撑。

青藏高原地面加热场与四川主汛期降水及伏旱关系

分析了高原地面加热场强度距平指数与四川盆地伏旱及主汛期降水的联系。结果表明，高原前期加热强度同四川盆汛期降水和伏旱程度密切相关。把这些关系引入汛期降水预测模型对提高短期气候预测能力有一定积极意义。

2012年汛期气候预测的先兆信号和应用

本文基于动力、统计预测方法提供的信息回顾了发布2012年汛期预测时考虑的先兆信号。2012年前期拉尼娜事件在冬季达到盛期、冬季北极海冰异常偏少、南极涛动强度是自1979年以来次强、青藏高原积雪偏多但气温偏高,这些特征对后期夏季风有明显影响。通过分析归纳,国家气候中心比较准确地预测了东亚夏季风偏强、我国夏季多雨带偏北、大部分地区气温偏高,6—8月热带气旋活跃的总体特征,以及南海夏季风爆发偏早、长江中下游梅雨偏少、华北雨季提前且雨量偏多的季节内过程演变趋势。最后讨论了汛期气候预测的可预报性和困难,提出今后需要深入研究的科学问题和业务应用问题。

川滇地区主汛期暴雨时空特征分析

为了掌握川滇地区主汛期暴雨时空规律和发展趋势,本文以川滇地区70个气象站点的数据资料为基础,采用线性回归、反距离加权空间插值(IDW)等方法对近53a来川滇地区主汛期暴雨时空特征进行了研究.研究发现:川滇地区主汛期暴雨日、暴雨量、暴雨集中率、暴雨强度、暴雨贡献率在时间演变上均表现为增强趋势,增加倾向率分别为0.22 d/10a、0.98 mm/10a、0.04%/10a、0.29 mm/10a、0.43%/10a.主汛期暴雨日、暴雨量、暴雨强度、暴雨贡献率在空间分布上具有较强的空间一致性,主要集中在川东盆地,其次是云南大部分地区,川西高原地区最低;但暴雨集中率在川滇交界处的川西南地区、川东盆地南部地区和云南北部地区较高.近53a来川滇地区主汛期暴雨频率和强度分别增加了0.63%和1.60%,应采取相应措施预防暴雨可能造成的灾害损失.

利用黄河泥沙围出“渤海湖”的初步设想

本文是一个关于将渤海变成淡水湖的水利工程的构想。让黄河的大量泥沙通过人工导流的方式沿莱州湾南岸与渤海海峡沉积延伸 ,产生的陆地将渤海封闭并逐渐形成淡水湖。这一工程将陆地连接山东半岛与辽东半岛 ,并为华北提供巨大淡水库 ,具有显著的经济、生态效益。具体实施上 ,可通过两道渔网式围栏促使黄河泥沙定点沉积并阻挡浪潮侵蚀 ,通过加强汛期水量增加黄河口泥沙。