基于不同重现期的1960—2019年长三角地区区域降水风险评估

本文基于长三角地区1960—2019年逐日降水观测数据以及2015年1 km格网的GDP和人口数据,借助区域降水事件提取方法共识别出2109次区域降水事件,并利用不同分布函数确定不同重现期下降水强度和降水日数的阈值,进一步采用国际减灾战略(ISDR)的灾害风险评估模型,从危险性与脆弱性综合评价长三角地区区域降水风险及其空间分布特征。结果表明:(1)对于降水强度,GEV函数拟合效果最优;对于降水日数,EXP函数和POISS函数拟合效果最好;(2)长三角不同重现期下区域降水的危险性均从中部地区向南北两侧递减;(3)长三角脆弱性由东部沿海向内陆逐渐降低;(4)不同重现期下长三角区域降水风险均是由东部沿海向内陆降低,其中各大中心城市始终是高风险区。

近千年来中国区域降水模拟与重建资料的对比分析

依据中国区域27年GPCP降水观测再分析资料、500年旱涝等级资料及近千年冰芯、树轮、湖芯等降水代用资料，对全球海气耦合气候模式ECHO—G近千年积分模拟降水进行时空变化的对比分析，检验模式对中国地区降水的模拟性能。结果表明模拟降水较好体现了中国区域降水年平均和季节平均的分布型态，并在年代际变化上与历史记录一致。中国西部模拟降水呈现出与重建资料一致的准200年的百年际周期及20～30年左右的年代际周期，并与湖泊盐度的高低时段对应较好。总体而言，模式成功再现了观测及代用资料所体现的中国区域近千年降水的主要时空变化特征。EOF分析结果进一步揭示了3个不同气候特征时期模拟降水存在不同的区域分异特点。

1998年中国区域降水低频变化的传播机制的初步分析

使用美国NCEP/NCAR再分析和中国实际降水的逐日资料 ,研究了 1 998年夏季中国区域低频降水传播变化的机制。结果显示 ,( 1 )中国中东部地区低频降水经向传播都与南海季风和印度季风的变化相对应 ,低频降水在经向传播中存在不连续现象 ,是由于低频下沉气流造成的 ;( 2 )中国中部区域低频降水纬向传播特征是在不同时间低频降水的纬向传播方向有明显差别 ,初步认为造成这种现象的可能机制是纬向风气流的变化 ;( 3)高原地区与平原地区之间的低频雨带活动具有不连续性 ,这是由于在高原东坡存在低频下沉补偿气流造成的。

雷达定量估测区域降水波束阻挡系数的计算

提出了计算波束阻挡系数的平均值距离库填充法。利用以合肥雷达站为中心的数字高程模式资料 ,对平均值法与最大值法进行了比较。结果表明 :平均值法计算的波束阻挡系数小于最大值法的计算结果 ,且使波束受阻补偿值每距离库最大减小2 d BZ、使复合扫描结构中 (67km以外 )采用 1 .5°仰角的距离库数减少了 44%、对输入资料精度的要求从 1 :2 5万降低到 1 :50万。

基于分步校准的区域降水量估测方法研究

在对国内外雷达定量估测区域降水量一些方法进行回顾的基础上,介绍了卡尔曼滤波校准和最优插值校准的基本原理,提出了综合利用两种校准方法优点的分步校准法进行区域降水量估测,并用2003年淮河流域暴雨过程的雷达和雨量计资料对以上的三种方法进行评估。评估结果表明:分步校准法无论在估测的精度还是稳定度上都优于其它两种方法。

城市化对南京市区域降水量变化的影响

随着城市化的发展,城市规模不断扩大,人口不断增长,人类活动加剧,城市的生产活动和特殊地面结构共同作用于大气,使大气边界层的特性发生变化,从而影响城市地区的降水、气温、辐射等。采用双累积曲线和t统计检验法,对南京地区降水量进行了统计分析,发现该区域发生大雨、暴雨的频率及年降水量均有增加的趋势,1970年后较为明显。城市降水量的增大,使区域出现峰高量大的暴雨洪水机会增加,加剧了南京市的防洪压力。

近一百年中国东部区域降水的年代际跃变

采用均生函数方法对1900-1950年中国东部测站降水资料进行补插,通过与英国Climate Research Unit（CRU）的网格点降水资料以及王绍武等（2000）重建的降水资料的对比分析,构造1900-2006年中国东部华北、长江中下游和华南地区的月平均降水指数序列,并用一阶矩突变扫描式t检验对这三个区域降水的多时间尺度跃变特征进行分析。结果表明,最近一百多年来长江中下游降水发生了5次年代际尺度的跃变,华北以及华南的降水均发生了4次年代际尺度的跃变。各区降水同时在20世纪20年代初期、40年代中期、60年代中期以及70年代中期发生跃变。具体而言,20年代初期长江中下游和华南的降水发生年代际减少,而此时华北降水年代际增加;40年代中期,三个地区的降水都同时增加;60年代中期,华北降水减少,相反地长江中下游和华南的降水发生年代际增加;70年代中期,华南和华北地区的降水出现年代际减少,而长江中下游地区的降水在80年代初发生年代际增加。研究还表明,降水跃变发生的时间尺度范围可以为我们预测跃变发生以后降水气候平均态的持续时间提供参考。

青藏高原气象要素场低频特征及其与夏季区域降水的关系

利用 1 995～ 1 998年中日季风实验期间拉萨等 4个高原自动天气站观测资料 ,结合 1 995 /1 996年 NCEP/NCAR逐日资料 ,研究了青藏高原气象要素场低频位相结构特征及其与我国夏季不同区域降水的关系。发现夏季低频感热和低频潜热具有同位相 30～ 5 0 d振荡 ,当低频感热增强 ,则同期高原降水量减少 ;反之 ,则高原降水量增加。低频纬向风传播分析发现 1 995 /1 996年冬季高原是低频振荡的汇 ,2 0 0 h Pa低频纬向风在冬季与低频地面气压有显著的负相关 ,与地面低频感热的位相差为 3π/8,时间滞后约为 1周。进一步分析表明 :2 0 0 h Pa纬向风与夏季拉萨等地降水具有正相关 ,而与华北等地的降水具有负相关 ,且均能通过 α=0 .0 5信度检验。

天气雷达测定区域降水量方法的改进与比较

讨论变分校准法用于雷达－雨量计系统联合探测降水。由雷达反射率因子Ｚ和地面降水强度Ｉ实时地获得最优Ｚ－Ｉ关系，在求解欧拉方程时采用多重网格法，不仅可提高计算结果的精度，还可大大提高计算速度。

我国夏季东部区域降水异常年代际、年际变化分析

用华南、江淮、华北代表站 6—8月降水量标准化距平的区域平均值定义了降水异常指数I,论证了它与常用指数Z、R的一致性。不同区域I的同期相关不显著,表明 3区降水年际异常具有独立性。用周期分析将I分解为年代际、年际变化指数Is、If,方差分析表明,只有华南区域Is在其I的构成中显著,表明区域夏季降水异常是复杂的。对Is、If曲线的分析表明, 3个区域Is均表现出与太平洋年代际振荡(PDO)20世纪 70年代的转折有关的相关关系,华北区域If的显著偏少与强ElNino事件的同时性关系密切。

基于多雷达和卫星的区域降水估测系统研究

为了及时开展降水监测以减少暴雨灾害损失,将气象卫星分析云类型与天气雷达估测降水有机结合起来,建立了一套基于多雷达和卫星的区域降水估测系统。气象卫星资料与天气雷达数据在经过资料预处理、云类型分析以及降水量估测等3个处理步骤后,生成了空间分辨率为0.01°×0.01°的云类型分析和降水估测产品。应用情况表明,降水估测产品能够准确、细致地反映出区域内降水的空间分布情况。

用CAPPI的资料估算区域降水量和雷达反射率因子垂直廓线初探

应用上海中心气象台７１４数字化天气雷达立体扫描资料，分析并比较了单站及区域降水量在不同高度上的差异，并用地面雨量计资料进行了校准，尔后研究了它们的精度。最后初步探讨了上海地区３次降水天气过程中反射卒因子Ｚ的垂直分布廓线。

利用卡尔曼滤波校准方法估算区域降水量

该文根据卡尔曼滤波校准方法估算区域降水量的原理,利用“973”项目野外观测资料对2002年6月22日的一次降水过程进行了试验研究。结果表明卡尔曼滤波校准方法能提高雷达定量估算区域降水量的精度,并能较好地反映雷达探测到的精细降水场结构;验证了随着观测次数的增加,卡尔曼滤波校准方法估算降水量的精度越来越高。

一种区域降水量网格算法

传统的区域降水量计算方法有3种:算术平均值法、三角法和等雨量线法。实际应用中,由于资料条件所限,3种区域降水量计算方法都存在局限性,提出了一种新的区域降水量网格算法,将双调和方程模型用于三维网格的生成,所得网格方程为多阶可微的连续函数,光滑性极佳,同时对散乱数据具有很强的适应性,解决了以往方法中存在的弊端。用江西省84个县的代表雨量站和全省325个雨量站的资料验证所提出的区域降水量计算方法,获得了满意的结果。

区域降水量计算系统在辽宁省人工增雨业务中的应用研究

区域降水量计算系统采用VB.NET编程语言,通过调用自动站数据库中降水量的实时数据,实现了对任意区域面积以及降水量的计算。

区域降水指数的分析

讨论了如何利用单站降水记录计算区域降水指数的方法。该指数能够比较客观地反映区域降水的分布情况，从而得到较好的区域降水序列，便于进行气候分析与预报。

基于目标对象的数值模式区域降水预报选优方法

针对业务上大量的数值预报产品如何快速选优问题,提出了一种基于目标对象的数值模式区域降水预报选优方法。该方法首先通过TS评分、重心位置、面积大小、落区形状预报评分的权重平均进行单个目标对象评分,在此基础上,进行区域预报总评分和预报选优,以局地分散性降水和大尺度降水为例进行对比试验以及3个月的批量试验。结果表明:该方法选优结果合理。单个目标对象识别匹配时加大TS评分权重(超过0.4)对选优结果有较大影响,能够提高选优结果的合理性。按照每个目标对象的面积权重评分计算区域预报总评分,是合理选出最优预报产品的关键。该方法对于局地分散性降水预报选优具有优势,可以克服传统TS评分的缺点。由于目标对象评分考虑了降水落区形状、重心位置和面积大小评分,其选优结果较单一TS评分更为合理。

最优插值法用于天气雷达测定区域降水量

本文通过数位模拟和实测资料分析，表明用最优插值法测量区域降水量的测量精度和变分法相当，而最优插值法对雨量计的分布和密度要求较低，计算处理也简单。

雷达-雨量计联合估测区域降水量方法研究Ⅰ——模式集成法的提出

天气雷达估测区域降水量是其应用研究的重要领域,不断研究改进雷达估测区域降水量精度和稳定度是雷达气象工作的重要目标。文章回顾了集合预报理论基础及其发展概况,总结分析集合预报方法、产品表现形式等。对前期雷达估测区域降水量的8种方法,从基本原理和特点等方面进行了系统分析。对该理论在雷达估测区域降水领域的适用性进行了分析,阐述了集合预报理论在该领域应用的概念模型,并提出了两种集成估测区域降水量的新方法,为下一步的应用研究提供了理论支撑。

基于EEMD方法的区域降水事件特征分析——以京津冀地区为例

区域降水事件特征影响水循环,进而对社会经济各个方面有着深远的影响。京津冀地区是我国的政治、经济、文化中心,水旱灾害频发,亟需全面了解该地区区域降水事件特征。以京津冀地区173个气象站1989—2018年间逐日降水数据为基础,共识别出552次区域降水事件,采用集合经验模态分解(EEMD)等方法,从持续时间、覆盖范围、降水强度3个要素对京津冀地区区域降水事件特征及时空分布情况展开研究。结果表明:①区域降水事件发生频率有随持续时间、覆盖范围增大而减小的趋势,减小趋势逐渐变缓,区域降水事件的降水强度在10 mm附近频率最高,区域降水事件的3个要素均与综合性强度有着明显的正相关关系;②京津冀地区区域降水事件综合性强度年际变化呈现出10 a左右的周期,但长期趋势性不明显;③京津冀地区区域降水事件沿地形呈“西北少、中部多”的空间分布规律。研究成果可为当地水资源规划、防灾减灾等提供技术支撑。