清远一次极端龙舟水的中尺度系统演变分析

利用多源观测数据和ERA5再分析资料,对2022年6月20到21日发生在清远的一次极端特大暴雨过程进行分析。结果表明:(1)该次强降水是在200 hPa分流辐散的背景下,由低涡切变配合其前侧西南急流缓慢东移经过清远造成的。(2)强降水发生前大气层结已处于极不稳定状态,低层来自孟加拉湾和南海的水汽不断在清远市上空辐合,为暴雨的发生提供充足的水汽条件和不稳定能量。(3)强降水的触发机制主要是前期广西降水造成的冷池与低空急流带来的暖湿气团形成的温度锋区和地面辐合线;地形的抬升作用和狭管效应,对降水起到增幅作用。(4)该次强降水主要有2个低质心的热带海洋型中尺度对流系统先后影响发生。

1972—2022年茂名市“龙舟水”的特征分析

基于茂名市所辖5个国家气象观测站1972—2022年逐日降水资料,采用线性趋势分析、M-K检验、Morlet小波分析等方法,分析茂名市“龙舟水”的时空分布特征,结果表明:茂名市“龙舟水”的空间分布呈北多南少,突显3个降水中心且均位于山脉的南坡或高海拔山峰南麓,并与地形作用密切相关;“龙舟水”具有明显的年际变化特征,雨量异常偏多年有8年,异常偏少年有7年,但变化趋势不明显;“龙舟水”年代际变化明显,存在准5年、准12年和准30年的周期变化。当副热带高压偏强、偏西时,茂名市“龙舟水”将明显偏少;反之则偏多。

斗门“龙舟水”时空特征及与天文潮的相关分析

利用斗门区1967—2022年“龙舟水”降水资料,通过M-K检验、Morlet小波分析、克里格网格化等统计方法分析“龙舟水”的时空分布特征,并对其与天文潮的相关性进行了讨论,结果表明:(1)近56年斗门区“龙舟水”的变化趋势不明显,呈轻微减少的态势;但出现异常偏多年份的概率相对偏高,占比达16.1%。(2)近56年斗门区“龙舟水”的时间变化具有显著的年际和年代际变化特征,并具有1~5年的变化周期。(3)M-K检验和滑动t检验表明斗门“龙舟水”降水量在1967—2022年间并未发生突变。(4)在空间分布上,受山脉地形影响,雨量大值区主要集中在斗门区的西部至南部及东北部地区,呈西南-东北走向,与境内山脉地形走向基本一致。(5)“龙舟水”峰值年的出现时间与天文潮朔、望日时间高度重叠,其中望日对“龙舟水”降水的影响更大,相关系数达66.7%。

2022年广东“龙舟水”各历时强降水特征及成因分析

为揭示2022年广东“龙舟水”特征以及环流异常原因,利用多种时间尺度的自动站资料和ECMWF再分析资料对其进行分析。结果表明:该轮“龙舟水”降水时间长、效率高、短时雨强具有极端性。过程后期暴雨增强,范围扩大,沿海、珠三角中北部和粤北中部地区易发短时强降水,分钟雨量的效率和持续时间增加导致小时雨强增强。异常环流型态提供了有利背景条件:中高纬度中层系统经向性较气候平均态更显著,华南北部受西风波动频繁影响;加之西太副高偏西偏强,南海及西北太平洋上偏强的低层西南、偏南和偏东气流同时汇入,边界层水汽输送强度异常偏强,水汽通道直达粤北地区,为广东(尤其是粤北地区)持续性强降水的发生提供了稳定的辐合抬升运动背景和水汽输送条件。季风气流的持续汇入促使不稳定层结反复重建,导致暴雨能在相邻落区反复出现。

柳州2022年“龙舟水”过程一次降水的雨滴谱特征分析

利用柳州国家站DSG5型降水现象仪(雨滴谱仪)对柳州2022年6月16日18时—17日11时暴雨过程的雨滴谱特征进行分析,并与自动雨量传感器(雨量筒)数据对比,探究不同雨强范围雨滴谱特征。结果表明:(1)雨滴谱仪和雨量筒的累积降雨量具有很好的一致性,相关性系数达到0.99;降水量与分钟粒子数呈强相关(0.82)。(2)降水量的多少不仅仅由雨滴粒子的数量决定,还取决于雨滴粒子的直径;本次降水主体以粒径小于3 mm的雨滴粒子为主;降水贡献主体以1~4mm的雨滴粒子为主。(3)雨强增大,雨滴粒子数密度逐渐增大,小雨滴更容易合并成大雨滴。(4)无论雨强大小,粒子数占比均随粒径区间的增加而下降,小雨滴粒子占比始终最高;随着雨强增大,小雨滴(D≤2 mm)降水贡献率占比下降,大雨滴(D> 2 mm)降水贡献率占比升高,进一步表明雨强增大,对流增强。

深圳市“龙舟水”的时空特征及致灾风险分析

为了解深圳“龙舟水”期间降雨时空分布及致灾风险,利用深圳市国家基本气象站长序列资料和高时空分辨率的区域自动气象站资料,开展了深圳市“龙舟水”降雨时空分布及精细至街道的强降雨致灾风险分析。研究结果表明:1953—2021年深圳“龙舟水”雨量和雨日均呈略减少趋势,但2000年以来雨强呈增强趋势;“龙舟水”期间降雨呈“前少后多”的特点,6月6—14日是“龙舟水”最集中时期。降雨空间差异性大,呈东多西少分布:东南部大鹏新区雨量最多,西部宝安、光明、南山最少;“龙舟水”期间短时雨强大,1和3 h雨量极值普遍超过50和100 mm,分别达到深圳暴雨橙色和红色预警信号发布标准;1、3、24 h雨量极值呈由东南(大鹏-盐田)、西北(宝安-光明)向中部逐渐减小的分布,东南沿海是“龙舟水”期间极端短时强降水和持续性强降雨叠加区。基于精细到街道的降雨积涝阈值,深圳北部和中部是龙舟水强降雨致灾高风险区,“龙舟水”强降水期间需重点防范。

1991—2020年云浮市“龙舟水”的气候特征

采用云浮市4个国家地面气象观测站1991—2020年逐日降水资料,分析了云浮地区近30年“龙舟水”的时空特征。结果表明:近30年云浮市“龙舟水”呈正态分布,无出现极端“龙舟水”事件。降水量、雨日、雨强总体变化趋势不显著,但年际和年代际变化较大。“龙舟水”空间分布特征为西北部郁南最多,其次是东南部新兴,西南部的罗定最少。周期变化存在多尺度变化。降水量序列与前汛期、年总降水量序列、同年冬季气温均呈显著正相关,与同期气温呈显著负相关。

2022年广西罕见龙舟水的大尺度环流成因分析

利用NCEP大气再分析资料、广西降雨量资料,对2022年广西罕见龙舟水的大尺度环流成因进行了分析,结果表明:2022年龙舟水期间高层欧亚中高纬地区高压脊异常偏强,引导冷空气持续南下影响华南地区,副热带西风急流强度偏强、位置偏南,南亚高压强度偏强、位置偏东,在广西上空构成了有利于垂直运动的环流配置。中层西太平洋副热带高压强度偏弱,西段脊线位置偏南,导致水汽输送偏南。低层索马里越赤道气流异常偏强,南海夏季风爆发偏早,前沿位置偏南,水汽收支在华南地区较常年偏多40%。在多个大尺度环流系统异常特征共同作用下,广西发生了大范围持续性暴雨天气。

近50年深圳龙舟水暴雨环境参量统计分析

利用深圳国家基本气象站雨量数据和香港地区(45003)探空资料,对1973—2020年近50年龙舟水期间(每年5月21日—6月20日)深圳暴雨(12 h雨量≥30 mm)过程中表征温湿条件、能量和动力条件的物理量进行统计分析,基于25百分位提取了龙舟水暴雨过程的关键环境参数阈值。结果表明:(1)表征水汽条件的大气可降水量PW、500 hPa温度露点差(t-td)500、850 hPa温度露点差(t-td)850以及表征能量条件的K指数对龙舟水期间深圳暴雨的发生具有更明显的指示作用,暴雨发生前的大气可降水量充沛,整层水汽均接近饱和,大气能量充足;(2)对比分析了白天和夜间暴雨发生前的环境参量特征,在龙舟水期间,当08:00大气环境满足大气可降水量PW≥62 mm、(t-td)500≤3.5℃、(t-td)850≤2.8℃、K指数≥35℃,有利于白天出现暴雨;当20:00大气可降水量PW≥61 mm、(t-td)500≤3.1℃、(t-td)850≤3.4℃、K指数≥34℃,有利于夜间暴雨发生。

早稻“龙舟水”灾害保险气象理赔指数设计

利用广东省1960-2016年5-6月逐日降水量资料、1983-2016年全省及各市早稻产量资料、1994-2016年灾情资料等,首先应用数理统计方法,建立早稻产量与"龙舟水"期间(5月21日-6月20日)总降水量、降水量距平百分率与暴雨日数的相关关系;然后,采用个例分析法,建立"龙舟水"灾害对早稻产量影响评估模型,再利用评估模型对受"龙舟水"影响严重的2008年早稻单产减产率进行评估检验,其正确率超过75%。最后,确定"龙舟水"期间暴雨日数大于等于1 d且降水量距平百分率大于等于20%为早稻"龙舟水"灾害保险阈值,在此基础上,设计了"龙舟水"灾害保险气象理赔指数。

两次龙舟水降水过程中不同类型的天气雷达特征分析

对2013年5月20日和5月22日由南海季风造成的两次龙舟水过程进行了多普勒雷达资料分析,结果表明:造成雷雨大风的飑线过程具有人字形特征,之后分裂为两条弓形回波,此飑线具有前倾结构、高质心高度、高VIL、共存多个中气旋、中层径向辐合、速度模糊等特点,雷雨大风是由飑线前后两侧的下击暴流造成的;形成列车效应的带状回波具有低回波顶高、低质心高度、中气旋、急流核高度低等特点,短时强降水中局部地区的大风是由环境风造成。

2008年广东史上最强龙舟水的分析研究

利用气象常规观测资料及NCEP/NCAR再分析资料,对形成2008年广东"龙舟水"期间4次强降雨的天气系统、强降水形成的物理机制以及中低纬度天气系统之间的相互作用和影响进行分析和诊断。结果表明,强降水过程大多发生在500 hPa西风槽活跃及850hPa低涡东移的环流背景下,西风槽与东移的低空低涡结合是暴雨产生的重要天气系统;印度洋越赤道气流、南海南部越赤道气流比常年偏强,使偏南季风异常活跃,其以2条路径输送水汽,为广东"龙舟水"期间强降水提供了充沛的水汽条件;副热带高压偏弱,偏东,有利于高空低压槽影响华南,带来大气运动的不稳定和引导冷空气的南下。

广州市“龙舟水”的时空分布特征分析

利用广州市5个国家气象观测站和122个区域自动气象站的逐日降水量监测数据,通过线性趋势分析、M-K检验、小波分析和主成分分析等统计办法,研究广州市“龙舟水”的时空分布特征,结果表明:(1)广州全市和花都近30年“龙舟水”雨量整体呈上升趋势,且花都上升趋势略高于广州平均,花都区“龙舟水”异常年与广州其它地区并不一定同步。(2)广州全市逐年“龙舟水”以7~9年周期为主,2007年以前有4年左右的小周期,之后存在2~3年周期,且特征趋于不明显,花都“龙舟水”雨量变化存在8~10年周期,2007年以前存在4~6年小周期,之后转变为3~4年小周期。(3)广州全市2005和2014年“龙舟水”雨量出现增多突变,2008年又出现了雨量减少的突变;花都“龙舟水”雨量在2014年出现雨量增加的突变,2017年“龙舟水”显著增加。(4)广州“龙舟水”雨量大值区主要位于北部偏东一带,从化和花都北部、白云南部、天河、番禺东部和南部、南沙北部降水年变化相对较为稳定,其余地区逐年变化幅度相对较大。(5)对广州逐年“龙舟水”标准化距平场作EOF分析结果表明,前4个模态解释方差共占91.2%,分别为全市一致偏多或偏少型、南北偶极型、南北向四极型、东西向三极型。

梅州市“龙舟水”时空分布特征分析

基于梅州市7个国家气象观测站和99个区域自动气象站“龙舟水”期间的降水量资料,利用趋势分析、M-K检验、滑动t检验、小波分析和EOF分析等方法,对梅州市“龙舟水”时空分布特征进行分析。研究结果表明:①1991—2020年梅州市“龙舟水”降水量呈上升趋势,“龙舟水”降水量异常年份偏多;②1991—2020年梅州市“龙舟水”降水量并未发生突变;③1991—2020年,梅州市“龙舟水”降水量主要受7 a左右、10 a左右、14 a左右和22 a左右时间尺度的准周期振荡影响;④梅州市“龙舟水”大值区主要集中在平远、蕉岭和大埔北部一带;“龙舟水”小值区位于梅州的中南部和东南部;⑤对近30 a梅州市“龙舟水”作EOF分析结果表明,前3个模态解释方差占78.73%,分别为全市一致偏多(少)型,东南—西北向偶极型,南北向偶极型。

1989—2018年揭阳市“龙舟水”特征分析

利用揭阳市所辖4个国家站1989—2018年“龙舟水”资料,应用小波分析等方法分析揭阳“龙舟水”特征,结果表明:揭阳近30年“龙舟水”呈正态分布并存在7个峰值,出现极端“龙舟水”的概率较低;空间分布呈西南往东北逐渐减少,且有3个降雨中心,近海和靠近莲花山脉都对“龙舟水”有正反馈作用;近10年存在一个3~4年震荡周期,在近3个周期中有振荡增长的趋势。

2008年6月12—13日武江流域暴雨短时预报分析

2008年6月10～13日，粤北武江流域出现强降水，造成了较大的人员伤亡和财产损失。本文运用地面和高空资料、自动站实测情况，利用多普勒雷达径向速度图和风廓线图资料与这次过程中中低空系统的切变线及低空急流做对比分析，得到了一些短时预报中有所启发的结论。