Frequency, Intensity Statistics and Cyclical Analysis of Rainstorm in the Flood Season in Guangzhou

[Objective] The research aimed to analyze the variations of rainstorm frequency, intensity and period in the flood season in Guangzhou. [Method] Based on the daily precipitation data in Guangzhou City during 1951-2010, the interannual and interdecadal variation characteristics of rainstorm in the flood season in recent 60 years were analyzed by using the linear regression analysis, correlation analysis, wavelet analysis and so on. Moreover, the relationship between the rainstorm in the flood season and annual average temperature was analyzed. [Result] In recent 60 years, the rainstorm amount and days in the flood season in Guangzhou respectively increased with 6.23 mm/10 a and 0.27 d/10 a linear trends. The most rainstorm days (rainfall) was in 2001 and was 15 d (1 085.7 mm). There was no rainstorm in the least year (1990). The interannual variations of rainstorm amount and days in the flood season in Guangzhou obviously increased in recent 20 years. The decadal and interannual variations of rainstorm in the prior and latter flood seasons had the difference. The trend in the prior flood season increased and in the latter flood season slightly decreased. The positive correlation between the rainstorm days and the annual average temperature in the flood season in Guangzhou was significant, and the relative coefficient was 0.22, which passed α=0.02 significance level test. The total rainstorm days in the prior flood season in Guangzhou City mainly had 4.2-year interannual and 52.9-year interdecadal periodic variations. The total rainstorm days in the latter flood season mainly had 5.5-year interannual and 18.4-year interdecadal periodic variations. [Conclusion] The research provided the scientific basis for the precipitation forecast in the flood season.

上海城区动态洪水风险图应用系统及典型暴雨内涝分析

【目的】为了提高沿海超大城市对洪涝灾害的先知先觉能力,快速预测分析洪涝潮组合影响下的淹没风险时空分布,【方法】以水文-水动力暴雨洪水分析模型为核心模块,通过与外部的气象精细化降雨预报数据库、自动雨量站实时监测数据库及实时水情、闸泵运行数据库相关联,研发了上海城区动态洪水风险图应用系统。采用由雨量站点到气象格网和水力网格的降雨二级空间融合技术,实现了模型与气象预报降雨数据的有效耦合。利用数据挖掘提取和GIS空间分析技术构建了包含10项洪水风险要素要点的城市内涝预报专报自动生成方法,实现了对内涝风险的快速一站式概览。利用系统可以对城市暴雨、河道洪水和风暴潮等单一发生或遭遇组合引起的淹没分布进行快速实时预报计算,模拟和预测城市洪涝潮灾害的有关淹没特征数据和淹没动态过程。【结果】利用系统分析了2023年6月23—24日暴雨的内涝风险分布,将模型模拟的积水区域与积水监测站、灾情直报和热线灾报的积水点进行对比,结果显示在150处对比积水点中,有129处误差不超过20 cm,占86%。模型模拟的积水空间分布与实际情况基本接近。【结论】结果表明:系统满足汛期常态化、业务化运行需求,能够为城市洪涝风险的实时动态分析和防汛指挥决策提供重要工具。

汛期暴雨情景下鄱阳湖流域水质时空分布特征与污染成因分析

基于2019年和2020年鄱阳湖流域降水及水质监测数据,利用线性倾向估计法和累积距平法对2020年汛期暴雨情景下的湖区及入湖河流开展水质时空分布特征及污染成因分析,量化湖区地表水水质评价指标在不同降水量级情景下的响应。结果表明:①从时间上看,TP为主要超标污染物。2020年汛期,出湖口水质为Ⅲ类的月份占比同比上升8.3%,有机污染强度同比显著加重,暴雨情景下的指标浓度变幅大于非汛期降水情景。②从空间上看,湖区水质自南向北改善明显。入湖支流汛期水质主要受有机污染强度增加的影响而有所下降,TP浓度在南部入湖口和出湖口变幅较小,NH3-N浓度与场次降水量存在强正相关性,污染负荷变化对场次暴雨量的累积响应较同步且迅速。③降水量级会影响污染来源结构。暴雨洪水的稀释作用可能是湖区水质年内波动的主要控制因素,暴雨可能导致湖体出现富营养化。

基于气候统计分析法的福建省主汛期降水时空演变研究

选取福建省1990—2020年共30年主汛期(4—9月)逐小时站点降水资料,采用经验正交函数分解法、九点平滑法、非参数统计检验法、M-K检验、小波分析法等气候统计方法,对福建省主汛期降水气候时空演变及其周期变化特征展开研究。应用气候统计分析方法研究福建省近30年主汛期降水气候的时空演变和周期性,反映出明显的气候不均匀性和周期性,可为气象业务部门降水预报预测提供有力依据,实现预报在前、决策在前、防范在前的目标。

中国东部夏季降水型的研究

文章对比分析了气候中心的分型（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类雨带），及北京大学的旱涝型（１ａ、１ｂ、２、３、４、及５型），并指出这两种分型的优缺点．其次根据中国东部夏季（６～８月）降水量的ＲＥＯＦ分析，提出了一种新的分型．这种新的分型突出了雨带的主要位置，在一定程度上反映了全国降水异常的分布趋势．

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。

广西重大锋面暴雨天气过程的特征分析

对1970～2006年汛期（4～9月）发生在广西的重大锋面暴雨天气过程作一系统分析，得出汛期广西重大锋面暴雨过程的月际分布具有明显的“单峰型，”桂北锋面暴雨明显比桂南偏多。高空深槽型是锋面暴雨的主要类型，4～9月都有此型重大锋面暴雨的发生。

大伙房水库汛期分期研究

以大伙房水库为例,首先基于成因分析法,进行水库汛期分期研究,然后基于统计学的分析方法,采用降雨量和流量指标综合确定大伙房水库的汛期分期及其分界点,最后从洪水资源利用率的角度分析分期的合理性和可行性,并指出大伙房水库提高洪水资源利用率的研究方向。文章提出的汛期分期研究思路和方法可尽量考虑多分期指标、多分期方法的综合作用,合理可靠。所取得的研究成果可为其它水库汛期分期的研究提供借鉴。

华南前汛期广东暴雨分区动力特征及特大暴雨分析

利用2009—2013年中国华南地区72个气象观测站逐日降水资料,采用REOF方法和合成分析等方法,分析华南前汛期(4—6月)暴雨时空特征。结果表明:暴雨降水量占总降水量的34.6%,年平均暴雨日数为170 d以上。REOF方法分析获得华南前汛期5个暴雨模态区,其中广东两个模态区中心荷载强于其余3个区,降雨更多,雨强更大。合成分析显示,广东北部暴雨区受西风带系统影响为主,暴雨中尺度系统为气旋及变形场锋生。沿海暴雨区受副热带系统控制为主,中尺度系统主要为低空急流、输送气旋式切变和旋转涡度及低空速度辐合,并提供来自海上的充沛水汽,造成沿海区暴雨远强于北部区。近5 a前汛期广东24 h累积降水量大于200 mm的大暴雨有14次,均发生在沿海暴雨模态区。两个模态区暴雨机制分别为西风带中尺度低值系统变形场锋生降水和副热带系统暖区登陆地形作用降水。海温SST方面,沿海暴雨区环境较北部暴雨区具有更大平均水汽潜热量,含更充沛水汽。而感热场反映沿海暴雨区从下垫面吸收更多热能量,更有利于不稳定暴雨过程维持与加强。对2010年6月9—12日广东沿海上川岛持续性特大暴雨分析显示,东北阻塞高压强盛与副热带高压西伸北进强势配置,水汽通道和水汽通量散度辐合异常强盛,湿位涡湿正压项和湿斜压项均构成有利于垂直涡度增长环境,这些因子维持了特大暴雨过程。

广州前汛期暴雨气候特征分析

利用广州站1951～2009年的降水资料和历史天气图资料分析广州在过去59年前汛期(4～6月)暴雨气候变化特征以及暴雨产生的天气形势分类得出以下结论:1)广州前汛期暴雨累积雨量与前汛期降水变化趋势一致,呈逐年增加趋势,前汛期暴雨贡献率呈现波动变化;2)5、6月份的暴雨占前汛期累积雨量的比例呈10年左右的周期变化,未来10年广州可能再次进入5月份暴雨高发期;3)前汛期暴雨频次约占全年暴雨频次52.1%,其小波功率谱呈现4～8年的周期振荡,且在1987～2003年最为显著;4)广州前汛期暴雨偏多的年份,冷暖气团势力相当,在华南地区交汇的机会多,广州暴雨偏多,而暴雨偏少的年份,是极圈附近冷气团过于强盛而海上暖气团过于弱或者冷气团有一定的势力,但是海上暖气团过于强盛,华南地区由单一气团控制,广州暴雨偏少。

福建伏旱期旱涝环流特征及其预测探讨

本文取 196 0～ 2 0 0 0年全省 2 5个代表站 7月降水资料和北半球5 0 0hPa高度场资料、以及 5 0 0hPa面上的极涡、中纬度环流、青藏高原高度场 (即高原地区等压面高度场 )、副热带高压等 74个环流指数为素材 ;首先标定伏旱期降水的异常指数和严重旱涝年例 ,其次分析严重旱涝年例的 5 0 0hPa环流背景 ,最后揭示预测概念模型 ,得出秋冬季北半球副热带高压 ,欧亚经向环流和青藏高原高度场的变化是预测福建伏旱期降水的强信号因子。

丹江口水库汛期径流演变特征及趋势预测

根据丹江口水库运行调度的实践需求,采用Morlet小波函数对丹江口水库汛期的径流时间序列进行多时间尺度分析。研究表明:丹江口水库夏汛入库径流存在9年、23年、40年的主要周期;秋汛入库径流存在10年、24年、37年的主要周期;10月上旬的汛期末蓄水关键期入库径流存在9年、25年、41年的主要周期,并且在未来5年左右汛期末蓄水关键期的入库径流将处于偏丰期,夏汛和秋汛的入库径流将偏枯。本文研究成果可供丹江口水库防洪调度参考。

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。

辽宁汛期暴雨的大气环流特征分析

应用合成分析、距平分析和位势平均等方法,基于美国NCEP/NCAR的再分析资料和中国辽宁逐日降水资料,对辽宁汛期暴雨的大气环流、风场、温度场和湿度场特征进行对比分析。结果表明:在厄尔尼诺、拉尼娜背景下,辽宁夏季多暴雨月与少暴雨月相比,对应的500 hPa高度距平场、500 hPa风矢量与温度距平叠合场以及850 hPa水汽输送矢量场,均存在显著差异;同样是暴雨多(少)月;对应的厄尔尼诺与拉尼娜背景相比,500 hPa高度距平场、500 hPa风矢量与温度距平叠合场以及850 hPa水汽输送矢量场也有不同的表现。

广州汛期暴雨频数和强度统计及周期分析

[目的]分析广州汛期暴雨的频数和强度及周期变化。[方法]利用1951～2010年广州市逐日降水资料,采用线性回归分析、相关分析、小波分析等方法,对近60年来广州市汛期暴雨的年际与年代际变化特征进行了分析,并分析了汛期暴雨与年平均温度的关系。[结果]近60年来,广州汛期暴雨量和暴雨日分别以6.23 mm/10a和0.27 d/10a的线性趋势增长,日数(雨量)最多的年份均为2001年,为15 d(1 085.7 mm),最少年份没有暴雨(1990年);广州汛期暴雨量和日数的年际变化均在近20年明显增多;前后汛期暴雨年代和年际变化均存在差异,前汛期趋势增多,后汛期趋势有微弱减少。广州汛期暴雨日数与年平均温度的正相关关系显著,相关系数为0.22,通过α=0.02的显著性水平检验。广州市前汛期暴雨总日数主要存在4.2年左右的年际和52.9年左右的年代际周期变化,后汛期主要存在5.5年左右的年际和18.4年左右的年代际周期变化。[结论]该研究为汛期降水预报提供科学依据。

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。

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。

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。

广西汛期暴雨特征及其与南海夏季风建立期的关系

利用1960―2006年共47年广西88个气象测站逐日降雨量资料,分析了广西汛期暴雨站次、日数等降水特征及其变化趋势和可能的成因,并通过相关分析研究南海夏季风建立期与广西汛期暴雨日数、洪涝站次、受灾面积等的关系。结果表明,南海夏季风建立期与广西汛期暴雨总日数等降水特征相关显著,当南海夏季风建立偏早(晚)时,广西汛期暴雨日数偏多(少),发生洪涝的可能性增大(减少),并且这种相关关系在近22年来有增强的趋势。

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。