The Analysis on the Temporal and Spatial Variation of Strong Precipitation Caused Flood and Agricultural Disaster Loss in Huaihe River Basin of Anhui Province during Meiyu Period of 2007

[Objective] The research aimed to analyze temporal and spatial variation of strong precipitation caused flood and agricultural disaster loss in Huaihe River basin of Anhui Province during Meiyu period of 2007.[Method] On the basis of rainfalls of each station in Huaihe River basin of Anhui,rainfall data during Meiyu period of 2007 and flood disaster data in the same period,the temporal and spatial distribution characteristics of strong precipitation caused flood during Meiyu period of 2007 and its harm on agriculture were analyzed.The variation rule,distribution characteristics of strong precipitation during Meiyu period in Huaihe River basin of Anhui and its relationship with agricultural disaster loss were discussed.[Result] During Meiyu period of 2007 in Huaihe River basin of Anhui,the rainstorm was more,and the rainfall was large.The precipitation variation showed 'three-peak' trend.Rainfall in Huaihe River basin during Meiyu period of 2007 was greatly more than that homochronously in Yangtze River basin.The rain area over 400.0 mm during Meiyu period mainly located in Huaihe River basin,and the rain area over 600.0 mm mainly located from area along Huaihe River to central Huaibei.The rainfall during Meiyu period gradually decreased toward south and north by the north bank of Huaihe River as the symmetry axis.The rainfall in area along Huaihe River showed wavy distribution in east-west direction.The flood disaster loss index and disaster area of crops in Huaihe River basin of Anhui both increased as rainfall in Meiyu period.[Conclusion] The research provided theoretical basis for flood prevention,disaster reduction and agricultural flood-avoiding development in Huaihe River basin.

Climate Change Characteristics and Return Periods of Heavy Precipitation in the Northeast Side of Qinghai-Tibet Plateau

[ Objective] The study aimed to discuss analyze climate change characteristics and return periods of heavy precipitation in the northeast side of Qinghai-Tibet Plateau. [ Method] Based on the data of daily precipitation from 1943 to 2008 in 6 representative meteorological stations in Linxia located in the northeast side of Qinghai-Tibet Plateau, the climate change characteristics of heavy precipitation were analyzed, and the return periods of heavy precipitation were calculated by Pearson-Ill probability distribution method. [ Result] Days of heavy precipitation in Linxia region in- creased conspicuously since the 1990s. The return periods of heavy precipitation in the six stations on August 20, 2008 were consistent with the re- sults of artificial estimation. [ Conclusion] The research could provide scientific references for the reasonable utilization of climate resources, disas- ter prevention and rational arranqement of anricultural plantina svstems in Linxia reaion.

Climatic trends of different intensity heavy precipitation events concentration in China

Based on 740 stations of daily precipitation datasets in China, the precipitationconcentration degree （PCD） and precipitation-concentration period （PCP） of different intensity durative precipitation events were calculated to analyze their statistical characteristics, mainly including spatial and temporal distributions, variations and climatic trends of the two parameters of the durative heavy precipitation events in China. It is proved that these two parameters of heavy rainfall can display the temporal inhomogeneity in the precipitation field. And it is also found that there is a good positive relationship between the precipitation-concentration degree and annual rainfall amount in the Eastern and Central China. This method can be anolied in flood assessment and climate change fields.

Convection Initiation of a Heavy Rainfall Event in the Coastal Metropolitan Region of Shanghai on the South Side of the Meiyu Front

Accurate prediction of the convection initiation(CI)in urban areas is still a challenge.A heavy rainfall event,missed by the 9-km regional operational modeling system,occurred in the coastal urban area of the Shanghai metropolitan region(SMR)in the late morning on 28 July 2020 on the warm side to the south of the Meiyu front.In this study,observational analyses and convection-permitting simulations with a resolution of 3 km were conducted to investigate the CI mechanism of this rainfall event.The results showed that the CI was due to the interaction of urban heat island(UHI),northwesterly outflows from the Meiyu front precipitation system(MFPS),and northeasterly sea winds.First,the UHI created a lifting condition producing adiabatic cooling and the vertical moisture transport in the urban region.Then,the mesolow generated by the UHI induced and enhanced local low-level convergence near the CI region and accelerated the northwesterly outflows and the northeasterly sea winds as they converged to the UHI.The convection was triggered as a result of the strengthened low-level convergence when the enhanced northwesterly outflows and northeasterly sea winds approached the updraft zone caused by the UHI center.Sensitivity experiments with either the urban area of the SMR removed or the MFPS suppressed further revealed that the enhancement of the low-level convergence was mainly contributed by the UHI.The outflows and sea winds transported cold and moist air to the CI region and partly offset the negative contribution of the urban drying effect to the low-level relative humidity to facilitate the development of the deep moist absolute unstable layer during the CI.In addition,the MFPS also contributed to the enhancement of the northeasterly sea winds by influencing the land–sea pressure contrast on the north of the SMR.

2012~2021年宜昌市强降水时空分布特征

为深入认识宜昌市强降水时空分布特征,基于2012~2021年宜昌市358站逐小时降水资料,采用数理统计方法分析该地区1,3,24 h这3类强降水时空分布和降水极值空间分布特征。结果表明:①宜昌市7个暴雨中心出现在平原向丘陵、山区过渡的迎风坡地带和沿江/河一带,24 h长时累计暴雨南多北少,集中在长江以南,而长江以北地区3 h短时暴雨特征明显。②20 mm/h和30 mm/h以上小时强降水频次分别为3.8次/a和1.3次/a,3 h短时暴雨、24 h长时累计暴雨频次分别为1.0次/a和4.9次/a。小时强降水和3 h短时暴雨以2016、2018年和2020年最多,24 h长时累计暴雨以2020年和2016年发生最为频繁。③3类强降水频次月变化呈单峰型,主汛期6~8月为强降水高发期;小时强降水频次日变化呈双峰型,高频次小时强降水集中在13:00至凌晨04:00,峰值时段为17:00~19:00和23:00~24:00。④宜昌市3类降水极值空间分布差异较大,1 h降水量极值和3 h降水量极值中东部高于西部,24 h降水量极值中南部高于北部,其高值区主要出现在夷陵区小溪塔街道和乐天溪镇、远安县旧县镇、当阳市河溶镇、宜都市高坝洲镇和聂家河镇、五峰县湾潭镇等地;宜昌市1,3,24 h最大降水量分别为158.8,211.9,363.6 mm。研究成果可为宜昌市强降水预报预警提供参考。

10—20d和30—60d低频振荡对华南前汛期持续性暴雨的影响差异及机制研究

利用中国气象局发布的《区域性重要过程检测和评价业务规定》中对省级区域性暴雨过程的统计数据,NOAA气候预测中心降水、向外长波辐射(OLR)资料以及ERA-Interim再分析资料,探讨了10—20 d和30—60 d两类低频振荡对华南前汛期持续性暴雨的相对重要性,并基于尺度分离的水汽方程和垂直速度方程诊断了相关物理机制。结果表明,10—20 d准双周振荡对暴雨强度的影响较为显著,而30—60 d季节内振荡与暴雨持续时间相关较高,表明持续性暴雨事件与低频降水的发生和演变关系密切。通过对低频降水的热力和动力过程诊断,发现10—20 d低频降水的水汽来源主要为水汽平流过程,而导致水汽平流正距平的主要原因是10—20 d风场和背景水汽场的相互作用;而对于30—60 d低频降水而言,水汽平流和水汽辐合均为扰动水汽的累积做正贡献,但其中水汽平流更加重要,其主要来源于平均风场和30—60 d水汽场的相互作用。有利于两类低频降水发生的动力条件,即垂直上升运动,其主要源于平均风场和扰动涡度场相互作用引发的垂直涡度平流梯度。以上结果显示,提高模式中低频振荡与季节平均状态尺度相互作用的刻画能力,是改进预报持续性暴雨的关键。

不同物理过程参数化方案对江淮梅雨降水预报的影响分析

为研究不同物理过程参数化方案对江淮梅雨降水预报的影响,基于WRFv4.4.2,利用GFS预报数据、第六版MODIS土地覆盖类型产品和ERA5-Land观测数据集,使用均方根误差、相关系数、公平技巧评分和偏差评分等方法,模拟评估Ferrier、WSM6和Thompson这3种云微物理过程参数化方案,以及KF、BMJ和Tiedtke这3种积云对流参数化方案共9种组合,对2020年7月14日00:00—17日00:00江淮流域梅雨期一次降水过程的预报效果进行分析。结果表明,(1)积云对流参数化方案对江淮梅雨降水预报有更为明显的影响,使用BMJ可以获得较好的预报结果;(2)WRF模式在山地、城市等区域表现不佳,在平原、农田等区域表现尚可,适用性存在一定不足;(3)在江淮流域北部地区(32.7°N以上)使用WSM6和BMJ的实验组合综合表现较佳,可较为准确地预报降水过程变化趋势,对小雨和中雨量级的降水落区有较高的预报技巧。为今后江淮梅雨期降水预报提供参考。

2020年江苏省梅雨异常及暴雨日气候特征分析

利用ERA5再分析资料和江苏省自动站降水数据等,结合江苏地区入、出梅标准,分析了2020年江苏省梅雨的时空分布异常特征,从梅雨特征量和大尺度环流因子等特征,揭示了梅雨异常的关键因子,并对暴雨日的大尺度环流特征进行合成分析,得到影响梅汛期暴雨的关键环流因子。结果表明:(1)2020年江苏省梅雨时空分布显著异常,入梅早、出梅晚,梅期达51 d,比常年平均多出一倍;沿江以南和沿淮东部地区梅雨总量为常年平均的2.5倍;梅汛期共15个暴雨日,强降水持续时间长,区域范围大,整体雨强大。(2)梅雨特征量较好的反映了江苏省梅雨的入出梅时间,当特征量显著增强北抬对梅雨期的开始有较好指示意义,当特征量再次北抬,则梅雨季结束,各特征量均呈现一致的时间变化特征。特征量在梅雨期间的异常波动均与暴雨过程相对应,2020年梅雨特征量的多个异常高值中心反映了梅雨期暴雨过程频繁、降水极端性强的特征。(3)梅雨期间大尺度环流形势异常,西太平洋副热带高压呈显著正异常,强度偏强,脊点偏西,引导其西北侧的西南暖湿气流向江淮地区输送,同时北方位势高度偏低,东北冷涡强度略偏强,浅槽活动频繁,携弱冷空气南下与暖湿气流交汇,形成稳定维持的梅雨锋,是超强梅雨形成的主要环流因子(4)印度洋和孟加拉湾、西北太平洋是江苏省梅汛期暴雨的重要水汽源地,通过强烈的西南风,将暖湿气流向长江下游地区输送,配合上空的强烈辐合抬升运动,导致该地区水汽积聚并稳定维持,有利于出现梅汛期暴雨天气。

传统梅雨区西北部梅雨期降水特征研究

本文从气候平均角度及年际时间尺度对传统梅雨区(28°~34°N,110°~123°E)的西北部(NW区)梅雨期降水及其与大气环流和海温的关系进行了研究,重点比较其与典型梅雨区梅雨期降水的异同。结果表明:(1)气候平均而言,850 hPa层次上大于40 g·m·kg^(-1)·s^(-1)的水汽输送带无法覆盖NW区,导致该地区在35~37候没有类似于江南地区、长江中下游地区和江淮地区梅汛期集中性降水的特征。(2)1979—2017年共39 a中,NW区有24 a出现了梅雨现象,有15 a为空梅,平均入梅日期为6月27日,比长江流域偏晚13 d,平均出梅日期为7月13日,与长江流域相近,梅雨期平均日降水量与长江流域相当。(3)NW区梅雨期时,雨量偏多的地区在我国黄淮地区,此时江南地区雨量偏少。东亚夏季风系统成员,如南亚高压、西太平洋副热带高压、青藏高原南部梅雨锚槽、低层西北太平洋反气旋等都比长江流域梅雨时偏北。(4)与典型梅雨区不同,NW区的入梅时间与赤道印度洋、赤道中东太平洋等关键区海温没有显著关联。

地理经纬双向过渡带和复杂地形下气候的过渡性和特异性--以宜昌市为例

宜昌处在我国地形第二、第三级阶梯的过渡地带,又位于我国南北过渡带秦巴山地南麓的中低纬度过渡带,长江中上游结合部,山地河谷平原并存,地形复杂,垂直高差大。气候资料分析和文献调研表明,宜昌天气气候因特殊地理环境具有过渡性和特异性:(1)年平均气温主要随地形高度递减,年总降水量主要随纬度升高减小。(2)年暴雨日数、连阴雨天数,在中西部随纬度升高而递减,等值线近似纬向排列;东部随地形升高而递增,等值线近似经向排列。(3)山地平原过渡带地形的阻挡滞留、辐合抬升等对极端短时强降水有明显加强作用,这种作用在秦岭与黄淮过渡带、太行山与华北平原过渡带有相似的天气气候效应。(4)宜昌位于江淮梅雨的西界、华西秋雨的东界,具有天气气候“分水岭”特征。(5)宜昌是暴雨雨团、西南涡移动的主要通道之一。

江西省极端降水分类及特征分析

利用多种观测及再分析资料对江西省极端降水过程进行统计分类和天气学分析。采用百分位法、广义极值法对比计算江西省极端降水强度阈值标准,分析江西省极端降水事件的空间分布特征,筛选出2010—2019年江西省极端降水的典型过程,并进行天气学成因分析。结果表明:1)江西省各站极端降水强度阈值空间分布差异较大,由西南向东北逐步增加,具有非常明显的地域性特征;2)江西省典型极端降水过程发生在夏季(6—8月),主要分为梅雨锋、强台风、西北气流类;3)江西省梅雨锋类极端降水占典型极端降水过程的70%,该类极端降水具有稳定的大尺度环流形势,主要表现为南亚高压北跳至25°N以北,阻塞高压异常偏强,东北冷涡发展,副热带高压与大陆高压相结合,配合天气尺度稳定的切变线以及异常的西南暖湿气流,形成持续的水汽输送及异常的垂直上升运动中心。

Analysis on the 10-yr Simulation of the Meiyu Precipitation and Its Associated Circulation with the GAMIL Model

The major features of Meiyu precipitation and associated circulation systems simulated by the grid-point atmospheric model of IAP LASG（GAMIL） with Zhang-McFarlane and Tiedtke cumulus parameterization schemes are examined in this paper.The results show that the model with both schemes can reproduce the heavy precipitation center over the Yangtze-Huai River Basin（YHRB） during the Meiyu period.The horizontal and vertical structures of the circulation systems during the Meiyu period are also well simulated, such as the intensive meridional gradients of moisture andθ_（se）（pseudo-equivalent temperature）,the strong low-level southwesterly flow in the lower troposphere over East China,the location of the westerly jet stream in the upper troposphere,the strong ascending motion in heavy precipitation zone,and compensation downward motion on the northern and southern sides of the heavy precipitation belt.However,obvious discrepancies occur in the simulated temperature field in the mid-lower troposphere,especially with the Zhang-McFarlane scheme.In addition,the simulated Meiyu period（onset and duration） is found to be associated with the temperature difference in the lower atmosphere over the land and ocean,and with the cumulus parameterization schemes.The land-sea thermal contrast（LSTC） simulated by the Zhang-McFarlane scheme increases faster than that in the reanalysis from April to July,and changes from negative to positive at the end of May.Consequently,the simulated Meiyu onset begins in May,one month earlier than the observation.On the other hand,since the LSTC simulated by the Tiedtke scheme is in agreement with the reanalysis during June and July,the simulated Meiyu period is similar to the observation.The different LSTCs simulated by the GAMIL model with the two cumulus parameterization schemes may affect the Meiyu period simulations.Therefore,it is necessary to refine the cumulus parameterization scheme in order to improve the Meiyu precipitation simulation by the GAMIL model.

丰城市强降水的特点及重现期研究

为了更好地了解丰城短时强降水的特点,文章使用常规资料,总结分析了丰城市1980—2021年逐年不同时段的强降水极值特征,并应用皮尔逊Ⅲ型函数对强降水重现期进行了研究,给出了丰城市强降水重现期查算图。研究结果为丰城市开展强降水气象服务提供了参考依据。

安徽梅雨年际变化特征研究

本文对安徽省 195 1～ 2 0 0 2年 5 2a的入梅日期、出梅日期、梅雨日数、梅雨期降水总量等数据进行了统计。反映梅雨期年际变化特征的分析结果表明 :安徽省入梅日期主要集中在 6月的第 2候和第 4候 ,出梅日期主要集中在 7月第 2候 ;入梅日期的早晚与梅雨期天气形势、梅雨日数、梅雨期总降水量有着一定的对应关系。文中揭示的有关梅雨期年际变化特征 ,对于做好入梅日期、梅雨日数、梅雨期总降水量的预报 。

中国强降水过程时空集中度气候趋势

基于日降水资料序列提出一种度量不同强度降水过程时空集中程度的指标,根据中国740个气象站逐日降水资料研究分析了我国强降水过程集中度和集中期及其相关统计特征,结果表明暴雨过程年内集中度与年降水量正相关区与中国降水空间分布有很好的一致性;在对大范围洪涝灾害研究方面,暴雨过程年内集中度和集中期在定量地表征降水量在时空场上的非均匀性时有更高分辨力;暴雨过程年内集中度比较清晰地反映出长江流域、江淮地区洪涝增加的趋势及黄河中下游、华北强降水减少的趋势。该方法可直接应用到评估水旱灾害及其气候影响等领域。

梅汛期中的暴雨和大暴雨环流特征及物理量诊断分析

2003年江苏省梅雨期暴雨频繁,大部分地区的总降水量多于历史平均。本文利用对比分析的方法,抓住典型个例,将其与梅雨期12个暴雨日的平均环流场、物理量场进行了对比分析,得到日暴雨量的增强与物理量参数的增大密切相关。

梅雨期中国东部降水的时空变化及其与大气环流、海温的关系

利用1961-2000年中国台站降水资料、NCEP／NCAR再分析资料以及扩展重建海平面温度（Extended Reconstructed Sea Surface Temperatures，ERSST）资料，采用EOF、小波变换、合成及相关方法探讨中国东部梅雨期降水的时空变化及其环流、水汽输送和海温异常特征。分析指出中国东部梅雨期（6月11日～7月10日）降水存在三种主要空间型：江南北部多雨型、长江流域多雨型和江淮平原多雨型。三种降水型都存在多时间尺度特征，由于年际和年代际振荡的周期和强度随时间的变化有不同表现，三种雨型旱涝年出现的年份有所不同。三种雨型对应的东亚夏季风环流各子系统的强度、位置、水汽输送等也存在明显差异。梅雨期三种雨型与冬季海温的研究表明：赤道东太平洋海温偏高有利于出现江南北部降水型；赤道印度洋、南海和西太平洋黑潮海温偏高有利于出现长江流域降水型；北太平洋中纬度海温偏高则有利于出现江淮平原降水型。

不同降水方案对“03.7”一次暴雨过程模拟的影响

观测和数值模拟研究已经表明,潜热释放对中国东部夏季梅雨锋系统及其锋面降水的维持和发展发挥着非常重要的作用.然而,目前对于梅雨锋降水模拟中各种降水方案的相互协调和系统评估方面的工作仍不多见,为了增进对梅雨锋暴雨模拟中降水过程的认识,作者针对2003年7月4～5日一次梅雨锋暴雨过程,构造了四组试验,利用MM5模式考察了两种分辨率（36 km、12 km）,各种隐/显式方案搭配下,对所生成的雨带、雨量和降水类型的配置进行了仔细的研究,得到了一些有意义的结论,为今后更好地使用模式、利用数值模式来认识中尺度降水过程中的气象问题打下基础.主要结论包括：模拟总降水的水平分布和强度,以及显式降水和隐式降水的划分对积云参数化方案的选择非常敏感.但对特定积云参数化方案而言,降水的模拟对36 km、12 km水平分辨率不敏感（除Betts-Miller方案外）;在中尺度网格分辨率10～50 km范围内,不同积云参数化方案对梅雨锋降水分布和降水量模拟的影响比不同显式方案带来的变化大得多.

上海市近百年来夏季降水时空分布特征及影响因素

依据前人的研究和上海1949-2005年气象资料,研究了上海地区夏季降水特征,结果显示:上海夏季降水在时间分布上具有周期性变化,在1OO多年中有3个多雨湿润期和3个少雨偏干期;在空间分布上,因城市'雨岛'效应影响,城市和郊区差异明显.太阳活动周期对降水存在周期性的影响,ENSO事件对降水多寡有影响.火山爆发使降水出现1～2 a的较短的周期波动.

长江三角洲地区GPS大气可降水量统计特征分析

利用近7年来(2002—2008年)长江三角洲地区地基GPS网观测的大气可降水量资料,分析了长江三角洲地区大气可降水量的气候特征,重点对梅雨期的大气可降水量特征及其与强降水的关系进行了分析。结果表明:长江三角洲地区PWV分布总体呈南高北低、西高东低的分布特征,夏半年平均PWV高于冬半年20 mm左右,且长江三角洲地区南北向水汽梯度大于东西向,说明偏南气流对该地区的水汽输送作用较明显;PWV存在显著的季节变化特征,大气可降水量最大值均出现夏季的8月份,最小值出现冬季的1月份,且春、秋季节内各月间的PWV变化幅度较大,而夏、冬季内各月间的PWV变化较稳定;其次,长江三角洲地区PWV没有显著周期性年际变化和日变化特征。此外,PWV与梅雨期强降水量之间有明显关联,当梅雨期PWV值迅速由低值上升到60 mm以上时,或在强降水之后,PWV值并没有明显回落,仍然维持在高值时,极容易产生强降水,这为长江三角洲地区强降水量预报提供了一种新的信号。