珠江口以西登陆热带气旋引发粤东暴雨的成因和预报着眼点分析

利用台风年鉴资料、雨量站观测资料及ERA-interim 1°×1°分析资料等,对1980—2015年在广东珠江口以西(徐闻-珠海)登陆且继续偏西(北)行但引发距离登陆点较远的粤东地区出现暴雨("西登东雨")的一类严重不对称热带气旋暴雨特征进行了分析。结果表明:在珠江口以西登陆的热带气旋中有近一半会给粤东地区带来暴雨;其登陆点位置远近与粤东暴雨发生与否没有直接联系,即登陆点越靠近(珠江口)并不一定使粤东更易出现暴雨;其登陆强度越强也不一定使粤东出现暴雨可能性越大,但使粤东出现特别弱降水(<10 mm)的热带气旋多集中在(强)热带风暴级别。进一步分析引发粤东暴雨的天气形势及要素特征表明,热带气旋东侧的低空东南急流、偏东急流和偏南急流以及边界层的辐合线(台风槽)是引发粤东出现暴雨的重要原因,西太平洋副热带高压(简称副高)西南侧和"方头"副高西侧是粤东暴雨的有利形势;相似的低层风场和中层形势场背景下,700～500 hPa的湿度条件会明显影响到粤东出现暴雨的可能性的大小。

粤东暴雨中心的降水气候统计特征和成因分析

基于广东省1967—2018年气象观测站和2003—2018年自动监测站降水数据,以及ERA-Interim每日4次的再分析资料,分析了粤东暴雨中心降水气候统计特征和形成原因。结果表明:根据年降水量≥1 800 mm且年强降水日≥8.0 d的标准,粤东暴雨中心的范围为莲花山脉附近的惠州惠东,汕尾全市和揭阳市揭西、惠来、普宁以及汕头市潮南,区域内易出现极端强降水;粤东暴雨中心降水具有明显的月和季节变化特征,汛期降水量和强降水日分别占全年的84.3%和90.0%,且前汛期略多于后汛期。月变化为单峰型分布,年变化总体趋势较为平稳;粤东暴雨中心的形成与莲花山山脉及附近地形和海陆分布息息相关,在有利的大气环流配置下,当低空暖湿急流在粤东沿海脉冲、辐合时,易在莲花山山脉附近出现强降水过程。

粤北暴雨中心的降水气候特征分析

基于广东省1967—2018年气象观测站和2003—2018年自动监测站降水数据,统计分析了粤北暴雨中心的降水气候统计特征。结果表明:(1)粤北暴雨中心范围主要集中在清远南部-广州东北部-惠州北部,最大年平均降水量(2488.6mm)和强降水日数(12.3d)均出现在龙门的南昆山,特殊地形分布特征与粤北暴雨中心形成密切相关;(2)从化和增城降水年际变化呈较明显增多趋势,其余变化趋势不明显;中心区域内降水主要集中在汛期(4—9月),而前汛期(4—6月)降水量约占汛期的60%~70%;(3)降水月变化呈单峰型分布,峰值出现在5—6月;(4)降水日变化特征与降水性质密切相关,5—6月季风影响期间降水概率显著增加,夜雨和白天降水均明显;短时强降水出现概率集中在5—6月08:00、15:00和21:00前后。

广东省ECMWF降水集合预报统计量的检验与分析

利用欧洲中期天气预报中心(ECMWF)的降水集合预报历史资料,对广东省86个地面气象站进行分级统计检验,分析集合统计量产品的预报效果。评分结果表明,降水量级越大,确定性预报与集合产品TS越低,对应最优分位数越高;对于冬季暴雨与前汛期晴雨,集合预报产品效果较好,TS分别达到0.50和0.66,对于前汛期暴雨效果则较差,TS在0.10左右。随着预报时效增加,集合预报TS逐渐减小,预报时效<72 h,前汛期集合TS下降幅度较大;预报时效>72 h,后汛期集合TS下降幅度较大。对于冬季和后汛期暴雨,集合预报相对于确定性预报有明显优势,并且预报时效越长,集合TS增幅越大。对于站点降水,在广东省东部和西南部沿海地区,确定性预报对暴雨的预报能力比较欠缺,而集合预报能显著改善这些地区的暴雨预报,部分站点的TS增幅能够达到0.20以上。

惠东高潭三次极端强降水过程成因对比分析

基于ECMWF的ERA-Interim全球大气再分析资料、MICAPS实况数据和广东省气象观测资料,对比分析了广东惠东高潭1979年、2013年和2018年的三次极端强降水过程的成因。结果表明:造成高潭极端强降水的影响系统有台风本体环流、登陆后的台风残余环流、季风低压外围环流等,其中2018年季风低压影响过程降水量最大;不同过程对流层低层强迫暖湿气流辐合抬升方式不同,分别为冷暖气流相互作用、西南季风和偏南季风地交汇、季风涌、边界层急流等;各过程中伴随的低空西南气流和偏南气流的风速大小差异明显,2013年台风残余环流影响时低空西南(偏南)风风速最大。相同点有:影响天气系统移动缓慢,并长时间维持,为极端强降水的发生发展和维持提供有利的动力条件;西南(偏南)季风、边界层急流或西南气流源源不断的水汽输送,为极端强降水的发展和维持提供了充足的水汽条件,同时低空暖湿气流的输送使得暴雨区大气层结不稳定状态长时间维持,利于持续性强降水的发展。研究结论可为今后高潭及其附近地区极端强降水的预报和决策服务提供理论支撑。

粤东暴雨中心强降水的气候特征

基于粤东暴雨中心范围内1967—2019年国家气象观测站和2003—2019年区域气象监测站降水资料,利用气候倾向率等统计方法分析了粤东暴雨中心强降水气候特征。结果表明:(1)粤东暴雨中心年平均强降水日10.43 d,国家站统计强降水日数、雨日占比和雨量占比最大都为汕尾海丰,但24 h降水量极值出现在惠东高潭1056.7 mm。(2)强降水雨日和雨量月变化均呈双峰型,强降水主要集中在汛期,且前汛期和后汛期基本相当。(3)强降水日年变化呈增加趋势但变化不显著;21世纪起强降水日年际变化幅度明显增大,最多年和最少年均出现在21世纪。

粤西北一次冬季暴雨和雨转雨夹雪天气的分析

利用常规资料、NCEP 1°×1°再分析资料和连州双偏振雷达资料,对2018年1月8日粤西北暴雨和雨转雨夹雪天气过程进行分析。结果表明:副高增强、南支槽东移和切变线南压是该次暴雨形成的主要机制,西南急流提供动力条件和水汽条件,东北气流加大了风的垂直切变。强冷空气锋面形成低层冷垫,配合850～700 hPa逆温层,上暖下冷的层结有利于雨转雨夹雪。雨夹雪时零速度线呈反S型,并有零度层亮带和"牛眼"型结构特征。双偏振雷达参量Z_(DR)、K_(DP)能够判别出强回波的降水粒子形态,但不能识别雨转雨夹雪的粒子相态的变化。协相关系数能对融化层进行识别,HCL有助于快速定位降水粒子的相态。

粤东近岸海域表层沉积物重金属污染评价及来源解析

为了解粤东近岸海域表层沉积物重金属的空间分布、污染程度、生态风险和潜在来源,对粤东近岸海域153个表层沉积物样本中重金属(Cu、Pb、Zn、Cd、Cr、Hg和As)含量的分布特征进行分析,采用地累积指数法和潜在生态危害指数法对粤东近岸海域表层沉积物重金属污染状况和潜在生态危害程度进行评价,利用相关性分析和主成分分析方法,结合重金属排放特点解析了重金属污染物的主要来源。结果表明,7种重金属含量均不同程度超过了背景值,入海河口及其附近区域是重金属的主要富集区。地累积指数的评价结果显示,各重金属污染程度为Pb>Cu>Hg>Zn>Cr>As>Cd。潜在生态危害指数评价结果表明,粤东近岸海域表层沉积物重金属整体表现为中等程度的生态风险,Hg和Cd是主要的贡献因子,需加强监测。分析表明,粤东近岸海域表层沉积物中重金属主要来自电子垃圾拆解、化石燃料燃烧、涉重金属企业排放、农业生产活动和船舶排污。