Relationships between Rainy Days,Mean Daily Intensity and Seasonal Rainfall in Normal,Flood and Drought Years over India

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STUDY ON THE RELATIONSHIP BETWEEN BRIGHTNESS TEMPERATURE FROM GMS-5 INFRARED CLOUD IMAGERY AND SURFACE RAIN RATES DURING THE RAINING SEASONS OF FUJIAN PROVINCE

The GMS-5 infrared cloud imagery for two yearly first raining seasons in 1998 and 1999 are used to study the relationship between brightness temperature and surface rain rates. The result shows that it is likely to have large probability of heavy precipitation with the decrease of brightness temperature and the gradual increase of rainfall intensity; for areas of low temperature, the brightness temperature is better determined for atmosphere above rain gauge stations with multiple points sampling than with single point one; for the yearly first raining season, the threshold brightness temperature is set at 4.6℃ for indication of heavy precipitation in the Fujian area.

2008-2012年四川强小时雨强的时空分布特征

利用2008-2012年四川157个基本测站和895个区域自动站的逐时降水资料,通过统计诊断方法分析了四川的强小时雨强发生频次、极值的时空分布特征,得到如下主要结论:(1)四川每年出现20 mm·h^(-1)以上的强小时雨强达3537.8次,平均每年的强小时雨强极值均超过了100 mm·h^(-1),并在2012年呈一个跃升的趋势。(2)四川强小时雨强落区主要集中在四川盆地及攀西南部的大部分地区,且强降水高发中心主要位于从盆地向山脉过渡的纵向陡峭地形区。雨强极值超过了30 mm·h^(-1)的落区也集中在盆地及攀西地区。频次及雨强极值的变化与海拔有密切联系,迎风坡的陡峭过渡地形削弱了频次及雨强极值随海拔的增高而减少的速率。(3)频次的月变化比强小时雨强极值的月变化更显著。7月发生强小时雨强的次数最多,其次是8月,5月最少。6-9月雨强极值均超过100 mm·h^(-1)。(4)20 mm·h^(-1)和30 mm·h^(-1)以上的强小时雨强频次日变化均呈夜间活跃的单峰型特征,而50mm·h^(-1)以上的强小时雨强突发性较强,日变化呈多峰型结构,且盆地不同区域的日变化特征及峰值活跃时间也有较大差异。

TRMM数据在中国降雨侵蚀力计算中的应用

长时间序列降雨过程资料的获取一直是降雨侵蚀力计算中的一个难题。尝试利用地面实测站点数据分别对TRMM（Tropical Rainfall Measuring Mission）卫星的3B43和3B42数据进行回归建模和订正,并采用订正后的3 h平均降雨强度代替30 min最大降雨强度,同时基于TRMM数据的EI180的降雨侵蚀力算法,计算出了全国南北纬50°范围（TRMM覆盖区）内2013年月、季和年降雨侵蚀力;最后分别计算了省域和区域尺度下的降雨侵蚀力对全国尺度下的结果进行对比验证。结果表明：（1）TRMM降水数据比地面站点观测的降水量略大,但与实测站点数据具有很好的线性回归关系,其季尺度决定系数R2均较高,由此也说明了TRMM数据可以很好地反映全国范围内降雨的季节性变化。（2）利用订正后的TRMM3B42数据计算出研究区内的年均降雨侵蚀力为536.02 MJ·mm·hm-2·h-1·a-1,其降雨侵蚀主要集中在5-8月份。（3）2013年全国降雨侵蚀变化趋势由东南向西北方向逐渐降低,且沿海省份较内陆省份降雨侵蚀较高。（4）通过对年降雨侵蚀力结果与实测站点降雨量以及订正的TRMM降水数据分析表明,降雨侵蚀力与降水之间存在着紧密的二次非线性关系。（5）通过尺度验证,其中省域尺度验证误差为8.34%,区域尺度误差仅为0.24%,由此说明了TRMM数据在不同尺度下均具有良好的适应性,同时也验证了方法在不同尺度下的有效性。该方法为有效解决土壤侵蚀中降雨强度计算资料缺乏的瓶颈,同时也为降雨侵蚀力的计算提供了一条有效的途径。

玉米季横垄坡面细沟侵蚀特征及其影响因素

通过野外人工模拟降雨试验,开展玉米不同生长期紫色土坡耕地细沟侵蚀特征研究,并分析玉米叶面积、雨强对细沟侵蚀过程的影响。结果表明:随玉米生长期推进,坡面产流时间、跌坎及细沟出现时间总体呈先增加后减少的趋势。苗期、拔节期跌坎与细沟出现的平均间隔时间分别为10′59″和15′30″,抽雄期、成熟期跌坎与细沟出现的平均间隔时间分别为20′16″和18′58″,玉米苗期坡耕地更易产生细沟侵蚀。苗期细沟形态发育完整,2.0 mm min-1雨强条件下,苗期最长细沟的长、宽、深分别为77.62、6.25和4.04 cm。随玉米生长期推进,细沟侵蚀阶段产流量表现为苗期>拔节期>成熟期>抽雄期,苗期和抽雄期细沟侵蚀阶段产流量分别占玉米季径流总量的30.97%和19.01%,玉米各生长期细沟侵蚀阶段产流率均随降雨时间的推移呈波动上升。细沟侵蚀阶段产沙量表现为苗期>拔节期>成熟期>抽雄期,苗期细沟侵蚀阶段产沙量显著高于其他生长期,玉米各生长期细沟侵蚀产沙率均随降雨时间呈波动变化。玉米季坡耕地细沟侵蚀产流量与雨强呈极显著正相关,产沙量与玉米叶面积指数呈显著负相关,产流率、产沙率与叶面积指数和雨强的回归方程均达极显著水平。

前汛期福建地区GMS-5红外云图的亮温度与地面雨强的关系研究

利用1998年和1999年前汛期GMS-5红外云图探讨亮温度与地面雨强关系。结果表明:地面雨强随着亮温度降低,降水强度逐渐加大,出现强降水的几率增多;在低温区利用多点采样法确定雨量站上空的亮温度值优于单点;前汛期福建地区强降水亮温度阈值选为-46 ℃。

广西后汛期不同等级降水变化及突变机理探讨

利用1961—2010年广西后汛期(7—9月)逐日降水资料进行降水分级统计,采用线性倾向估计、经验正交函数(EOF)等方法,对各等级降水日数及降水量进行了趋势变化和型态分布研究。结果表明,桂东小雨日数的比例高于桂西,中雨和大雨日数的比例则低于桂西,而暴雨以上日数的比例则是沿海高于内地。从各级降水对总降水的贡献来看,只占降水日数15%的大雨等级以上降水量的贡献接近60%。近50年来小雨至大雨等级降水呈现下降趋势,而暴雨以上等级降水则呈上升趋势,但这种特征具有明显的区域差异。EOF分析表明后汛期降水型态分布基本可以归结为大雨以上等级降水的分型。在此基础上,对广西后汛期各级降水在1990年代初出现由少到多的突变进行机理分析,研究表明,南半球澳大利亚高压和马斯克林高压的增强及西太平洋副高的合理配置是这次突变的重要原因,突变后来自印度洋及南海的水汽增强,西太平洋副高明显加强且位置偏南、偏西,大量的水汽在广西区域辐合上升,造成了降水的增加。通过对澳大利亚高压指数与前期海温的相关分析得知,印度洋暖位相由南向北传播及赤道太平洋与副热带南太平洋海温的反相变化将会导致后期澳大利亚高压强度的变化,这对降水预测有一定的参考意义。

预测川渝地区汛期降水量的一种物理统计模型

应用川渝地区 2 0个测站汛期 ( 6～ 8月 )降水距平百分率资料 ,分析了四川盆地汛期降水分布型及其形成的前期信号 ,提出了四川盆地汛期降水主要存在“东西振荡”、“一致分布”和“南北振荡”三类分布型。针对这三类典型的降水分布型 ,得到了川渝地区主汛期降水及其预测强信号的关系 :春季西太平洋暖池强度偏强或上年秋冬季青藏高原位势高度场偏高时 ,当年川渝地区主汛期降水表现为西多东少 ,反之 ,则表现为西少东多。即出现了“东西振荡型” ;1～ 3月西风带极锋锋区位置偏北或上年冬春季青藏高原地区 1 0 0hPa位势高度场偏低时 ,当年川渝地区主汛期降水偏多 ,反之 ,则降水偏少。即出现了“一致分布型”。上年夏季西风环流强度指数偏强时 ,当年川渝地区主汛期降水表现为南多北少 ,反之 ,则表现为南少北多。即出现了“南北振荡型”。利用这些强信号作因子场 ,在引入“方差权重”思想的基础上 ,建立了预测川渝地区主汛期降水的一种物理统计模型。通过对 1 996～ 2 0 0 1年共 6年的实际业务预报 。

叠加马尔可夫链模型在雨季强度指数预测中的应用

根据雨季降水过程中的不确定性和非精确性特点，用有序聚类法（即最优分割法）建立华北地区雨季强度指数的状态分类标准，并以1951-1994年华北地区雨季强度指数所处的状态为依据，用叠加马尔可夫链预测方法来预测1995年和1996年华北地区雨季强度指数所处的状态．结果表明，叠加马尔可夫链预测方法计算方便，结果准确，可为雨季强度指数状态预测分析提供一种新的途径．

基于定量化指标的福建前汛期降水强度特征分析

应用福建省66 站1961-2012 年逐日降水资料,基于前汛期降水定量化指标,揭示福建前汛期降水强度的多尺度特征,着重分析前汛期降水强度的低频变化特征.分析结果表明：（1） 福建省前汛期降水强度在20 世纪70 年代中期、90年代初期发生了由强到弱和由弱到强的两次明显突变,突变点为1976 年和1991 年.（2） 在前汛期降水偏弱的年代际背景下（20 世纪70 年代中期-90 年代初期）,前汛期降水强度年际波动相对较小;而在强的年代际背景下（20 世纪60 年代-70 年代中期和20 世纪90 年代初期至今）,前汛期降水强度的年际波动相对剧烈,尤其2000 年以来,福建前汛期降水极端事件明显增多,持续性强降水过程多发,且强度偏强.（3） 福建前汛期降水强度的季节内振荡明显,降水强度与低频变化的强度成正比,即前汛期降水强度偏强（弱）年份,其低频变化信号较（不）显著.（4） 前汛期降水较强的年份有75%出现显著的低频信号,且低频周期较稳定,低频周期可分为30~60 d、20~30 d 和10~20 d;25%的年份低频周期出现明显的调整.

酸雨的季节性分布特征及与雨量、雨强的关系——以佛山为例

选择佛山市为研究区域,通过4年定点观测的129次降雨数据,分析了雨水pH、雨量以及雨强之间的相关性,讨论了酸雨的季节性分布规律,结果表明:1)月平均雨水pH与月份之间呈线性关系,5~10月的雨水pH明显高于其他月份,冬春季节雨水pH平均值不仅明显小于夏秋季节,而且酸雨比例、重度酸雨比例明显高于夏秋季节。2)129次降雨量与雨水pH呈不显著负相关关系,但随酸雨程度增加,降雨量对雨水pH的影响程度增加,重度酸雨的降雨量与雨水pH之间呈显著负相关关系。3)雨强与雨水pH呈显著负相关关系,暴雨使重度酸雨出现的比例与小雨比较增加了22.89%。4)降雨间隔期增长使酸雨发生和程度呈加重的趋势。

影响江南春雨年际变化的前期海洋信号及可能机理

基于诊断,本文计算了1982~2014年江南春雨的开始时间、结束时间和总降水量,分析了江南春雨的气候特征和年际变化,探讨了前冬Nino3.4区域海温异常与江南春雨的联系及可能机理。结果表明,江南春雨的起止时间和总降水量都具有显著的年际变化,前冬赤道东太平洋海温与江南春雨总量存在显著的正相关。前冬Nino3.4指数为正时,一方面通过Walker环流在赤道120°E附近区域激发出异常下沉运动以及低层异常反气旋,增强了南海地区低层西南气流以及水汽输送,另一方面与东太平洋海温变化相联系的印度洋增暖在赤道印度洋引发低层东风和孟加拉湾北部反气旋环流异常,进一步增强了江南地区的水汽输送;高层南亚地区则存在西风异常,对应江南上空辐散和抽吸作用加强,导致上升运动进一步增强,使得江南春雨总量增加;前冬Nino3.4指数为负时则次年春雨偏少;并且前冬El Ni?o事件的强度对春雨异常也有影响,前冬El Ni?o强(弱)的年份,海温异常的信号能(不能)持续到春季,江南春雨总量通常偏多(偏少)。另外,加入了前冬南极涛动指数和印度洋海盆一致模所建立的江南春雨总量的多元线性回归方程,其回归结果比基于单独的Nino3.4指数能更好地反映江南春雨的异常,可用于季节预测。

新疆昌吉市主汛期降水的日变化特征

基于昌吉市2009—2015年逐时自动降水资料,分析了主汛期（5—8月）降水的日变化特征。结果表明,降水主要集中在夜间21：00至翌日03：00,最大值出现在00：00,最小值出现在14：00;逐时降水频次为明显的单峰型,降水易发生在21：00至翌日08：00,降水频次的高峰值出现在01：00,降水最不易产生于午后14：00—18：00;降水强度变化的波动性较大,大值区出现在21：00至翌日02：00和15：00—19：00,最高值出现在18：00,最低值出现在03：00—08：00;在≥0.1 mm、≥1 mm和≥3 mm的逐时降水频次中,夜间降水频次较白天高,≥0.1 mm的降水出现次数较多;降水主要以夜雨,且以短时间（1~4 h）的降水为主,贡献率最大的是持续7 h的降水。

近21年东北雨季变化特征

为研究我国东北雨季平均降雨量特征,将我国东北按照地理位置划为4个区域(包括黑龙江、吉林、辽宁、内蒙古东部),并利用1997—2017年我国208个测站观测数据,采用统计方法、相关性和线性趋势等方法,统计东北雨季的平均降雨量、持续天数、综合强度、开始/结束时间变化的基本特征。结果表明,1997—2017年东北雨季平均起止日期分别为6月27日和9月9日。1997—2017年东北雨季平均降雨量和天数变化均存在较大年际差异,平均降雨量1998年最多(461.7 mm),2007年最少(141.4 mm);天数2014年最长(109 d),2000年最短(58 d);且年平均降雨量为313.21 mm,年平均持续天数为84 d。东北雨季平均降雨量受到多个因素的综合影响,其中东北雨季平均降雨量和雨季持续天数呈现显著正相关,相关系数为0.815。

ENSO事件与鲁西北夏季降水的关系

应用近百年ENSO事件的研究成果和ENSO事件影响年的资料,统计分析近50年来ENSO事件与鲁西北夏季降水关系,为短期气候预测和汛期气象服务提供参考依据。

伊宁市主汛期降水日变化特征

基于伊宁市2007—2011年逐时自动降水资料,分析主汛期(5—8月)降水日变化特征。结果表明,降水主要集中在22:00至翌日09:00,最大值出现在02:00,其次为18:00至翌日19:00,最小值出现在13:00。降水频次的高值区在23:00至翌日11:00,降水最不易产生的时间为16:00。降水强度最高值出现在18:00,其次为19:00,此时间段也是累积降水量高值区,降水强度最低值13:00也是累积降水的低值区。降水强度和降水频次与降水量的相关性较高。在≥0.1 mm、≥1 mm和≥3 mm的逐时降水频次中,夜晚和早晨出现降水的次数较下午多,其中,≥0.1 mm的降水次数最多。降水主要以夜雨为主,且以3 h的短时间降水贡献率最大。总云量和低云量与降水量呈显著正相关。