中国西南地区冬季异常强降水过程分析研究

采用2009—2019年中国西南地区36个气象观测站逐日降水资料,同时采用2009—2019年冬季NCEP全球逐日的2.5°×2.5°再分析资料对我国西南地区自2009年以来近10a冬季强降水过程环流形势和水汽输送进行分析。结果表明:西南地区冬季的水汽主要来自两个地区,一个是孟加拉湾地区,为主要源区;另一个水汽来源是南海西侧地区。2011年的冬季和2012年的冬季,两区域水汽充沛,它们共同作用,造成冬季强降水多发。与其相反2010年冬季西南地区的干旱特征是这两个水汽源区的水汽含量偏低,同时,相应时期的风场强度也较往年平均值低,使得近10年以来,我国西南地区冬季的水汽输送强度在时序上是先低后高,并成为该地区冬季由旱转降水偏多的重要原因。2011年冬季的异常强降水分析显示水汽通量的强度和冷空气的强弱对西南地区冬季强降水过程十分重要。

1960～2012年中国东南沿海地区降水变化特征及重涝灾害趋势判断

基于东南沿海地区46个气象站点逐年实测降水数据,采用线性回归、Mann-Kendall检验法、Z指数法等气候诊断方法分析了1960~2012年东南沿海降水量时空变化特征,利用可公度、蝴蝶结构图和可公度结构系等灾害时间对称性方法,对重涝灾害未来趋势进行判断。结果表明：1）1960~2012年东南沿海地区降水整体呈增加趋势,增加速率为1.91mm/a;2）在空间变化上,降水量高值区域,降水呈现下降趋势,而降水量低值区域,降水则呈现上升趋势;降水呈下降趋势的区域集中在降水高值区,由南向北降水呈下降趋势站点逐渐减少,区域洪涝灾害风险逐渐增大;3）东南沿海旱涝变化具有明显的年际变化趋势,主要表现为20世纪60~70年代整体偏旱,80~90年代涝灾逐年增多,2000年后旱涝灾害频发,形成＂重旱-重涝并重＂的格局;4）东南沿海地区重涝时间序列具有明显的时间对称结构,经可公度、蝴蝶结构图和可公度结构系三种方法综合判断,2016年重涝信号较强,有可能发生较严重的涝灾,需要相关部门予以重视,完善区域自然灾害防御应急体系。

夏季不同源地水汽对我国西北区降水影响的数值模拟(Ⅰ)：模拟试验方案及对照试验结果

为客观地检验夏季不同源区水汽对我国西北区降水影响的相对重要性,在本文中我们划分了东南沿海、孟加拉湾、青藏高原及西风带等水汽源区,选择了西北区全区性湿月1979年7月,利用NCAR MM5中尺度模式和NCEP再分析值资料作初、侧边界条件,对该月分别执行了检验模式性能的对照试验及检验减、增各源区水汽影响的敏感性试验等共13个试验。文章上篇的主要结果如下:(1)两对照试验为传统的仅月初给定初始场,连续积分全月的连续积分试验(CONA)及每5天更新初始场,分6段接力式完成全月积分的分段积分试验(CONB)。(2)两对照试验虽都较好地再现了该月亚洲中、高纬度较平直的月平均西风环流,但CONB试验更好地再现了该月淮河—川西半环状多雨带及江南、华南、以及西北区少雨的降水分布格局,还令人鼓舞地捕捉了该月西北区东南部的各次降水过程,即MM5模式对该月形势和降水的模拟性能较好,因而其下篇分别减、增不同源区水汽影响的敏感性试验结果也是可信的。(3)对某天气气候事件的事后较长时间的模拟,采用分段积分模拟方案,可部分提高模式的模拟效果。

1960-2013年中国东南沿海地区年内降水集中度和集中期的时空变化特征

[目的]揭示中国东南沿海地区降水集中度（PCD）和集中期（PCP）时空变化特征,为科学应对旱涝灾害和水资源利用等提供依据。[方法]基于东南沿海地区46个气象台站的逐日降水量资料,采用Morlet小波分析、EOF等气候分析方法对1960—2013年东南沿海降水集中度和集中期时空变化特征进行分析。[结果]在时间变化上,PCD波动幅度介于0.10~0.25,存在13~16a,19~23a和33~35a的周期变化;PCP波动幅度介于139.5~208.2,存在13~16a和25~30a的周期变化。在空间变化上,PCD具有明显的地域分异特征,PCP空间差异性大。[结论]1960—2013年中国东南沿海地区降水集中度在增强,且沿海地区值大于内陆地区;降水集中期稳定波动,空间上变化具有一致性。

中国东南沿海冬季渐近线型锋生辐合线及其强降水的发展机制

基于中国东南沿海冬季强降水的统计分析,采用EOF、REOF、North检验等方法对2011-2016年冬季(12、1、2月)欧洲中期天气预报中心降水资料进行分类,选取位于内陆的第1、第4 REOF模态,对该两模态的降水样本进行合成分析,合成的降水中心与东南沿海福建的多年统计暴雨中心吻合。与强降水相配合,1000 hPa上有自北向南的渐近线型辐合气流,并伴有锋区,从而形成天气尺度渐近线型锋生辐合线,强降水位于辐合轴线左侧气旋式风切变处。这是一类以前未曾受到关注和讨论的东南沿海地区冬季暴雨系统。利用客观判定方法和建立系统坐标系,以确认并诊断该系统的结构。在冷干少雨、低层盛行偏北风的冬季,此类系统兼有锋区热力抬升与辐合气流动力抬升,在雨区形成旺盛的上升运动;同时,通过辐合线正交风分量将邻近的海面水汽汇集到降水区,与中高层副高边缘偏南气流相向而行,构成较为深厚的交汇式水汽输送层;通过非绝热加热,形成深厚的热力对流不稳定,并通过干区向湿气团下楔入,形成下干上湿的湿动力不稳定,以及假相当位温随高度增加而递减,形成上暖湿、下冷干的对流不稳定层。因此,该系统对冬季强降水的发生发展及落区具有重要影响。通过WRF模式的模拟结果探讨环境热力机制的影响,结果显示,凝结潜热加热可影响辐合线的辐合位置和强度、锋生区的位置及强度,进而影响系统的活跃程度。中层潜热加热抑制平流感热冷却进入暖气团,维持降雨区的热力不稳定和降水强度。渐近线型锋生辐合线有利于东南沿海冬季大范围降水出现暴雨,其中凝结潜热释放具有重要贡献。

中国东南沿海大雨、暴雨时空变化特征

基于东南沿海93个气象站点1960—2014年逐日降水资料,运用Morlet小波分析、IDW(Inverse Distance Weighted)空间插值等方法,分析近55年来东南沿海地区强降水时空变化特征。研究表明:1)近55年来东南沿海年降水量整体呈缓慢增加趋势,其中夏春两季降水量最多,且大雨、暴雨为该地区主要降水类型,而年降水日数呈现明显的下降趋势。2)大雨降水量、暴雨降水量与大雨日数、暴雨日数在时间变化上具有明显的一致性,即降水量随降水日数的增多而增多。3)大雨降水量与大雨强度,暴雨降水量与暴雨强度在空间变化上都呈现出自南向北递减的变化规律。大雨降水量与大雨日数,暴雨降水量与暴雨日数在空间分布上大体一致,其中海南省、广西壮族自治区、广东省南部沿海地区大雨降水量、暴雨降水量较多,且大雨强度、暴雨强度较大。4)大雨降水量在空间变化上以正值变化为主,且以福建省与浙江省交界处自南向北递减,而暴雨强度变化率与暴雨降水量变化率在空间分布上具有明显的一致性。