尤溪县区域自动站暴雨天气系统统计特征及其应用

利用尤溪县气象站及各乡镇2009—2016年区域自动站最新降水量资料,对128个暴雨及以上降水过程按影响天气系统进行分类,采用统计县站及各区域站间年雨量、暴雨及大暴雨天气过程两两之间的相关系数,分析各地降水量的关联性以及暴雨天气系统分布规律。结果表明,①尤溪县各区域站之间暴雨降雨量存在显著相关,但各区域站大暴雨降雨量的相关性较差。②暴雨天气系统分类中,Ⅰ类:低层切变(伴高空槽、冷空气)出现次数最多,占总数的68%;Ⅱ类:台风(含热带风暴或其环流)占总数的16%;Ⅲ类:副高边缘(含副高控制)、Ⅳ类:偏南风辐合(含东风波)合计占总数的16%。前两类各区域站之间暴雨降水量存在显著相关,通过信度0.01检验的占比达91%和76%;Ⅳ类关联性较差,而Ⅲ类基本没有关联,因此后两类暴雨尤其是大暴雨降水预报中应以报部分乡镇或局部性为宜。③根据各区域站之间强降水雨量两两相关系数,确定了尤溪中部区域、尤溪东南部戴云山脉区域、尤溪西北部玳瑁山脉区域等强降水一致区,作为短临天气预警预报的依据之一。     

武夷山北段地形对闽北不同时间尺度降水的影响分析

选择武夷山北段(杉岭)为研究区,根据北溪河谷和南坡各5个区域自动站2014年降水观测资料,分析北溪河谷和南坡年、春季、夏季的降水特征,结合当年雨季和台风季的两次降水过程,以及相应的风廓线资料,探讨地形对不同时间尺度降水的影响。结果表明:(1)年降水量的垂直变化和地理位置有关。北溪河谷年降水量垂直梯度不明显,或与其地形尺度和所选站点海拔相对高度差较小有关。南坡年降水量垂直梯度显著,达到了44.3mm/100m,或许和其地形阻挡和抬升作用,以及最高峰黄岗山列入南坡有关。(2)地形也影响了降水的季节分布。早春季,北溪河谷随海拔升高降水有增加趋势;南坡在早春季和夏季则都较为显著的降水垂直梯度变化,两个季节的降水垂直梯度分别为15.7mm/100m和20.5mm/100m。(3)地形对不同天气系统造成的降水影响不同。雨季冷锋和台风季台风两种天气系统经过武夷山,北溪河谷降水垂直梯度变化都不显著。南坡在冷锋过境,降水随海拔升高有减少趋势;台风过境时,因所选台风个例是在研究区域北面过境,南坡会对其低层暖湿西南急流起到阻挡和强迫抬升作用,形成显著的降水地形增幅效应。(4)地形引发的热力效应对昼夜降水具有重要影响,早春季夜雨较多,其中北溪河谷夜雨占62%,南坡占67%;夏季昼雨较多,其中北溪河谷昼雨占70%,南坡占56%;另年昼夜降水量垂直递度昼雨大于夜雨。     

“鲇鱼”台风闽东阶段性暴雨物理量特征与地形模拟试验

采用NCEP全球再分析资料、区域自动站资料、雷达回波等,对2016年第17号台风"鲇鱼"登陆福建时造成闽东地区历史罕见洪涝灾害的大暴雨成因进行初步分析,研究不同阶段的暴雨物理量特征,并利用WRF数值模式对闽东地形和台湾岛地形进行敏感性试验,分析不同阶段地形对暴雨增幅作用的敏感性程度。结果发现,此次台风暴雨过程存在两个明显的阶段性特征,第一阶段台风系统深厚,为整层正涡度,较强的低层辐合和高层辐散的垂直配置使上升运动发展和维持,动力条件好;第二阶段深厚的台风系统开始减弱,高层辐散和低层辐合强度明显减弱;涡度场上为低层正涡度、高层负涡度,且结构倾斜,表明有冷空气入侵。高低空急流的耦合作用有利于上升运动;偏东风和偏南风低空急流是主要的水汽通道和能量通道,第一阶段宁德地区受台风北侧宽广的偏东风-东南风急流辐合影响,各层高能区达到强盛期,暴雨区域广、强度强;第二阶段偏东风急流和偏南风急流在宁德北部汇合,假相当位温的中心值有所减弱,高能区分散,使得宁德北部地区暴雨表现为较明显的局地性特征;闽东地形对降水的增幅作用显著。     

1960-2013年福州地区气候变化和突变分析

利用1960—2013年福州地区8个国家气象观测站的气温和降水资料,采用趋势系数法对福州地区近53年来的气候变化特征进行定量分析,采用Mann-Kendall法对气温和降水序列进行突变分析,同时利用Yamamoto法和滑动t检验法对突变点的真伪做了验证。结果表明,福州地区8站平均气温、最高和最低气温的季节年际变化均呈上升趋势,其中平均气温(除闽侯外)和最低气温都是冬季增暖幅度最大,夏季次之;最高气温春季增暖幅度最大,夏季次之。各站气温的突变点先后出现在20世纪90年代。8站降水量的年和季节变化趋势不明显,除闽清和永泰的年降水量呈下降趋势外,其他6站的年降水量均呈上升趋势。福州、长乐、福清的四季降水量均呈上升趋势,其余5站的降水量随季节有增加也有减少。但是冬季各站降水量均呈上升趋势。除福清站的年降水量在1996年存在突变外,其余7站均未发生突变。这些结果对进一步研究和预测福州地区气候有重要意义,同时也为决策者提供决策依据。     

闽南核电厂区短历时设计暴雨估算

通过对暴雨一致区的分析,选择合理的代表气象站和水文站,根据代表水文站1953年~2007年不同历时最大降水资料,采用皮尔逊-Ⅲ型法计算不同重现期短历时降水量极值,最后通过雨强-频率-历时关系曲线求算暴雨衰减系数,得到闽南核电厂厂址区域短历时暴雨设计值,具有一定的代表性和实用性,成果稳定合理,可为工程设计提供科学的参考依据。     

台风“卢碧”引发的福州极端降水成因初探

采用福州市地面自动站资料、ERA5再分析资料(0.25°×0.25°)以及X波段双偏振相控阵天气雷达等新型观测资料，分析了台风“卢碧”(2109)造成福州极端降水的成因，并介绍了X波段双偏振相控阵天气雷达资料在台风降水预报中的应用。研究结果表明，强降水云带的持续影响、源源不断的水汽供应、强的高低层抽吸作用以及舒适的海温等有利因素是台风“卢碧”引发福州沿海局地极端降水的主要原因，而福州独特的地形对本次极端降水也有增幅作用。此外，研究表明，X波段双偏振相控阵天气雷达在台风等灾害性天气过程中对极端降水估测有较好的反应。     

德化县雨季降水基本特征分析

利用德化县国家气象观测站1961-2019年5～6月逐日降水资料和乡镇区域自动站2010-2019年5～6月逐月降水资料,对德化县历年雨季降水年变化、距平百分率、降水集中期等变化特征进行分析。结果表明,①德化县历年雨季总降水量总体呈现负倾向;②近10年来德化全县总降水量呈现增加趋势;③5月底至6月上旬初是最容易出现降水集中期的时间段;④德化县中南部乡镇的降水量整体多于西北部乡镇。     

区域性气候特征模型的建立——以福州滨海新城为例

统计长乐区滨海新城相关区域站2010—2019年气象要素数据,以1961—2019年长乐国家站资料进行拟合,并采用等均值法检验,结果表明,在气温、雨量、风要素上,文武砂站与长乐国家站、周围测站变化趋势基本一致;文武砂站点近十年气象要素数据具有较好的代表性。滨海新城的海洋性气候特征更明显,最高气温月平均偏低;春雨季雨量占比高,夏季台风降水量级偏弱;大风日数显著偏多,秋冬季沿海与内陆差异明显。滨海新城气候特征为7月最热,1月最冷,2012年起,年平均气温呈缓慢上升趋势,2017年达到峰值;雨量上,春夏多、秋冬少,年际变化较大;大风日数为秋冬季多春夏少,年和四季的主导风向为NW～NE。     

闽东地质灾害气象预警等级预报研究

降水是引发地质灾害最关键的因素。该文在分析降水与地质灾害产生存在关联性的基础上,提出前期实况雨量、预测雨量与闽东地区地质灾害之间的关系,设立地质灾害气象预报公式,筛选出连续阴雨、短时间强降水和台风期暴雨为主导可变诱发因子,以此为依据建立闽东地质灾害预警系统。     

福建台风极端强降水的时空分布及环流特征

利用福建省1979—2018年国家气象站和2007—2018年区域自动站1h降水观测资料,采用国际上在气候极值变化研究中通用的取某个百分位值作为阈值的方法,确定不同时间分辨率下福建台风极端强降水阈值标准。以6h为例,分析了台风极端强降水的时空分布及环流形势特征,结果如下:①随着2007年以后区域自动站的增多,降水的极值更容易被观测到,极端强降水的阈值也明显提高;②无论是出现极端强降水的台风个数还是台风极端强降水的出现次数,都有随时间增多的趋势,台风极端强降水主要出现在沿海各地市和内陆的局部县市;③极端强降水强度并不随台风强度减弱而减弱,热带风暴、热带低压影响下出现的极端强降水常比强热带风暴和台风强。极端强降水出现前台风中心主要位于福建沿海地市及台湾海峡,其次是江西境内及闽赣交界处、广东东部沿海及南海北部;④极端强降水的产生与台风环流低层不同来向气流之间的辐合、海上气流的水汽输送以及福建沿海地形的抬升作用有关,台湾岛地形对台风外围气流的分流作用也为福建极端强降水的产生提供有利条件。     

两个相似台风强降水空间分布差异成因

1307号台风"苏力"和1513号台风"苏迪罗"路径相似,登陆位置相近,登陆之前均达到了超强台风级别,造成的强降水落区却大有不同。该文从高低空环流配置、水汽、垂直运动和冷暖平流等方面对二者降水落区成因进行分析,得到以下结论:南亚高压和低空西南急流的垂直配置造成"苏力"南侧强降水,而副热带西风急流入口区和低空东南风急流的垂直配置造成"苏迪罗"北侧强降水;副热带高压的相对位置可能对台风东北侧的垂直运动有重要影响。台风"苏力"的水汽来源于南海,台风"苏迪罗"的水汽来源于孟加拉湾;"苏力"北侧偏南风急流形成辐散区,南侧东北气流和南风气流形成辐合区,而"苏迪罗"北侧为强盛的东南气流,形成强辐合区,南侧辐合偏弱,整层水汽辐合的象限不同是造成强降水落区南北差异的必要条件。两个台风垂直运动的非对称性分布是形成台风单侧强降水的重要条件。台风登陆前后中低层上冷下暖的垂直分布造成大气层结的不稳定,进而触发对流,对强降水落区有重要的指示意义,"苏迪罗"登陆过程中冷空气南下,形成了北侧强降水增幅。     

人工增雨对福州空气质量的影响分析

利用福州2008~2012年降水等气象资料和空气污染指数资料,分析福州24h降水量对空气污染指数的影响以及实施人工增雨作业对城市空气质量的改善情况;确定人工增雨改善空气质量潜力日、适合人工增雨改善福州市空气质量作业的天气系统类型;提出在外来大气污染物通道沿线增设人工增雨作业点,强增对外来污染物的防护雨带。     

新余市50年降水变化规律初探

通过对新余市观测站1959～2008年50年降水量资料研究分析发现:新余市年平均降水量为1590.2mm,雨量充沛。年降水量经过了三个多雨期和三个少雨期,它们交替出现,且有减少的趋势。春夏两季降水量占全年总降水量的72%,呈减少趋势,以春季减少较明显;秋冬两季有增加的趋势。汛期降水量占年总降水量的53%,且有减少的趋势,平均每年出现暴雨4.5次。     

ECMWF集合预报产品对福建前汛期暴雨的预报性能评估

通过对2013—2015年福建前汛期暴雨过程中ECMWF集合预报降水产品在暴雨以上级别的预报性能评估,并结合其他量级降水的预报性能,融合产品性能最好。各集合预报产品的预报性能受暴雨的范围影响,对日暴雨1～4站的预报性能都较差,日暴雨4站以上的预报性能明显提高。部分产品对日暴雨8站以上比5～8站的预报性能还有明显提高,但一部分产品随站数的增加,其预报性能不再增加甚至有所下降。进而导致在不同的年份里由于日暴雨范围组成的不同,某些产品逐年预报性能起伏较大,某些产品则变化较小。各集合预报产品在不同的时效、地理区域预报性能不同,都有其独特的价值,实际业务中要考虑地理位臵并结合适当的产品综合使用。     

永泰县暴雨灾害强度定量化评估方法研究

以永泰县为例,探讨了单站暴雨过程的综合强度评估模型和年际变化特征。采用国家气象观测站1961-2010年逐日降水量,根据给定的暴雨过程识别方法,筛选出199次暴雨过程。选取过程累积降水量、最大日降水量和暴雨过程持续天数3个评估因子,并通过相关系数法确定各因子权重,从而构建暴雨过程综合强度评估模型。采用百分位数方法分别确定各评估因子和综合强度等级的划分阈值,并将每年逐个暴雨过程综合强度进行累加得到年暴雨综合强度,分析暴雨综合强度的年际变化特征。     

泉州市1968—2018年降水气候特征变化初探

利用1968—2018年泉州市降水资料,采用线性分析、累积距平、小波分析等方法,分析降水气候特征和变化趋势,探讨其中的周期规律。结果表明,近51年以来,除11月雨日数呈减少趋势外,其余各月雨日数均呈增加趋势;小量级降水减少,大量级降水增加;降水时间分布不均,12月份降水最少,6～7月降水则居多; 3月及9～12月的月降水量呈减少趋势,其余各月的月降水量呈增加趋势;不同时间段的降水周期有一定差异,20世纪60年代,泉州市的降水周期是2.5年,20世纪70年代,降水周期是3年左右,20世纪70年代到90年代中期,降水周期是6～8年,后期周期性则不明显。     

我国大气可降水量变化特征分析

水汽是水文循环的物质基础和能量来源,也是大气降水的必要条件。深入研究我国大气可降水量的变化特征,对于气象防灾减灾具有重要意义。该文利用我国1998-2010年72个探空站点资料,采用探空法计算得到我国月平均大气可降水量,并以此为基础,计算得到我国各站点的季节、年平均可降水量,最后再对结果进行显著性检验和分析。结果表明,我国大部分地区年平均可降水量呈递减趋势。我国可降水量总体呈由东南沿海向西北内陆递减的趋势,南方地区年平均可降水量最大,约为40mm,西北地区年平均可降水量在10mm左右,北方地区在20mm左右。在季节方面,我国大气可降水量在冬季最少,夏季最多,秋季次之。地理纬度、环流系统、海陆分布、地形因子、季节是影响我国大陆可降水量的主要因素。四川盆地地区有一高湿区,在云贵高原东部递减趋势显著,其地形因素影响显著。     

我国东部典型城市年降水量和小时降水量特征分析

为探讨我国大城市降水的特征规律,利用1980~2012年6月1日至8月31日无缺测记录的北京(54511)、上海(58362)、广州(59287)三个代表站的逐小时降水资料,运用3年滑动平均法分析典型城市降水的时间分布特征;利用Γ分布函数建立概率分布模型,分析并对比三个典型城市的拟合特征。结果表明,北京、上海、广州从北向南平均降水量逐渐增大;在时间变化特征上,北京降水量呈现10年左右的波动,上海降水量无明显波动特征,广州市降水量呈现7年左右的波动。Γ函数拟合的概率分布,在一定程度上克服了样本频率代替概率不可避免的随机振荡对估计降水量概率分布的影响,用Γ分布函数概率密度推算得到的降水概率比较符合实际;Γ分布对较小量级小时降水的模拟能力比较弱,对大于5mm的小时降水模拟能力较强;三个典型城市小时降水阈值为20mm所对应的累积概率均在95%左右,因此北京、上海、广州这三个典型城市有一定概率发生较强量级的降水。     

福建省短历时强降水气候变化特征分析

选取1980-2014年福建省53个气象站逐日逐分钟降水资料,利用滑动计算法构建不同历时降水极值序列,采用M-K突变检验方法,分析了福建省不同短历时强降水时空变化特征。结果表明,①福建省各短历时除5min～15min历时,其余各历时强降水均呈略上升趋势;各历时强降水变化具有明显的阶段特点,均呈上升—降低—快速上升的态势(5min～15min除外);突变分析表明,20min～180min各历时强降水在20世纪90年代中末期发生突变性增加。表明近30多年来福建省各短历时暴雨进入相对增强的阶段。②福建省各短历时强降水空间分布受地形影响较大,随着历时增加,强降水从内陆地区逐步向沿海地区转移,其中5min～20min历时强降水主要分布在玳瑁山、博平岭山脉和戴云山脉附近的内陆区域和中部沿海区域; 45min历时强降水在内陆地区范围减少,沿海范围逐步扩大; 60min～180min历时强降水主要分布在整个沿海区域。     

不同路径台风影响下莆田内陆大风的特征分析

利用2008-2016年莆田气象自动站大风资料,对影响莆田市的台风大风统计分析,结果表明,①影响台风具有明显的年月变化特征,近年来影响台风数量较常年偏多,影响月份主要集中在7～9月;②对影响台风源地划分,Ⅰ区和Ⅱ区为台风主要生成源地;③对影响台风路径归类,划分为6类路径,分析了不同路径下台风影响特征;④莆田内陆大风强度与影响台风登陆位置密切相关,当处于a类路径时,内陆大风影响最显著。