江淮地区强降水的环流特征及其预报

摘要

本文使用新建的区域性强降水过程历史个例数据集以及中国台站1981-2015年逐日降水量资料，对江淮地区强降水个例进行了分析。文中用百分位法确定了极端降水事件，对区域极端强降水进行分型并提取了相应的典型环流型，建立了极端强降水的模型库。并以极端典型环流型为基型，利用场相似法把极端强降水型扩展到强降水个例，得到了区域强降水型和相关的环流型及其演变，且定量地诊断了分型的前期不同时效环流型与强降水的对应关系，进行了预报试验。 有以下结论: (1)六次极端强降水过程中，江淮地区降水量呈现带状分布，大值中心基本位于东部沿海地区。且六次极端过程中，所对应的高低空环流场有明显的相似处，高低空相互配置的环流场有利于强降水的形成。 (2)用场相似法将极端强降水雨型扩展到区域强降水个例，建立区域强降水分型模型库，每一型强降水的降水量的空间分布均与极端雨型的空间分布类似。Ⅰ型表现为整个江淮区域降水呈带状分布，降水中心位于江淮中东部偏北位置;Ⅱ型强降水中心则位于江淮的北部偏东地区;Ⅲ型强降水中心位于江淮的中部。强降水对应的前期到当日，500 hPa高度场各型对应在亚洲的中高纬度都有显著的异常，且环流演变存在明显的不同。Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型强降水高空高纬分别受两槽一脊、大低涡、一槽一脊的控制，Ⅰ型、Ⅱ型副高缓慢西伸发展，Ⅲ型副高相对较弱。但各型的系统移动都比较缓慢，且到区域强降水发生日江淮处于两侧高脊之间的相对低值的控制，有利于区域强降水的发生。三型强降水的风场中，江淮地区有高空辐散，低空辐合，形成上升运动，该地区三型的水汽条件均较好。 (3)根据极端强降水型及场相似方法依不同时效得到的强降水发生日环流和降水与实测的环流和降水存在较高的相关，日降水大于25 mm、50mm的强降水的TS评分较高，因此可以尝试运用此方法进行强降水的预报，也可以以型降水对应的各层次环流在不同时效的演变作为基本型，通过形态相似对模式强降水预报进行订正。 (4)对基于余弦相似系数及相似量R所建立的区域强降水模型库对2016年夏季进行了降水的独立预报检验，并与T639和ECMWF两种模式直接给出的降水预报做对比分析。结果表明:预报准确率由高到低分别为:相似量R(SCR)＞余弦相似(CSC)＞EC＞T639。相似法在超前4天以上时效时，预报准确率高于模式输出预报，在临近预报日即短期预报时，几种方法的预报效果相差不大。相比25 mm以上中雨的预报，各种方法对50 mm以上暴雨的预报均很低，相似量R所得到的降水模型库在对暴雨的预报上准确率在超前4-8天时效内有明显提升。同时也对基于ECMWF预报环流场所做出的预报与基于NCEP/NCAR的再分析环流场所做预报进行了比较，两者的预报效果相差不大，对暴雨的预报订正效果较好。

目录

声明

摘要

第一章引言

1．1研究目的及意义

1．2国内外研究进展

1．2．1极端强降水的特征研究

1．2．2极端强降水的环流背景研究

1．2．3中期天气预报的发展和研究

1．2．4极端强降水的预测预报研究

1．3论文主要内容

1．3．1文章关注的重点问题

1．3．2章节安排

第二章资料和方法

2．1资料

2．2方法

2．2．1经验正交函数分解(EOF)

2．2．2百分位法定义极端降水阈值

2．2．3相似系数

2．2．4相关系数和相关性检验

2．3．5合成分析及其信度检验

2．3．6TS检验

第三章江淮地区极端强降水过程分析

3．1江淮地区强降水个例降水量特征

3．2江淮地区强降水个例的极端性

3．3极端强降水过程的环流场特征分析

3．4极端强降水事件的分类

3．4．1三类极端强降水事件的降水量

3．4．2三类极端强降水事件的环流场

3．5本章小结

第四章江淮地区强降水的环流分型及其演变

4．1区域强降水的分型及其环流演变

4．1．1三型强降水的分型

4．1．2三型强降水的环流场演变分析

4．2相似环流与强降水对应环流和降水关系的定量分析

4．3本章小结

第五章强降水的预报

5．1区域强降水的统计预报

5．2模式强降水的订正预报

5．3本章小结

第六章结果与讨论

6．1全文主要结论

6．2讨论及展望

致谢

参考文献

作者简介