广西旱涝的变化规律和预测研究

摘要

本文用1961-2006年广西88个气象观测站的各月雨量资料，北半球500百帕月平均高度场资料(576个格点)，国家气候中心提供的部分环流特征量资料，通过EOF分解、合成分析、SVD分解和相关分析等统计方法和天气学方法，对广西四个季度旱涝灾害天气的变化规律和预测作了研究。论文主要包括以下四个部分： (1)将降水距平百分率、干旱指数、湿度指标及Z指数四种方法定义的旱涝与广西实际旱涝进行对比分析，发现降水距平百分率反映出的早涝程度偏弱，湿度指标容易夸大旱涝程度，干旱指数在雨日明显偏多偏少时反映不出早涝实况，分析表明z指数比其它三种指标更适合划分广西季度旱涝程度。 (2)将广西88个站的各季降水资料转换为Z指数，对各季旱涝等级进行经验正交分解，研究其时空分布特征。结果表明：四个季度旱涝等级场的前4个特征向量都通过了显著性检验，基本能反映各季旱涝场的主要特征。各季最主要的旱涝分布类型都是全区性偏涝或偏早，第二种主要分布型春季和夏季为南北向反符号分布，秋季和冬季为东西向反符号分布。对划分的典型旱涝年进行t检验，广西88个测站有92％以上的站点达到了0.05的统计显著性，各季的t检验值均为一致的正值，表明广西季度旱涝有非常好的一致性。 (3)利用合成分析法对旱涝年份的同期500百帕高度场进行合成比较分析，并进行统计检验。结果表明①春季涝年表现为北高南低的形势，南支槽明显比早年深，西太平洋副高偏弱。②广西夏季降水的主要天气系统取决于冷空气的移动路径，当中高纬度地区环流经向度大，槽脊发展，使乌拉尔山一带的冷空气得以堆积、发展，并有利于向中低纬度移动，造成广西夏季偏涝。③秋季涝年表现为乌拉尔山上空为深厚的低槽，贝加尔湖及东部上空为高压脊，副高偏强。④冬季涝年贝加尔湖到日本岛以东为宽广的脊区，东亚大槽较弱，亚州地区中低纬度为东高西低形势，青藏高原及广西上空位势高度低，在广西一带维持较深厚的低值系统，造成广西冬季多雨。 用SVD方法分析了各季旱涝与前期500百帕高度场的关系，找出了各季前期最优相关月份，发现春季和夏季分别与前一年9月、10月相关最好，秋季和冬季分别与当年8月和5月相关最好。前年9月大西洋副高活动区域是次年春季旱涝的关键区，副高偏强，则春季偏旱，反之偏涝。前一年10月东西伯利亚海和大西洋低纬地区位势高度小，则来年广西夏季少雨，反之多雨。当年8月极涡强，广西秋季偏旱，反之偏涝。当年5月极涡强，广西冬季偏旱，反之偏涝。 (4)通过相关分析，找出了一批对各季旱涝有预报意义的500百帕高度场因子、环流特征量因子和预报模型，得出：与春季旱涝关系密切的环流因子主要分布在春季前四个月，秋冬季500hPa环流演变对广西春季旱涝趋势存在着一定的联系；与夏季旱涝关系密切的环流因子主要分布在前一年秋季和当年春季；秋季旱涝的影响因子主要集中在前一年冬季和春季的3月和4月；冬季的因子主要是春季和秋季的环流特征量。并将所选因子通过降维处理整合后与多元回归方法结合起来作为广西四季旱涝趋势的预测工具。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章引言

1.1研究目的和意义

1.2国内外研究进展

1.3广西旱涝灾害的研究进展

1.4存在的问题及本文主要研究内容

第二章广西四季单站旱涝的定义方法

2.1资料

2.2几种常用旱涝指标的方法介绍

2.2.1降水距平百分率

2.2.2干旱指数

2.2.3湿度指标

2.2.4 Z指标

2.3几种旱涝指标的比较

2.4广西季节划分和单站旱涝的定义

2.4.1季节划分

2.4.2单站旱涝的定义

2.5本章小结

第三章广西各季旱涝的气候特征分析

3.1方法

3.1.1经验正交分解(EOF)方法介绍

3.1.2经验正交分解(EOF)计算步骤

3.1.3经验正交分解显著性检验

3.1.4 t检验

3.2各季旱涝等级分布形态及年际变化分析

3.2.1春季旱涝空间分布特征及年际变化分析

3.2.2夏季旱涝空间分布特征及年际变化分析

3.2.3秋季旱涝空间分布特征及年际变化分析

3.2.4冬季旱涝空间分布特征及年际变化分析

3.3全区各季旱涝年的划分和检验

3.4本章小结

第四章广西四季旱涝与500hPa高度场分析

4.1资料与方法

4.1.1资料

4.1.2合成分析

4.1.3 SVD分析

4.2广西各季旱涝与同期500hPa高度场分析

4.2.1广西春季旱涝与同期500hPa高度场分析

4.2.2广西夏季旱涝与同期500hPa高度场分析

4.2.3广西秋季旱涝与同期500hPa高度场分析

4.2.4广西冬季旱涝与同期500hPa高度场分析

4.3广西各季旱涝与前期500hPa高度场分析

4.3.1春季旱涝与前期500hPa高度场SVD分析

4.3.2夏季旱涝与前期500hPa高度场SVD分析

4.3.3秋季旱涝与前期500hPa高度场SVD分析

4.3.4冬季旱涝与前期500hPa高度场SVD分析

4.4本章小结

第五章广西旱涝的预测探讨

5.1广西各季旱涝与500hPa高度场的关系

5.1.1春季旱涝500hPa高度场相关因子

5.1.2夏季旱涝500hPa高度场相关因子

5.1.3秋季旱涝500hPa高度场相关因子

5.1.4冬季旱涝500hPa高度场相关因子

5.2广西各季旱涝与前期环流特征量的相关分析

5.2.1春季前期环流特征量因子

5.2.2夏季前期环流特征量因子

5.2.3秋季前期环流特征量因子

5.2.4冬季前期环流特征量因子

5.3 四季旱涝预报因子整合

5.3.1降维方法

5.3.2预报模型与试报分析

5.4本章小结

第六章总结与结论

参考文献

致谢