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华南前汛期持续性暴雨年代际变化特征及成因

陈思 高建芸 黄丽娜 游立军

陈思, 高建芸, 黄丽娜, 等. 华南前汛期持续性暴雨年代际变化特征及成因. 应用气象学报, 2017, 28(1): 86-97. DOI: 10.11898/1001-7313.20170108..
引用本文: 陈思, 高建芸, 黄丽娜, 等. 华南前汛期持续性暴雨年代际变化特征及成因. 应用气象学报, 2017, 28(1): 86-97. DOI: 10.11898/1001-7313.20170108.
Chen Si, Gao Jianyun, Huang Lina, et al. Decadal variation characteristics of South China pre-flood season persistent rainstorm and its mechanism. J Appl Meteor Sci, 2017, 28(1): 86-97. DOI:  10.11898/1001-7313.20170108.
Citation: Chen Si, Gao Jianyun, Huang Lina, et al. Decadal variation characteristics of South China pre-flood season persistent rainstorm and its mechanism. J Appl Meteor Sci, 2017, 28(1): 86-97. DOI:  10.11898/1001-7313.20170108.

华南前汛期持续性暴雨年代际变化特征及成因

DOI: 10.11898/1001-7313.20170108
资助项目: 

国家自然科学基金项目 41575052

中国气象局气候变化专项 CCSF201619

福建省科技厅科技计划重点项目 2011Y0008

福建省气象局青年科技专项项目 2015Q18

福建省气象局青年科技专项项目 2016Q07

福建省气象局青年科技专项项目 2013Q05

公益性行业(气象)科研专项 GYHY201306032

详细信息
    通信作者:

    高建芸, email:fzgaojyun@163.com

Decadal Variation Characteristics of South China Pre-flood Season Persistent Rainstorm and Its Mechanism

  • 摘要: 应用福建、广东、广西243个气象站1961-2012年逐日降水资料,构建华南前汛期暴雨强度指数,揭示了前汛期持续性暴雨年代际变化特征及其可能机理。研究表明:前汛期持续性暴雨经历了多发(1961-1972年)-少发(1973-1991年)-多发(1992-2012年)3个阶段,目前仍处于多发期,具有持续时间较长且强度增强的特点;由于前汛期降水的低频振荡受热带低频信号北传的调制,因此,导致这种显著年代际变化的可能成因是热带低频信号北传的周期和强度的年代际差异,当热带低频信号北传至华南时低频周期长(短)且强度强(弱),则前汛期易出现持续时间长(短)且强度强(弱)的持续性暴雨。
  • 图  1  福建、广东和广西气象站分布图

    Fig. 1  Station map of Fujian, Guangdong and Guangxi

    图  2  1961-2012年前汛期IRS和持续日数变化

    Fig. 2  IRS and duration of pre-flood season persistent rainstorm from 1961 to 2012

    图  3  前汛期IRD功率谱分析(虚线为红噪音检验)

    Fig. 3  The power spectrum analysis about IRD of pre-flood season (dash line represents Markov red noise spectrum)

    图  4  前汛期(4-6月)降水低频信号均方差贡献分布

    (a)10~20 d,(b)20~30 d,(c)30~60 d,(d)10~60 d

    Fig. 4  The average variance contribution of low-frequency signal in pre-flood season precipitation

    (a)10-20 days, (b)20-30 days, (c)30-60 days, (d)10-60 days

    图  5  1961-2012年前汛期IRZ及10~60 d年低频振荡强度变化

    Fig. 5  IRZ and 10-60-day low-frequency oscillation intensity of pre-flood season rainstorm from 1961 to 2012

    图  6  1961-2012年不同周期前汛期暴雨年低频振荡强度变化

    Fig. 6  Low-frequency oscillation intensity of pre-flood season rainstorm from 1961 to 2012 in various cycles

    图  7  PC1,PC2,PC3和PC4与前汛期降水的相关系数

    (有效自由度为996,0.07对应0.05显著性水平,0.09对应0.01显著性水平)

    Fig. 7  Correlations between PC1, PC2, PC3, PC4 and pre-flood season precipitation in China

    (effective degree of freedom:996;0.05 significanc level:0.07; 0.01 significanc level:0.09)

    图  8  1979-1991年与1992-2012年两个不同阶段热带低频信号北传在不同位相上出现日数(a)和强度(b)的差异(圆圈为达到0.05显著性水平)

    Fig. 8  Difference between two decades (the years of 1979-1991 and 1992-2012) of appear days (a) and intensity (b) about the tropical low-frequency northward movement signal in phases (circle marks the point significant at 0.05 level)

    表  1  前汛期持续性暴雨过程降水强度评估指标

    Table  1  Precipitation intensity of pre-flood season persistent rainstorm

    强度等级 p IRS
    明显偏弱 p < 10% IRS < 88
    偏弱 10%≤p<30% 88≤IRS<102
    正常 30%≤p<70% 102≤IRS<163
    偏强 70%≤p<90% 163≤IRS<237
    明显偏强 p≥90% IRS≥237
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    表  2  前汛期各等级IRS样本量的年代际差异

    Table  2  The decadal variation of IRS of pre-flood season in different levels

    强度等级 1961-2012年 1961-1972年 1973-1991年 1992-2012年
    明显偏弱 4 1 1 2
    偏弱 8 3 3 2
    正常 18 6 6 6
    偏强 8 1 2 5
    明显偏强 5 1 0 4
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    表  3  1961-2012年前汛期不同周期低频振荡强度与IRZ相关系数

    Table  3  Correlations between oscillation intensity of low-frequency signal in cycles and IRZ of pre-flood season from 1961 to 2012

    低频周期/d 相关系数
    10~20 0.394
    20~30 0.322
    30~60 0.393
    60~90 0.198
    10~60 0.521
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    表  4  前汛期不同阶段、不同周期年低频振荡强度相关系数

    Table  4  Correlations between oscillation intensity of low-frequency signal in different section and cycle during pre-flood season

    相关周期/d 1961-1972年 1973-1991年 1992-2012年 1961-2012年
    10~20 d与20~30 d 0.18 -0.18 0.21 0.12
    10~20 d与30~60 d 0.64* -0.45* 0.06 0.18
    20~30 d与30~60 d 0.67* 0.17 0.21 0.40*
    注:*表示达到0.05显著性水平。
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出版历程
  • 收稿日期:  2016-04-21
  • 修回日期:  2016-01-13
  • 刊出日期:  2017-01-31

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