文摘
根据中国重新分析气象数据集(CN05.1), 6小时轨道强度在西太平洋台风气象数据集,描述了三种类型的短期降水研究不同强度的台风对夏季降水的影响长江中下游的:短期极端降水(95%分位数),短期强降水(75%分位数),正常降水(低于75%分位数的下限阈值)。结果表明,短期的极端降水的1.8和3.7倍正常降水和短期降水,分别。相当多的年际和年代际波动短期强降水和极端降水的比例在夏季受到台风的影响,广泛的变化发生在1980年和2000年之间。地区大量的短期暴雨以及极端降水分布主要集中在中部和南部地区的长江的中下游,而大量的正常的地区降水分布主要在东南地区的河流。的三个强度降雨的空间分布受台风的影响是一致的,与从东南向西北逐渐减少;此外,总数的比例夏季降水的空间分布有相似的特征。三个强度的降水空间分布的影响台风路径的频率,和高价值的分布地区降水的本质上是一样的。这表明大多数的台风影响夏季降水通过长江的中下游。
1。介绍
降水作为水循环的重要物理化学过程,在维持地球上的生命中起着基础性作用[1]。也是重要的家畜,农作物灌溉和林业(2]。此外,降水可能反映了气候变化对区域或全球范围内(例如,通过洪水或干旱)。它有一个很大的影响在海水的盐度和潮湿的空气污染物的沉积,在低层大气气溶胶是大气环境密切相关(3]。
极端降水是一种灾难性的天气事件,可以很容易地导致严重后果的人口和生态系统。大规模的极端降水不仅影响工农业生产,还对社会经济发展构成了严重的威胁,以及人民的生命和财产的安全4- - - - - -6]。因此,地区极端降水的变化和原因从各业吸引了广泛的关注,许多学者。自1950年以来观测证据表明极端降水事件正在增加在世界范围内,特别是在北半球(7,8]。这些事件都受到自然(如水汽,温度,厄尔尼诺-南方涛动,北大西洋涛动,热带气旋(台风),海面温度异常,和季风)和人为因素(例如,温室气体排放和城市化)9,10]。其中,热带气旋(台风)不容忽视。在美国,中国,墨西哥和中美洲,台风导致毁灭性的洪水和设置国家极端降水记录(11,12]。
到目前为止,许多研究已经调查了台风对极端降水的影响(11- - - - - -17]。然而,很少有研究调查了台风对短期极端降水的影响。准确和及时的信息即将短期降水事件可以防止经济损失和生命的损失。特别是短期降水预报,称为- h的铅,急性flashflood警告,洪水预报和其他水文应用程序(18- - - - - -20.]。长江的中下游为研究领域,这项工作的目的是探讨短期极端降水的特点和分析台风的影响在不同的短期极端降水的强度。我们的研究结果可以提供一个参考预测短期夏季极端降水在长江中下游和世界其他地区。
2。材料和方法
2.1。材料
长江的中下游(图1)一般是指从南岭以北的区域南Qinling-Huaihe河和东巫山(-33.5°28°N, 113°-122°E) (17]。这个地区是一个重要的工农业生产基地在中国持续的经济发展和高水平的科学、技术和文化。先前的研究已经证明了总降水和夏季极端降水的趋势在长江中下游影响台风的强度和频率的变化13- - - - - -17]。
本研究利用高分辨率(0.25°×0.25°)栅格数据集从中国重新分析日常降水的气象数据集(CN05.1)。CN05.1数据集是基于获得的数据来自2400多个地面气象观测站点,包括温度和降水的变量。相关研究表明,气候极端降水事件的描述在这个数据集符合中国东部极端降水的观测21,22]。因此,CN05.1降水数据集可以用来合理分析极端降水的变化在长江中下游及其影响机制。这项研究是在夏天进行(6)1961 - 2016。台风数据是东京地区的台风路径数据集专业气象Center-Typhoon中心(https://www.jma.go.jp/jma/indexe.html),包括台风的路径和强度,获得每6 h。所选研究期间降水的一样。
2.2。不同的降水强度的定义
有多种方法来定义极端降水。专家团队对气候变化检测和指数世界气象组织使用95%和99%分位数降水值作为极端降水阈值(23]。基于常用的极端降水的定义,最近的相关研究分析了短期极端降水的各种特点和物理原因在美国东北部24- - - - - -26]。区分不同强度的台风对短期降水的影响,本研究是指定义短期极端降水的方法在美国东北部和选择75%和95%分位数降水定义短期强降水和极端降水阈值,分别。具体方法是解释如下。
根据标准选择极端降水在现有的研究中,每日总≥1毫米的降水是公认有效的降水(27,28]。研究区域为每个网格点,一周窗口之前和之后(即降水事件。为期两周的窗口)用于定义一个短期降水事件(24]。75%分位数降水事件(短期的极端降水事件)为例,一天的降水必须在75%±5%分位数降水阈值,应该没有降水,降水事件之前和之后七天;如果降水发生的事件之前或之后,每日分位数降水的降水应≥70%。阈值设置时,降水事件是一个短期的极端降水事件和降水事件不符合上述条件不选中。95%分位数降水事件(短期极端降水事件)被定义为总一天降水≥90%分位数降水阈值;的其他条件同短期强降水事件(29日,30.]。进一步评估各种台风的影响在两个重,一般降水,降水阈值较低的事件比短期的极端降水事件的下限阈值(< 75%)被定义为正常降水事件。
受台风影响降水事件是由国际公认的方法(31日,32];所覆盖的区域半径5°∼500公里延伸表面上的从台风的中心地区受到台风的影响。如果一个有效的降水事件发生在任何网格点在夏季台风的影响范围内,在长江的中下游,降水事件在网格点都被视为一个降水事件受到台风的影响。
3所示。结果与讨论
3.1。夏季台风分布和变化
图2(一个)表明,该地区最主要的台风加强在长江以南的沿海地区(福建和广东)和海南省。在台风登陆,强度逐渐减弱,因为他们内陆移动,他们成为薄弱的中部和东部地区的长江的中下游。图2 (b)表明,夏季西太平洋的台风数量显示明显的年际和年代际变化,最大的变化范围在1970年代和1990年代。台风的数量通常显示一个下降趋势(−0.6倍/ 10)和通过了95%的显著性检验。全球变暖增加气氛,不利于稳定的大气对流的形成和发展。因此,在全球变暖的背景下,尽管台风的数量减少,强度不;此外,沉淀量的增加(33]。
(一)
(b)
3.2。时间不同强度降水的变化
时间序列数据的降水量和降水事件的数量在1961 - 2016年夏季在图所示3。大量的降水正常,短期降水,和短期极端降水表现出特定的年际和年代际的倾向;变化趋势分别为0.33,0.14和1.16 mm /,有99%,89%,和97%的重要性水平,分别。与正常的和短期的极端降水相比,大量的短期极端降水表现出最大的变化,在1970年,1991年和1999年相对重要。短期极端降水事件最多的降水,∼降水量的1.8和3.7倍正常和短期的极端降水事件,分别。与降水,降水事件的数量表明没有实质性的统计变化(图3 (b))。不同的短期强降水和极端降水事件的数量是不明显的,而normal-precipitation事件透露了一些差异。事件的总数不超过每年的7倍。normal-precipitation事件的数量是∼的5 - 6倍的数量短期强降水和极端降水事件。这一结果表明,短期极端降水的强度远远大于正常和短期的极端降水强度最大,因为它导致了大量的降水。
(一)
(b)
3.3。时间降水的变化受到台风的影响
夏天的时间序列typhoon-influenced降水降水总量的比例(图4(一))表明,三个typhoon-affected降水强度也有类似的变化从1980年到2000年,虽然总体变化趋势短期强降水和极端降水事件的相反。此外,短期事件通过了95%的显著性检验。就规模而言,typhoon-influenced短期极端降水负责主要的夏季降水总量的比例。这是一致的结论,整个降水的比例较大(图3(一个))。
(一)
(b)
1980年以前和2000年以后,三个强度的台风降水的影响是截然不同的。现有的数据表明,台风的影响在不同的降水强度与台风强度和路径的变化;另外,台风影响中国东南部的数量和强度在1970年代和1990年代经历了重大变化(13,32]。这是符合年际变化证明了台风的数量发生在萨默斯(图2 (b))。台风的数量在1990年代和1970年代发生了极大的改变。在一些年,如1979年,台风的影响在两个正常降水和短期强降水大于短期的极端降水。然而,1983年,1991年,1993年和1997年,它们对短期极端降水的影响是零。除了1993年台风影响正常降水和短期强降水。图4 (b)证明了时间序列的变化比例的夏季短期强降水和极端降水事件的总数降水事件表现出良好的一致性,虽然有一些明显的差异在特定个人。normal-precipitation事件的数量受台风的影响相对较大,是降水事件的总数的比例。然而,多年来的台风影响更多的降水事件不符合的年台风影响降水的数量。这些结果表明,它不是降水事件的数量决定降水受台风影响的比例,但降水强度的台风。
3.4。不同强度的降水的空间分布
在不同强度降水没有受到台风的影响,地区大量的正常降水主要集中在东南和西南长江的中下游,而低值区主要分布在西北地区(图5(a))。区域的地理分布与大量的短期暴雨以及极端降水在一定程度上相似。这些地区在中南部和西南地区长江的中下游,沉重的降水地区主要集中在西北和极端降水主要分布在东部和东北部地区(数字5(d)和5(g))。此外,它可以从地理分布得出结论,暑期短期强降水的平均值的平均值小于正常降水和短期极端降水(数字5(一),5(d)5(g))。
(一)
(b)
(c)
(d)
(e)
(f)
(g)
(h)
(我)
在不同降水强度受到台风的影响,地区大量的正常降水主要是加强在东南部的长江的中下游,他们从东南向西北逐渐减少。相反,低的地区的正常降水主要分布在西北地区(图5(b))。normal-precipitation地区相似,但降水数量相对较小(图5(e))。台风的影响在短期内部分地区极端降水事件主要是加剧的东南部地区长江的中下游,它从东南向西北逐渐减少(图5(h))。三国降水强度、台风对短期极端降水,有更大的影响和地理分布模式大致相同的正常和短期强降水受台风的影响。此外,这种影响逐渐减少southeast-northwest方向(数字5(b),5(e)5(h))。降水的比例不同的强度受台风影响总降水普遍演示了一个分布,从东南向西北逐渐减少(数字5(c),5(f)5(我))。这是符合typhoon-influenced降水的平均分布。然而,从规模、台风产生实质性影响短期极端降水,表明高强度短期极端降水后更容易产生台风登陆。然而,一般的最小影响短期降水强度指出尽管结果normal-precipitation事件的数量很高。
3.5。台风路径的频率影响不同强度的降水
该地区的降水强度受台风影响台风的路径和强度密切相关(13,32]。进一步调查的影响台风降水的地理分布在长江中下游的夏天,台风路径的地理分布频率分析彻底(数字6和7)。具体计算方法的台风路径频率如下:从1961年到2016年期间,为每个网格点在研究区,台风的数量出现在6°×6°周围网格点和不同强度的台风降水天数的年是总结。
(一)
(b)
(c)
(一)
(b)
(c)
当降水事件发生时,台风路径频率的高价值区域主要集中在西北太平洋(图6)。台风路径频率对应于正常降水和短期的极端降水在一定程度上是相似的。高价值的地区分布在一个大范围,高价值的有一个分支领域向西扩展到海南省(数字6(一)和6(c))。台风路径的频率对应于短期极端降水相对较低(图6(b)),这表明很少有台风影响高强度短期极端降水的长江中下游夏季。然而,由于高强度降水,短期极端降水受台风影响相对较高(数字3(一个)和5(a))。图6表明降水事件发生时在长江中下游夏季台风路径频率大多出现在南部和东南部地区的研究领域。结合夏季台风路径分布地图(图2(一个)),它可以观察到,大多数的台风影响夏季短期降水在长江中下游发生在东南地区。这在一定程度上解释了为什么短期极端降水受台风的影响主要集中在东南部的长江中下游(图4)。
图7显示了台风路径频率的影响不同的降水强度在长江的中下游。相比之下,图6,台风路径显示在图的频率7不符合要求至少一个网格点降水事件的研究区域是受台风的影响。台风路径的频率影响正常降水相对较高。东南高价值区域主要集中在长江中下游,而台风的频率在研究区相对较低(图7(c))。台风路径的频率影响短期强降水和极端降水是类似的,虽然前的高价值区域的值大于后者(数字7(一)和7(b))。与正常相比降水,多个台风路径影响短期重和极端降水在研究区,表明当一个台风经过长江的中下游,它更有可能导致高强度短期降水比台风不通过长江的中下游。短期降水强度在夏季长江中下游的削弱台风时试图通过周边地区。
4所示。结论
台风的影响在不同的短期降水强度(短期极端降水、短期强降水和正常降水)长江中下游的调查,基于中国的再分析气象数据集(CN05.1)和6小时轨道强度在西太平洋台风气象数据集。结果表明,降水的贡献从短期极端降水事件与正常相比是更高的极端降水事件和短期受到台风的影响,这表明短期极端降水可能导致更大的洪水风险;因此,短期极端降水的预测尤为重要。此外,有显著差异的地理分布三种类型的短期降水引起频率的台风的路径。上述结果也反映出台风的短期降水的重要意义;因此,台风不应该被忽视,特别是在研究降水在长江的中下游。
数据可用性
台风的数据所提供的专业气象中心的东京地区,和数据提供的降水是CMA的国家气象信息中心。
的利益冲突
作者宣称没有利益冲突。
确认
这项研究是由山西省教育教学改革项目部门(2021 yjjg146)。