基于CMORPH融合产品的新疆夏季逐时雨强时空特征及影响因素分析

发布时间：2020-09-10 17:23

【摘要】：新疆气象站点稀疏且分布不均匀,高精度的时空气象数据缺乏,因而高分辨率的网格数据集可成为解决这一问题的有效方法。本文选取中国自动气象站与CMORPH降水产品融合的逐时降水0.1°×0.1°网格数据集以及各概率下5 min雨强资料,评估了该套网格数据集在新疆的可信度,从不同等级逐时雨强的发生频次、极值和贡献率等方面分析了新疆夏季逐时雨强的时空演变特征,并结合NCEP/NCAR再分析格点资料和站点气象资料对新疆逐时雨强变化的影响因素进行了分析。得出的主要结论如下:(1)格点雨强的空间分布与概率雨强的基本一致,但格点雨强精度较高,其空间分布较破碎,所反映的空间信息更加详细。该套网格数据有效结合了地面观测和卫星反演降水各自的优势,弥补了新疆站点稀疏的缺陷,数据精度较高,质量较好,具有较好的可靠性。(2)新疆不同等级逐时雨强发生频次年际波动显著,且0.1-1 mm/h等级的逐时雨强年均发生频次最多,4 mm/h以上的发生频次最少。雨强极值的年际波动除天山山地比较平缓外,在其他6个分区的年际波动都比较显著。逐时雨强发生频次的空间分布与地形分布联系密切,以天山山脉为界,北疆多于南疆,西部多于东部,山区是降雨的高发区,其降雨频次是盆地的2倍多。新疆以中等强度的降雨贡献最大,其次是轻度降雨,强降雨的贡献最小。(3)从新疆不同分区的平均雨强和降雨发生频次月变化的时间特征来看,不论6月、7月,还是8月,不同分区的平均雨强值相差较小,而降雨发生频次相差较大;从逐时雨强月变化的空间分布来看,不论6、7、8月还是月均雨强,都呈现明显的空间分布差异,北疆和天山地区是雨强高值的落区,南疆是雨强低值的落区,7月份雨强高值的落区分布最广。(4)新疆所有分区一日每个时刻的平均雨强都在0.4 mm/h以上,降水丰富的山区平均雨强与盆地的相差较小。逐时雨强日变化的空间分布与雨强频次、极值的年变化不同,其高值区在山区和盆地都有分布,上午和后半夜的雨强空间分布较分散,下午和前半夜的雨强空间分布较集中,并呈现明显的东西分布差异,其中下午和前半夜雨强高值区分布较广。雨强日积累量空间分布呈现明显西北-东南的分布差异,其高值区分布较广的时段也是下午和前半夜。就新疆逐时雨强日变化的平稳性而言,北疆降水较稳定,南疆降水容易出现较大的震荡起伏,易引起灾害性事件发生。(5)新疆夏季主要受西风带控制,其水汽主要来源于大西洋和传输途中的再循环水汽。在一次暴雨过程中,经西西伯利亚输送到新疆的较强劲的北风气流和从内蒙古与河西走廊向新疆伸展的偏东低空急流可能扮演着重要的角色。在夏季,新疆各分区的均温和相对湿度与逐时雨强均呈正相关关系,说明随着气温和相对湿度的增加,雨强呈增大趋势。海拔和坡向是影响新疆降水空间分布差异的重要地形因素,随着海拔的升高,雨强呈现增大趋势,当达到一定高度,随着海拔的上升,雨强呈减小趋势;在不同的坡向,降水的差异也很大,如迎风坡的降水大于背风坡。新疆夏季降雨还受多种气候系统的影响,其中西藏高原、北半球副高和北半球极涡对新疆夏季降水可能有抑制作用,而亚洲区极涡对新疆夏季降水可能有促进作用。此外,新疆降雨还受海温的影响,其中印度洋海温的变化对新疆降雨变化的影响就较大。
【学位授予单位】：西北师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：P426.6;P412
【图文】：

2 研究区概况及研究资料2.1 研究区概况2.1.1 地理位置新疆维吾尔自治区（简称新疆）地处亚洲中部，中国西北部，跨经纬34°15′N-48°10′N，73°20′E-96°25′E，距离海洋较远，海洋水汽很难到达，致使疆成为欧亚大陆的干旱中心。为了能更清晰地反映新疆逐时雨强的区域性差异征，本文依据新疆地貌和气候特征以及参考相关研究的分区结果将新疆分为个亚区（图 2-1），分别是北部的阿尔泰山（Ⅰ）、准噶尔西部山地（Ⅱ）和噶尔盆地（Ⅲ），中部的天山山地（Ⅳ）和吐鲁番-哈密盆地（Ⅴ）（简称吐盆地），南部的塔里木盆地（Ⅵ）和昆仑山（Ⅶ）（丁一汇，2013；范彬彬，201柴慧霞等，2009；程维明等，2009）。

水产品研制中的主流趋势。其中 TRMM 3B42 产品利用 GPCC（Globacipitation Climatololgy Centre）月降水量订正 3 h 卫星产品（Huffman et al.，7；Schneider et al.，1993），尽管利用地面资料订正后的 TRMM 3B42 产品在中国区域得到提高（Shen et al.，2010），但由于 GPCC 资料（月值）与产品（3 h 值）的时间尺度不一致，因此在刻画 3 h 降水分布时误差较大。，这些融合数据集的时间分辨率相对较低，无法监测极端、短时强降水过程。本文选用中国自动站与CMORPH降水产品融合的逐时降水量0.1°×0.1°网格集（图 2-2），与单纯的 CMORPH 产品、PERSIANN 产品、TRMM 3B42相比，该融合产品时间尺度更加精细，分辨率更高，误差更小，已有许多质评估性工作也表明该融合降水数据集质量较好（江志红等，2013；沈艳等，3），精度较高。从使用该数据集得出的研究成果来看（康延臻等，2015；刘等，2016），该数据集不仅能准确刻画降水的空间分布，且降水强度与地面相近，较好的保留了卫星反演降水的空间分布信息。

图 3-1 新疆格点 强和 0.1%概率 强的空间分Fig. 3-1 Spatial distribution of gridded rainfall intensity and 0.1% probabilityrainfallintensity in Xinjiang3.1.2 逐时雨强发生频次及极值的年变化3.1.2.1 时间变化本文参照相关研究的划分标准（Zhang et al.，1992；陈春艳等，2015；姚莉

【参考文献】

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本文编号：2816094