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副热带高压控制下一次极端暴雨成因分析及成功预警

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灾害学 2025年第1期40卷 92-101页

作者：郭萍段绍玲郑建萌张万诚陈静杨宏庆中国气象局横断山区(低纬高原)灾害性天气研究中心云南昆明650034 中国气象局大理山地气象野外科学试验基地云南大理671003 云南省气候中心云南昆明650034 云南省气象科学研究所云南昆明650034 云南省临沧市气象局云南临沧677099 中国气象局大理国家气候观象台云南大理671003

2022年10月8日,临沧市双江县忙懦乡遭遇历史性极端暴雨,最大小时雨量达到57.2 mm。该文通过高空、区域自动站雨量、ERA5再分析、FY-2G、多普勒天气雷达等资料综合分析,揭示此次暴雨的成因:①此过程的大尺度环流背景是在强盛的副高控制下... 详细信息

2022年10月8日,临沧市双江县忙懦乡遭遇历史性极端暴雨,最大小时雨量达到57.2 mm。该文通过高空、区域自动站雨量、ERA5再分析、FY-2G、多普勒天气雷达等资料综合分析,揭示此次暴雨的成因:①此过程的大尺度环流背景是在强盛的副高控制下,由中尺度系统触发产生的强降雨。②强降雨期间大气层结不稳定,存在暖湿底层与干冷高层,低抬升凝结高度和自由对流高度;强降雨发生与水汽输送和水汽辐合大值区相对应,低层辐合中高层辐散且与强垂直上升运动区配合。③两个强降雨时段对应不同的雷达回波特征,初时段无大范围的降雨回波,局地出现中-γ尺度对流回波;次时段降雨回波范围扩大,形成列车效应。④忙懦乡的地形和低层东偏南气流对中尺度对流系统的触发与维持起到关键作用。⑤“1262”服务模式提前发出警报,夜间强降雨得以有效预警,避免了人员伤亡,成为预警联动的成功案例。

关键词：极端暴雨副热带高压中尺度系统临沧市递进式气象服务

“海葵”台风残涡极端暴雨的对流组织特征及成因

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大气科学学报 2025年

作者：陈涛李嘉睿许先煌谌芸国家气象中心中国气象科学研究院灾害天气国家实验室国家南方海洋科学与工程广东省实验室(珠海)

基于多源观测数据揭示了台风“海葵”残涡极端降水过程中的对流组织和发展特征，并从环流热动力特征和涡度收支分析了大湾区极端降水成因。粤港澳大湾区极端暴雨发生在“海葵”减弱残涡环流背景下，在累计降水量、短时雨强等方面具有显... 详细信息

基于多源观测数据揭示了台风“海葵”残涡极端降水过程中的对流组织和发展特征，并从环流热动力特征和涡度收支分析了大湾区极端降水成因。粤港澳大湾区极端暴雨发生在“海葵”减弱残涡环流背景下，在累计降水量、短时雨强等方面具有显著极端性特征。2023年9月7—8日台风残涡环流在珠江口北侧停滞回旋并重新增强，珠江口地区附近出现罕见的准静止“人”字形的组织化对流结构，对流单体在港岛南侧合并增强，并自南向北经过港深地区造成极端强降水。雨滴谱观测表明降水具有高粒子密度的海洋型对流降水特征，在降水增强时段雨滴直径显著增加，有效提升了暖云降水强度。雷达观测表明对流垂直结构具有低质心特征，云顶高度超过8 km，深厚暖云中的降水粒子的碰并增长特征明显，产生了高数密度、大直径的雨滴特征。在弱环境场引导气流下台风残涡移动缓慢，残涡低层环流的复苏增强与对流层中层潜热垂直梯度有直接关系；7日夜间开始粤东沿海边界层东风急流快速增强，在残涡旋转作用下与来自南海的西南暖湿季风气流汇合为涡旋东部的东南急流，边界层中尺度东南风急流脉动风速超过20m·s-1，急流出口区的中尺度辐合和锋生作用导致了气流交汇点附近出现持续性的对流触发和增强。

关键词：台风残余环流极端暴雨对流低空急流

基于多源信息融合的超大城市极端暴雨易涝区识别——以深圳市福田区为例

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灾害学 2025年

作者：张宗嘉胡泽安刘琪玉赖洁蓉田林灵崔文惠杨丽丽郭君暨南大学公共管理学院/应急管理学院城市安全风险监测预警应急管理部重点实验室南方科技大学南方科技金融研究院

极端暴雨时空非线性及城市地表下垫面空间异质性导致城市内涝成灾机理复杂，超大城市极端暴雨易涝区识别是亟待解决的难点问题。传统方法从多因素角度量化内涝影响指标，缺少水动力学和多源数据支撑。三防指挥部目前主要基于城建设计规... 详细信息

极端暴雨时空非线性及城市地表下垫面空间异质性导致城市内涝成灾机理复杂，超大城市极端暴雨易涝区识别是亟待解决的难点问题。传统方法从多因素角度量化内涝影响指标，缺少水动力学和多源数据支撑。三防指挥部目前主要基于城建设计规划和历史内涝灾情识别易涝区和高风险区，但超大城市发展复杂多变，新建城区缺乏历史灾情数据，导致易涝区识别不准。该文基于超大城市内涝成灾机理及影响因素，开发多源信息融合的极端暴雨易涝区识别方法，从多源数据、模型机理、模型参数、模拟计算等多层进行实时产汇流模拟和排水评估，实现大尺度的易涝区识别，有助于各级三防部门提前应急准备。

关键词：内涝灾害超大城市多源信息融合易涝区极端暴雨

秦巴山区2021年一次极端暴雨水汽输送特征及影响系统分析

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陕西气象 2025年第1期 1-6页

作者：杜一博李双双郭莉冯典陕西省气象台西安710014 中国气象局秦岭和黄土高原生态环境气象重点开放实验室西安710016 商洛市气象局陕西商洛726000

利用陕西省99个国家自动站夏季逐小时降水量数据,对2021年8月18—22日秦巴山区极端暴雨过程(“8·21”极端暴雨过程)的水汽来源、水汽输送特征以及关键影响天气尺度系统进行了分析,结果表明:(1)500 hPa副热带高压脊线西伸后受冷空气影... 详细信息

利用陕西省99个国家自动站夏季逐小时降水量数据,对2021年8月18—22日秦巴山区极端暴雨过程(“8·21”极端暴雨过程)的水汽来源、水汽输送特征以及关键影响天气尺度系统进行了分析,结果表明:(1)500 hPa副热带高压脊线西伸后受冷空气影响其北侧形成高空槽,配合700 hPa夜间低空急流和850 hPa气旋性环流增强,水汽在秦巴山区强烈辐合上升造成极端暴雨天气;(2)“8·21”极端暴雨过程水汽主要来源于孟加拉湾和南海洋面上,秦巴山区南侧存在850 hPa高度以上持续的水汽输送,另外,秦巴山区复杂的地形也有利于风速梯度增大和水汽的上升辐合。

关键词：秦巴山区极端暴雨水汽输送概念模型

“21.7”河南极端暴雨背景下暴雨形成机理及预报方法研究

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科技创新与应用 2025年第6期15卷 85-88,93页

作者：陈斌昌中国民用航空飞行学院洛阳分院河南洛阳471000

该文利用多源气象资料,对2021年“21.7”河南极端暴雨过程进行诊断分析。结果表明,中、低纬度区域内的多尺度系统诸如副热带高压、大陆高压系统以及热带气旋(台风)、低涡、低空急流的异常分布并叠加特殊地形作用,是此次极端暴雨的有利... 详细信息

该文利用多源气象资料,对2021年“21.7”河南极端暴雨过程进行诊断分析。结果表明,中、低纬度区域内的多尺度系统诸如副热带高压、大陆高压系统以及热带气旋(台风)、低涡、低空急流的异常分布并叠加特殊地形作用,是此次极端暴雨的有利环境背景场;水汽通量散度等物理参数对预测暴雨具有显著指示价值;高值水汽通量散度区与辐合中心叠加区域和实际暴雨落区位置之间存在紧密关联,其演变模式能够为暴雨发展过程及落区预报提供重要的参考依据;上下层大气配置形成的抽吸效应对于促进水汽、热量及动量的输送至关重要,同样制约着暴雨系统的发展;假相当位温的垂直分布可用于评估大气不稳定性,低层能量锋区的出现预示着有利于暴雨条件的形成;对流层深厚的湿层、暖云层和不稳定层,以及异常低的LCL,是此次暴雨过程中出现极端雨强的主要因素。

关键词：极端暴雨低空急流物理量暖云层 LCL

极端暴雨下绿-灰-蓝基础设施防洪排涝效果评估——以东沙湖流域为例

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应用基础与工程科学学报 2024年第3期32卷 740-753页

作者：刘玥张翔刘洁龚莉桂海娇武汉大学水资源工程与调度全国重点实验室湖北武汉430072 武汉大学海绵城市建设水系统科学湖北省重点实验室湖北武汉430072 成都大学建筑与土木工程学院四川成都610106

针对当前城市洪涝研究主要集中在单一的绿色、灰色基础设施或绿-灰色基础设施的不足,基于水文水动力耦合模型对武汉市东沙湖流域进行建模,采用武汉市暴雨经验式并移植郑州“7·20”暴雨生成重现期1~1000a的极端暴雨情景,分析极端暴雨下... 详细信息

针对当前城市洪涝研究主要集中在单一的绿色、灰色基础设施或绿-灰色基础设施的不足,基于水文水动力耦合模型对武汉市东沙湖流域进行建模,采用武汉市暴雨经验式并移植郑州“7·20”暴雨生成重现期1~1000a的极端暴雨情景,分析极端暴雨下绿-灰-蓝色基础设施的雨洪控制能力.研究结果表明:绿色基础设施主要应对5a一遇以内的降雨,且有一定的削峰和峰值延缓效果;灰色基础设施排水能力的提高有助于城市应对极端暴雨,且雨强越大其发挥效果越明显,但存在增大峰值和提前峰现时刻的负面作用;蓝色基础设施具有极大的雨洪调蓄潜力,可为应对极端暴雨提供保障,但需考虑其综合效益并制定多级水位调控方案;绿-灰-蓝色基础设施应综合起来优化评估,蓝色基础设施的顶托效应反映了其水力联系和耦合关系.以期该研究为城市内涝灾害治理和海绵城市建设规划提供科学依据.

关键词：城市内涝绿灰蓝城市水系统海绵城市极端暴雨低影响开发

极端暴雨情景模拟下黄河中游区现状下垫面来沙量分析

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农业工程学报 2019年第11期35卷 131-138页

作者：刘晓燕党素珍高云飞黄河水利委员会郑州450003 黄河水利委员会黄河水利科学研究院郑州450003 黄河上中游管理局西安710021

黄河防洪,难在沙多。未来黄河的来沙情势事关治黄方略确定、流域水沙资源配置、重大水利工程布局与运用,是近年治黄的热点问题。2000年以来,黄土高原生态环境大幅改善,黄河来沙锐减,在此背景下,需要客观认识极端暴雨情景下的黄河最大可... 详细信息

黄河防洪,难在沙多。未来黄河的来沙情势事关治黄方略确定、流域水沙资源配置、重大水利工程布局与运用,是近年治黄的热点问题。2000年以来,黄土高原生态环境大幅改善,黄河来沙锐减,在此背景下,需要客观认识极端暴雨情景下的黄河最大可能来沙量,为黄河防洪减淤提供决策依据。该文以沙量贡献率约91%的黄河中游河口镇至潼关区间为研究对象,以下垫面产输沙环境大体稳定、且暴雨偏多的2010-2018年作为现状下垫面,设计了"假定1933年暴雨重现"和"假定2010-2018年各支流的最大暴雨年在同一年发生"等两种极端暴雨情景,分别采用各支流最大暴雨年实测沙量相加和基于现状年各支流降雨-产沙关系的水文学方法,分析了研究区现状下垫面在极端暴雨情景下的可能来沙量。1933年是黄土高原近百年实际发生过的最大暴雨年;通过暴雨移植而成的"合成年"暴雨量级仅次于1933年,但输沙量和产沙量相当于实测值;两个暴雨情景的大暴雨落区不同。研究结果表明:在现状下垫面背景下,如果2010-2018年各支流的最大暴雨年出现在同一年,研究区的年输沙量将达6.2亿t,相应的区域产沙量为9.9亿t;基于现状下垫面的降雨-产沙关系,如果1933年大暴雨在研究区重现,研究区的年输沙量将达9.4亿t,相应的区域产沙量为12.4亿t。该文采用的两种极端暴雨情景,只能算得上是近一百年内的最大降雨,且未考虑坝库水毁排沙和极端暴雨出现在连续干旱年之后等不利情况,否则来沙量将更大。由此可见,即便是黄土高原林草植被已经大幅改善,且大量梯田和淤地坝建成投运,黄河防洪和骨干工程调度运用仍要做好应对大沙的准备。

关键词：侵蚀输沙量黄河中游现状下垫面极端暴雨

2023年“9·06”青海海东市极端暴雨机理研究

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气象水文海洋仪器 2025年第1期42卷 87-90页

作者：谭丽娜青海省海东市气象局

为了有效降低青海东部大到暴雨的漏报率，文章结合2023-09-06—2023-09-07青海东部的强降水天气过程，从大尺度环流形势与水汽输送、暴雨中尺度系统的发生发展及成因、地形抬升作用等方面进行了分析。结果表明，此次强降水主要由锋前强... 详细信息

为了有效降低青海东部大到暴雨的漏报率，文章结合2023-09-06—2023-09-07青海东部的强降水天气过程，从大尺度环流形势与水汽输送、暴雨中尺度系统的发生发展及成因、地形抬升作用等方面进行了分析。结果表明，此次强降水主要由锋前强对流产生的短时暴雨和锋后大尺度稳定性降水组成，锋前中小尺度对流系统的生消强度、锋后地面辐合线的维持时间，以及低层充沛的水汽和高原边坡地形作用等为降水提供了有利的条件。

关键词：青海海东极端暴雨中小尺度地形作用

极端暴雨下城区新建基础设施洪涝致灾规律研究

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防灾减灾工程学报 2024年第6期44卷 1265-1274页

作者：范臣臣侯精明陆品品李东来官保君张佩琦高徐军西安理工大学省部共建西北旱区生态水利国家重点实验室陕西西安710048 中规院(北京)规划设计有限公司北京100044 中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司陕西西安710065

为探究极端暴雨下城市基础设施洪涝致灾规律,以西安某新建330 kV变电站为例,构建基于GPU加速技术的二维地表水动力城市雨洪过程模型,对不同降雨条件下变电站站区积涝过程进行模拟,对比分析不同降雨与站区水位的响应关系。结果表明:(1)... 详细信息

为探究极端暴雨下城市基础设施洪涝致灾规律,以西安某新建330 kV变电站为例,构建基于GPU加速技术的二维地表水动力城市雨洪过程模型,对不同降雨条件下变电站站区积涝过程进行模拟,对比分析不同降雨与站区水位的响应关系。结果表明:(1)站区水位随降雨持续先增加,后逐渐缓慢降低;(2)随着设计暴雨重现期增加,站区内的最高水位不断增高,在300 a一遇降雨重现期下趋于稳定,P≤300时水位增加量占整体的74.31%;(3)重现期300 a一遇为水位增长量拐点,建议根据行业特色、经济性、所在汇水区的产汇流状况和洪涝致灾风险等因素综合考虑设防水平。研究揭示了极端降雨对变电站设计标高的量化规律,为极端暴雨下变电站及城市其他新建基础设施的防洪建设提供重要参考。

关键词：极端暴雨城市基础设施洪涝致灾数值模拟