2025年, 第44卷, 第02期　
刊出日期：2025-04-01

  

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  北半球冬季风暴路径及其降水的研究进展

  傅云飞, 王立羽, 张奡祺, 杨可

  暴雨灾害. 2025, 44(02): 133-143.

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  风暴路径指中纬度气旋的高发区，其通过影响热量、水汽和角动量的输送进而影响全球气候系统。首先回顾和评述了风暴路径的天气动力学特征及其影响因子和气候变化、风暴路径降水特点等研究结果，表明位于北半球中纬度太平洋和大西洋上空的两大风暴路径区是大气斜压性、海陆分布及大地形效应、大气非绝热加热等因素共同作用的产物，同时也受到北大西洋涛动、北极涛动、太平洋海温异常及南方涛动等大尺度扰动的影响。然后通过分析风暴路径气旋中心区降水结构特点和风暴路径降水空间分布特征，揭示了风暴路径大气扰动中心区与降水中心区错位现象，这一新发现对深入理解中高纬度地区大气扰动与降水之间关系、进一步评估风暴路径降水及其潜热对气候变化的影响均具有重要意义。最后对未来风暴路径云和降水研究进行了展望。
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  1961—2022年三江源地区降水时空变化特征及成因初探

  段海霞, 姚秀萍

  暴雨灾害. 2025, 44(02): 144-155.

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  三江源地区(Three River Headwaters Region,TRHR)是中国生态系统最为敏感和脆弱的地区，其降水影响着本区及下游地区水资源安全、生态系统可持续发展。基于1961—2022年TRHR 22个国家气象观测站逐日降水资料，采用MK检验、距平分析、趋势分析等方法，分析了该地区62 a以来降水时空变化特征，并初步探究其成因。结果表明：(1) TRHR降水空间差异明显，呈现出自西北向东南递增的分布特征，与地形自西向东递减走势特征一致。(2)近62 a来TRHR年平均降水量整体呈显著增加趋势，1990年前后发生突变，1990年以后降水量增加趋势更为显著，春、夏、秋三季增加明显，冬季呈减少趋势；强降水日和降水强度明显增多，特别是1990年以后增加趋势更为明显。(3) 1990年以后降水增加趋势以东部和南部增加为主，澜沧江和黄河源区部分站点增加趋势较长江源区更为显著，且夏季增加趋势明显，特别是黄河源区东部增加较多，冬季则略有减少。(4) 500 hPa蒙古高压增强、西西伯利亚冷空气增强、700 hPa西风减弱、东风增强、垂直上升运动增强、TRHR水汽通量辐合增强。动力和水汽条件同时增强是1990年以后降水增加的可能原因。
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  一次华北暖区暴雨的边界层环境条件分析

  段宇辉, 孙云, 刘昊野, 杨玥, 金晓青

  暴雨灾害. 2025, 44(02): 156-166.

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  2020年8月12—13日华北地区出现了一次区域性暴雨天气过程，分为暖区降水和锋面降水2个阶段，其中暖区降水阶段出现了低涡切变线、地形抬升和海陆低空急流3种边界层环境条件。为了解不同边界层环境条件下华北暖区强降水的发生机制，利用常规气象观测、FY-4A红外卫星云图、多普勒天气雷达、ERA5再分析、风廓线雷达等多源分析和观测资料，对本次过程的强降水演变特征、环流背景、暖区暴雨阶段3种边界层环境条件进行对比分析。结果表明：(1)本次强降水天气过程发生在副热带高压外围偏南暖湿气流背景条件下，3种不同边界层环境条件下的中尺度对流系统造成了暖区强降水。(2) 3个中尺度强降水区分别为华北中部偏南地区的螺旋雨区(Ⅰ区)、沿太行山燕山山脉西南-东北走向的带状雨区(Ⅱ区)和渤海西海岸的块状雨区(Ⅲ区)。(3)Ⅰ区边界层的低涡切变和风场辐合是诱发强降水的主要原因，强降水区位于低涡移动方向的右前侧，持续时间超过16 h，降水强度最强；Ⅱ区地形强迫抬升、地形辐合是产生强降水区的重要机制，强降水位于太行山前平原和浅山区，强降水维持6 h；Ⅲ区边界层急流配合弱的海风锋辐合是强降水发生的原因，强降水位于偏东风急流前侧的辐合区，急流维持时间较短，降水仅持续4 h。
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  豫南汛期暖区暴雨环流分型与环境参量分析

  王哲雯, 黄思华

  暴雨灾害. 2025, 44(02): 167-176.

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  为揭示豫南暖区暴雨的天气学特征，利用常规高空、地面观测和欧洲中心大气再分析(ERA5)等资料，对2011—2020年豫南汛期5—9月暖区暴雨的天气形势进行中尺度分析和归纳，并利用百分位法提炼出不同环流型暖区暴雨的环境参量阈值。结果表明：(1)暖区暴雨是豫南汛期重要的降水过程，2011—2020年汛期5—9月共识别出36个暖区暴雨日，约占豫南暴雨日总数的53%;(2)豫南暖区暴雨归纳为暖切变型、切变-副高相互作用型、强西南急流型和冷锋型四类天气环流型，其中以切变-副高相互作用型为主，冷锋型最少，各类型暴雨站点频次分布与主要影响系统位置密切相关；(3)当大气环境条件满足整层大气水汽含量充沛、中等及以上强度的深层垂直风切变、适当强度的大气不稳定能量和低空偏南急流时，有利于暖区暴雨发生，其中850 hPa比湿、500 hPa温度露点差、K指数和低层最大偏南风速对豫南四类暖区暴雨预报具有一定指示意义。
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  内蒙古东北部“21.7”罕见极端暴雨特征及成因分析

  王颖, 王洪丽, 孔凡超, 杨雪峰, 高绍鑫

  暴雨灾害. 2025, 44(02): 177-185.

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  2021年7月18日内蒙古东北部出现了一次罕见的极端暴雨（以下简称“21.7”极端暴雨）过程，最大日降雨量达279.7 mm，刷新呼伦贝尔市有气象记录以来的极值，造成严重灾害。基于自动气象站观测资料、多普勒天气雷达资料、FY-4A卫星资料和欧洲中期天气预报中心ERA5再分析资料，对该暴雨过程的特征及极端性成因进行诊断分析，并与“19.8”极端暴雨过程进行对比分析。结果表明：（1）“21.7”极端暴雨发生在低槽东移、副热带高压呈块状北伸与中西伯利亚高原高压脊异常偏强形成东阻形势、西太平洋洋面台风“烟花”（2106号）活动的背景下，具有影响范围广、降雨时段集中、强度极端、致灾性强的特点。（2）低空西南急流北上，一是形成较强的差动假相当位温平流，使得层结向对流不稳定发展，二是与近地层东风形成强垂直风切变，促进对流云团组织化，在低层切变线以南、地面中尺度辐合线以北不断触发M_βCS云团并沿引导气流生消发展，触发局地极端降雨。（3）短时强降水出现在中尺度对流云团冷云区云顶亮温（TBB）≤218 K移出方位梯度大值区边缘，雷达特征显示的强单体位于卫星云图上对流云团上风方向，可作为应用卫星、雷达产品监测和预报极端降雨的着眼点。（4）与“19.8”极端暴雨过程对比分析发现，两次暴雨的水汽、能量和天气系统持续时间的不同造成了极端程度差异，“21.7”极端暴雨表现在有两条水汽输送带经渤海加强北上在内蒙古东北部汇集，且下游有经向度大的东阻形势使得天气系统移动缓慢。
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  一次华南飑线过程的边界层湍流通量输送及动能收支分析

  张笑妍, 姚昊昕, 沈新勇, 黄伟, 张晓晨, 李畅

  暴雨灾害. 2025, 44(02): 186-196.

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  为探究飑线过程中边界层湍流运动变化及其原因，利用中尺度数值模式WRF模拟了2020年5月11—12日华南地区一次飑线过程，在模拟结果与实况较为吻合的基础上，用高分辨率模式输出资料对飑线过程的边界层结构和湍流通量输送特征进行了分析，并基于湍流动能收支方程分析了该过程的湍流动能特征。结果表明：(1)根据雷达回波演变特征及观测资料将飑线过程分为形成、发展、成熟、消亡四个阶段。其中，形成阶段有较强的环境不稳定能量积累；发展阶段地面假相当位温(θse)陡立分布，地面气旋增强，触发不稳定能量释放，对流后向新生，飑线水平尺度增加；随后飑线向东南移动与分散对流合并，进入成熟阶段，此时飑线后部中层干冷空气入流加强了下沉运动并在地面形成冷池，随着飑线中部断裂，进入消亡阶段。(2)此次飑线的边界层湍流活动较强，对流新生过程中湍流动能(TKE)积累，随后耗散减小；随着飑线与分散对流合并进入成熟阶段，TKE又迅速增强至异常大值；入夜后飑线减弱，TKE降至最低。(3)飑线形成过程中，强湍流运动使新生对流中的较大潜热通量向上输送水汽，形成强不稳定环境；到成熟阶段，飑线后部层状云中的潜热通量达最大，飑线进一步发展，强度达最强。(4)飑线.过程中的湍流动能变化主要受风切变项和浮力项影响，对流初始阶段，地面涡旋使风切变项加强达到负浮力项的2～3倍，同时受前方地形抬升影响，TKE增加。飑线形成后，冷池使TKE减小，到成熟阶段飑线移动至复杂地形区，正风切变项和冷池带来的负浮力项均达最大，风切变项达到浮力项的10倍以上，使TKE增大，湍流通量输送达最大。
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  一次深秋高架雷暴天气的对流特征与发展机制分析

  彭霞云, 罗玲, 李文娟, 俞佩, 滕代高, 冯晓伟, 朱开玮

  暴雨灾害. 2025, 44(02): 197-206.

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  利用ERA5再分析资料、闪电定位仪、双偏振雷达以及微波辐射计等资料，对2022年11月28日浙北地区一次深秋高架雷暴的环境背景、动力条件，不稳定机制及雷达特征进行了分析。结果表明：（1）这是一次发生在暖锋前部的高架对流，500 h Pa高空槽和低空西南急流是主要的影响系统。高空短波槽前涡度平流随高度增加引起强烈的上升运动，低空急流前部深厚的辐合、强垂直风切变等为对流发展提供了有利的动力条件。（2）中层干空气和较强的下沉对流有效位能（DCAPE）有利于形成强下沉气流。条件不稳定和条件对称不稳定共同作用为对流发展提供了充足的能量条件，其中条件不稳定起主要作用。（3）双偏振雷达分析显示，强盛阶段50 d Bz强回波可以达到-20℃层，零度层以上存在差分反射率因子(Z_DR)柱和差分传播相移率(K_DP)柱；强上升气流以及大量冰相粒子的存在，有利于出现密集雷电。（4）随着反射率因子核心的快速下降，风暴后侧入流急流经由风暴强反射率因子核心下方下降到近地面，表明对流产生的强下沉气流能够冲破逆温层并带动中层高动量空气到达地面，形成地面大风。对流发生前后地面温度变化很小，表明低层负浮力作用较小；水凝物分类结果显示低层存在大量冰雹粒子；等效水凝物负载估算结果表明冰雹等降水粒子的拖曳对下沉气流有较强的增强作用。
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  西南涡伴随切变线造成的贵州暴雨统计特征分析

  李启芬, 杜小玲, 李扬, 王君军, 蒙军

  暴雨灾害. 2025, 44(02): 207-214.

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  为进一步认识西南涡及切变线对贵州暴雨的影响及重要性，利用2010—2023年4—10月贵州省84个国家级气象观测站日降水资料、MICAPS常规观测资料以及FNL1°×1°再分析资料，分别统计分析了近14 a的西南涡及切变线及其造成的贵州暴雨的特征。结果表明：(1)近14 a西南涡及切变线主要在夜间生成，六成向东移动，四成向东南移动；涡源次数最多为小金涡源，其次为九龙涡源。(2)影响贵州的西南涡及切变线，七成左右为东南移向，主要在川南向南移动后影响贵州中部偏西地区；其中来自小金涡源和九龙涡源的次数较多且相当，6月份的次数明显多于其他月份。(3)近14 a贵州三成以上区域性暴雨由西南涡及切变线造成，为各影响系统之首，并且主要由东南移向的西南涡及切变线造成；其造成的暴雨大值中心区主要在贵州西部的北盘江附近，其次为东南部的雷公山附近，造成的暴雨次数在6月最多，7月次之。
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  近43a影响浙江并引发区域性暴雨的大气涡旋统计特征

  蔡志颖, 郑艳, 张程明, 马静, 肖王星, 顾思南

  暴雨灾害. 2025, 44(02): 215-225.

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  利用1979—2021年美国国家环境预测中心气候预测系统再分析资料和浙江省历史降水资料，采用大气涡旋客观识别和追踪算法，统计分析了近43a影响浙江和引发区域性暴雨的大气涡旋气候特征。结果表明：(1)影响浙江的大气涡旋主要位于安徽中东部、江西东北部和江苏中南部；活跃于4—6月，以6月频数最多；夜间至清晨的大气涡旋易影响浙江，且更易引发区域性暴雨，但生命史较短。(2)引发浙江区域性暴雨的大气涡旋统计特征与影响浙江的大气涡旋类似，大气涡旋在夏季(6—8月)最易引发区域性暴雨。(3)大气涡旋引发浙江区域性暴雨天气时，浙江多位于高空浅槽前部、低层高能量区，受大气涡旋东侧暖式切变线影响，源自南海的西南气流向浙江输送水汽。(4)梅雨期的6月大气涡旋强度强、浙江省内温度经向梯度、西南风速大，大气涡旋引发的区域性暴雨降水主要位于浙江西部，以暴雨为主；西太平洋副热带高压峰期的8月，大气涡旋引发的区域性暴雨降水主要在浙江东南沿海，以分散性大暴雨为主。
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  微雨雷达观测的襄阳地区降水垂直结构特征

  高兰, 程昌玉, 严婧, 赖晨, 赵羽佳, 徐桂荣

  暴雨灾害. 2025, 44(02): 226-235.

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  研究雨滴谱及其反演特征量的垂直结构特征有助于加深对降雨微物理结构认识和改善雷达定量降水估计。利用2022年3月—2023年5月襄阳国家气象站微雨雷达和雨量计数据，研究了该地区不同季节下对流云降水、层状云降水和弱降水等三种降雨类型的雨滴谱及其反演的反射率因子等特征量垂直结构特征。结果表明：(1)襄阳地区春季降雨云的零度层亮带多数集中在约4 km高度，降雨微物理参量在零度层亮带有跳变现象。(2)在零度层亮带以下，不同降雨类型的垂直结构存在明显差异，对流云降水雨滴谱最宽，数浓度最高，雨滴下降过程中水汽凝结增长和雨滴碰并共同存在，1 km以下时雨滴碰并过程占主导；层状云降水雨滴谱较宽，数浓度较高，雨滴下降过程中的碰并作用较弱降水明显，同时还存在明显的小雨滴蒸发作用和部分大雨滴的破碎；弱降水雨滴谱较窄，数浓度较小，在3～1 km高度时，雨滴碰并作用较为明显，在1 km以下时，大、中雨滴破碎，小雨滴大量蒸发。(3)对于层状云降水和对流云降水，中雨滴对地面降水强度贡献最显著，而对于弱降水，小雨滴对地面降水强度贡献最显著。(4)夏、秋季弱降水和层状云降水对应的微物理过程具有一定的相似性，但雨滴碰并过程不如春季明显，春、夏季对流云降水的微物理变化过程较秋季强烈，说明在不同季节，各降雨类型的微物理过程相似性和差异性并存。.
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  联合GNSS大气可降水量与实测降水的气象干旱监测：以湖北省GNSS站为例

  刘火胜, 姚朝龙, 王瑞丽, 秦鹏程, 余乾慧, 翟红楠, 庞晶

  暴雨灾害. 2025, 44(02): 236-245.

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  全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System, GNSS)反演的大气可降水量(Precipitable Water Vapor,PWV)为暴雨、干旱等气象灾害监测提供了新的数据。本文从大气水汽和降水的综合角度，联合2011—2022年湖北省5个GNSS台站的PWV和中国逐日降水数据构建了月尺度降水效率(Precipitation Efficiency,PE)气象干旱指数，并通过与常用的标准化降水指数(Standardized Precipitation Index,SPI)、气象干旱综合监测指数(Meteorological Drought Composite Index,MCI)和标准化降水蒸散发指数(Standardized Precipitation Evapotranspiration Index,SPEI)进行对比，分析PE气象干旱指数的特点和优势。结果表明：(1) 5个GNSS站点大气水汽变化具有较好的空间一致性，而降水则具有较强的局地变化特征，站点间PWV的相关系数均大于0.98，降水量相关系数在0.66～0.90之间。二者的融合将能同时反映干旱期间大范围水汽和局地降水的综合变化特征。(2) PE气象干旱指数与SPI、MCI、SPEI具有较强的相关性，相关系数在0.56～0.85之间，表明PE监测干旱的有效性，但在.反映干旱严重程度和空间分布特征方面表现出一定的差异。(3) GNSS站点间PE的相关系数(0.50～0.81)是四种指数中最小的，说明PE气象干旱指数具备反映局地干旱特征差异的能力。采用PE气象干旱指数对湖北省GNSS站点干旱事件的监测结果显示，2011—2022年间襄樊站发生严重干旱的频次最高，而武汉站伏秋旱发生次数多且持续时间较长。研究结果证实了PE气象干旱指数监测干旱演变过程及干旱空间分布特征的有效性和优势。
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  基于最优插值和地理加权回归的GPM降水数据降尺度研究——以四川省甘孜州为例

  胡春, 刘兴忠, 何超, 刘小波

  暴雨灾害. 2025, 44(02): 246-254.

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  卫星降水产品可提供重要的降水信息，对水循环、水资源利用保护等具有重要参考，但卫星降水数据受制于分辨率不高和精度不够的影响，使其在应用中存在不足。本研究在最优插值(OI)和地理加权回归(GWR)的基础上，以归一化植被指数(NDVI)和高程(DEM)为控制变量，对四川省甘孜州GPM卫星降水数据进行降尺度处理，将卫星降水数据从0.1°×0.1°(GPM)降尺度到1 km×1 km (OIGPM)，并利用多参数评估降尺度前后数据质量，在时空上对比降尺度数据与站点数据的差异。结果表明：(1) GPM和OIGPM降水数据均可反映空间降水分布特征，但GPM产品对降水存在低估，OIGPM更接近实况；(2) GWR融合降尺度降水可提升降水空间分辨率，并同时提高降水精度；(3)多项评估参数定量计算结果显示，通过最优插值和GWR两步方法获得的降水数据，其评估参数值均明显优于原始数据；(4)无残差修正、最优插值后的GPM降水数据（GOIGPM）在甘孜地区与实测数据相关系数更高、均方根误差更低，更具有适用性。
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  朔黄铁路沿线降雨致灾危险性分析

  张娣, 李崴, 张金满, 曲晓黎, 杨琳晗, 周朔

  暴雨灾害. 2025, 44(02): 255-263.

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  开展铁路沿线地区降雨致灾危险性分析，可为铁路部门精准防洪提供参考。基于朔黄铁路沿线国家级气象观测站1951—2022年日降水量数据，采用皮尔逊Ⅲ型、耿贝尔和对数正态3种分布函数对铁路沿线地区历年最大日降水量重现期进行拟合，利用卡方检验筛选不同地区最优拟合结果，得到朔黄铁路沿线地区不同重现期年最大日降水量分布特征；利用2004—2023年国家级气象观测站和2018—2023年铁路部门气象站小时降水量数据，选取降雨过程的过程降水量、最大小时降水量、最大24 h降水量分别达到出巡、限速、封锁警戒阈值的年均频次和降水量极值等12个因子构建朔黄铁路沿线降雨致灾危险性评价指数；采用AHP-熵权法计算各因子的权重系数，最后得到朔黄铁路沿线降雨致灾危险性等级。结果表明：朔黄铁路小觉站-三汲站、博野站-蠡县站段沿线为降雨高危险路段，神池南站-东冶站段沿线为降雨低危险性路段。朔黄铁路沿线降雨致灾危险性等级分布与沿线地区不同重现期最大日降水量分布基本一致。
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  2022年4—10月我国主要暴雨天气过程简述

  闵爱荣, 张文, 王晓芳, 唐国瑛

  暴雨灾害. 2025, 44(02): 264-276.

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  利用中国大陆2 400多站日降水(北京时20—20时)资料和常规天气图资料，以1991—2020年30 a平均降水量为气候态，统计2022年4—10月我国主要暴雨天气过程，概述各主要暴雨过程的重要影响系统、出现时段、范围及累积降水量。结果表明：2022年4—10月我国共出现188个暴雨日、30次主要暴雨过程，其中8月9次、6月6次、7月5次、9月4次、4月3次、5月2次、10月1次。30次主要暴雨过程中有5次由热带气旋登陆或影响所致，其中7月1—7日台风“暹芭”暴雨，是影响范围最广、持续时间最长的一次重大暴雨事件，7月2日海南三亚出现的421.6 mm的降水为当年全国最大日降水量。本年度最大过程雨量达688.4 mm，出现在广东韶关(6月17—21日)，该过程系由低涡、切变线以及低空急流共同影响所致。