基于江淮流域梅雨期水分循环的洪旱中期预测研究

Every year, mid-term flood and drought prediction is a key issue of agriculture industry and flood defense management. Plum rain (Meiyu), which is in the northward shifting process of rainy season in China and is between the two rainy seasons of southern and northern China, is selected as the research target of this project. The fundamental scientific research logic is: water cycle processes of flood and drought years are deviations from that of normal hydrologic years, thus based on the abstract of such deviation degree from the dynamic process of water cycle system, regional flood/drought prediction can be carried out. In this project, in addition to the commonly used water cycle analysis method of its atmosphere and land surface process, cloud liquid water transport based on the remote sense data is applied in the analysis for the first time, and the relationship between cloud liquid water character and rainfall is established. Based on the dynamic character of water cycle process during plum rain period in the Yangtze and Huaihe River Basin, this project discusses water cycle background of regional flood and drought, detects the relationship between water cycle and the formation and development of flood process, extends mid-term flood/drought prediction period of pulm rain, and establishes an integrated technique system for mid-term flood/drought prediction in the Yangtze and Huaihe River Basin.

洪涝与干旱中期预测是每年农业与防汛工作十分关注的问题。本项目研究选择我国东部雨季雨带北跳过程中处于前汛期雨季和华北雨季之间的梅雨阶段进行研究。研究中采用的基本科学思路是，认为丰枯现象是其水分循环系统相对于正常年份水分循环系统特征的偏离，因而，从水分循环系统的动态过程中提取其偏离的程度，即可据此对区域水文丰枯情势进行预测。研究中除采用通常水分循环大气过程和陆面过程的耦合分析方法外，首次采用遥感资料进行大气云液态水输送计算，并建立大气液态水与降水量之间的关系。基于江淮流域梅雨期水文循环的动态特征，探讨区域丰枯水特征的水分循环背景、寻找水分循环与洪水形成及发展过程之间的关系、延长梅雨期间江淮流域洪旱中期预测的预见期，建立基于水分循环的江淮流域梅雨期洪旱中期预测技术集成系统。

我国东部江淮流域属于半湿润季风气候，东亚季风对该地区夏季降水的时空分布具有重要影响。历次江淮流域出现较大洪涝灾害的主要原因是大气环流异常引起的梅雨期偏长以及集中性暴雨所致。作为东亚季风活动的重要阶段，梅雨期水文循环特征的研究，对深入揭示前汛期雨季降水和华北雨季降水的水文循环特征，具有承上启下的重要作用。.针对长序列水文气象资料，为减少在趋势检验过程中序列自相关性引起的趋势误判，研制了两种新的适用于自相关序列的趋势检验方法。两种方法都能较好地保持较低的第一类错误，并具备较强的检验能力。.水循环要素的变化特征分析结果表明，我国东部地区年降水量的年内分布变化较大，年降水量高度集中在夏季，黄河、淮河片区约占55%，长江、珠江片区约占45%。我国近20多年来的多年平均年降水量空间分布与长期分布相比，总体上没有明显的变化，但在环渤海湾的600mm等雨线南移；近期年降水量在东南地区比前期增幅明显。.基于NCEP/NCAR再分析资料的分析结果表明，冬季，我国东部中低纬以南的区域存在一条最强的东风水汽输送带，20-30°N存在一条强西风水汽输送带，之间则为很弱的水汽输送，与副热带高压相对应。春季，水汽输送呈现为冬、夏季形势之间的过渡特征。由于夏季风的爆发，夏季水汽输送形势整体显著加强，最显著特征是南半球的强东风水汽输送在索马里附近越过赤道形成一条最强的西南风水汽输送带，它是联系印度季风和中国梅雨的一种纽带。.建立了我国东部江淮流域的陆地—大气耦合系统水文循环概念模型，分析了区域尺度的水文循环要素及其水文循环参数，给出了相应的水文循环和水量平衡成果。.该研究有助于深化对江淮流域水文循环过程的认识，为我国东部地区洪水的中期预报提供指示性成果，不仅具有重要的科学价值，也对保障我国东部地区水资源安全具有重要意义。