长江流域洪水过程强信号敏感区水文—气象相关模型.pdfVIP

1 长江流域洪水过程强信号敏感区水文 气象相关模型* 徐祥德 1) 苗秋菊 1) 张胜军 1) 谭德宝 2) 刘还珠 3) 1) 中国气象科学研究院 北京 100081 2) 长江科学院 武汉 3) 国家气象中心 北京 100081 摘要 本文通过对长江流域荆江段 枝城 水文站流量 水位 变化影响因子的研究 试图建立 区域洪水过程水文 气象相关模型 本文研究结果表明长江流域洪水过程关键敏感区强降水水汽远距 离输送是长江洪涝预报的强信号因子 本文水文 气象统计相关模型描述了荆江段 枝城 流量 水 位 与大气水份循环分量相关特征 即长江流域中下游存在超前不同时段动态变化的强降水关键影响 区及整层水汽输送通量高相关区 长江流域洪水过程亦存在显著的远距离输送水汽流相关轨迹特征 即低纬海洋 高原 长江流域和低纬海洋 长江流域 关键词 长江流域 洪水 水汽输送 1 引言 联合国世界气象组织 WMO WWRP 计划 World Weather Research Programmed 近期确定 以最大限度改进天气预报技术为目标 发展以此为目标的敏感区观测方法及其观测系统 长江洪 涝预报最关键的技术环节之一仍是梅雨带得以维持所需的持续水汽输送影响域及其上游强降水 敏感区影响问题 因此暴雨过程的水汽源及其水汽输送敏感区亦是长江洪涝预报的着眼点 如何 寻找长江流域洪涝暴雨敏感区或远距离遥相关的水汽源亦是探讨长江洪涝成因的重要因素 设计 其上游强信号敏感区观测网将对长江流域洪涝预报理论研究与技术发展具有重要的应用价值 1998 年 6~8 月 长江流域频降大雨 暴雨和大暴雨 局部地区降特大暴雨 三个月内 长 江上游 中游和下游大部分地区的总降水量达到 600~900 毫米 沿江及江南部分地区超过 1000 毫米 降水量较常年同期偏多 0.6~1.5 倍 引发了自 1954 年以来又一次长江全流域性的大洪水 此次灾害洪水水位之高 涉及范围之广 持续时间之长 洪涝灾害之重 经济损失之巨是历史罕 见的[1] 因此 长江洪水形成的关键因素亦是长江流域持续的大范围异常暴雨及其源源不断水汽 输送过程 本文将选择长江流域洪水关键区域 荆江段作为探讨暴雨及其水汽输送两个关键因素 对荆江区域水位及其流量变化的影响作用 寻找出区域洪水过程水文 气象的相关模型 长江从枝城至城陵矶河段称为荆江 该地区是长江流域历年洪水频发重灾区 1870 年 清 同治九年 长江发生一次特大洪水 不仅在长江上游产生了巨大的灾害 在中游荆江南岸松滋 一带溃决形成松滋河 北岸监利江堤溃口 荆江两岸一片汪洋 造成了极为严重的洪灾 人称 庚 午之灾 荆江贯穿于江汉平原与洞庭湖平原之间 流经湖北省的宜都 枝江 松滋 江陵 荆 州 沙市 公安 石首 监利及湖南省的华容 岳阳等县市 荆江是长江防洪最关键的地区 荆 江洪水主要来自宜昌以上 枝城以上约 19 公里处的宜都有支流清江入汇 沙市附近有小支流漳 河入汇 枝城集水面积约 103.1 万平方公里 南岸有松滋口 太平口 藕池口和调弦口 调弦口 于 1959 建坝堵塞 现建有一个灌溉节制闸 分泄水沙入洞庭湖 由于流域地表水径流可描述大范围流域水文状况 本文重点研究荆江水文站洪峰阶段水位或 流量与流域大范围强降水及其持续水汽输送大尺度水份循环相关特征 通过流域某点水文 气象 相关模型研究 试图揭示流域洪水形成的大尺度水份循环分量 强降水 水气输送 分布特征 关于长江流域梅雨成因有关水汽输送问题 徐祥德等[2]根据多年平均水汽通量矢量场分析提出 夏季东亚季风活跃区水汽流东起菲律宾 经过南中国海 流至青藏高原及华南地区 西起东非索 马里 阿拉伯海 印度洋 经孟加拉湾至青藏高原东部两支水汽流共同转向中国长江流域和日本 * 本研究受到社会公益研究专项 长江荆江河段洪水预警公共信息平台的建设及应用 项目资助 第一作者简介 徐祥德 男 1942 年出生 现在中国气象科学研究院工作 研究员 天气动力学专业 出版刊物 长江科学院院报 2004 21 3 EI 2 列岛 该地区是中国区域洪涝异常水汽输送的 大三角形 关键区 图 1 图中还可看出 在 大三角形 区域内 来自南海和印度洋的水汽流在孟加拉湾汇合向北输 送 在 大三角形 区的顶部受高原地形阻挡 向东转运到长江流域 这也是形成长江流域梅雨 带的主要水汽通道之一 因此 高原东南部对南来水汽的 转运 效应是研究长江流域梅雨形成 问题中不可忽视的因素 以上梅雨带水汽输送遥相关理论可启发我们如何将梅雨带问题的研究成 果用于洪水预报技术中 探讨