新型电力系统应对极端事件的风险防范与应急管理关键技术

保障电力安全是贯彻落实总体国家安全观的基本要求。当前,我国电力系统正向新型电力系统演进,新能源不确定性、设备低抗扰与弱支撑性等特征变化叠加日益严峻的极端事件威胁,使得提升电力系统弹性、防范电力安全风险成为一项复杂且具有挑战性的工作。该文在详细介绍新型电力系统弹性提升所面临挑战的基础上,从“风险评估—投资规划—预防准备—响应恢复”4个层面归纳新型电力系统应对极端事件的电力风险防范与应急管理技术,系统分析各层面的关键技术与研究重点。最后,对保障新型电力系统电力安全的实现路径进行展望,提出进一步深入研究的方向。

如何防范极端事件中金融市场尾部风险的跨国传染

极端事件通过复杂的金融网络和跨国资本流动,能迅速引发金融市场尾部风险的跨国传染,企业应通过改进金融产品设计和标准、加强跨国金融监管合作、提升信息披露和透明度,以及增强企业自身的抗风险能力等措施,来防范相关风险。近年来,全球金融市场经历了多次重大极端事件,如2008年全球金融危机、2010年欧债危机以及2020年新冠疫情所引发的市场剧烈波动,揭示了金融系统的高度脆弱性和全球市场的紧密关联性。在全球化进程加深的背景下,极端事件往往通过复杂的金融网络和跨国资本流动迅速扩散,造成尾部风险的跨国传染,对企业、市场和经济体构成多重威胁。

面向极端事件的配电网差异化韧性供电服务及其定价方法

近年来,由极端事件导致的大停电事故给用户的生产生活带来巨大挑战。为解决不同用户对配电网灾后应急供电需求的差异性问题,提出一种面向极端事件的配电网差异化韧性供电服务及其定价方法。首先,基于电网-交通网融合系统提出考虑移动储能(mobile energy storage system,MESS)规划与调度的配电网韧性提升方法。然后,基于用户差异化的灾后供电需求设计多种韧性供电等级下的服务定价菜单。最后,为将韧性供电服务的提供与用户需求相匹配,构建韧性供电服务提供与定价双层模型,上层配电网运营商(distribution system operator,DSO)提供差异化的韧性供电服务并设计定价菜单,下层用户结合服务成本与效益订购最佳的韧性供电服务等级。改进混沌模拟退火粒子群算法(chaoticsimulated annealing particle swarm optimization,CSAPSO),结合gurobi求解器迭代寻找模型的均衡解。算例分析表明,所提方法可有效权衡DSO与用户的效益,满足了用户差异化的灾后供电需求,实现双赢。

极端事件冲击下原油期货市场有效性的演变特征

原油期货市场极易受到地缘政治冲突和金融危机等极端事件冲击的影响,基于多重分形降趋波动分析和递归图方法构建了4种指标,量化分析了上海原油期货市场的有效性,并以国际原油Brent和WTI期货市场作为对比,系统地研究了极端事件冲击下市场有效性的动态演变特征。最后,对WTI原油期货市场的长历史数据进行了分析。研究发现:在相同的样本期间内,由于中国原油期货的制度优势、审慎适时的风控政策和具有强大韧性的经济基本面,极端事件冲击对国际原油期货市场有效性的负面影响要大于国内市场,从而使得上海原油期货市场的有效性在不同时间尺度下都高于Brent和WTI原油期货市场;原油期货市场的有效性不是固定不变的,具有显著的均值回复特征,极端突发事件会对原油期货市场的有效性造成严重的负面冲击,由于原油期货市场系统具有自我修复的能力,外生冲击造成的短暂动荡会被逐渐吸收化解,以维持自身市场有效性的相对稳定。所构建的市场有效性指标对预警原油期货市场风险具有一定的效果。

长江中下游平原2022年高温干旱复合型极端事件的影响因子分析

基于ERA5和ERA5-LAND再分析资料,利用水量平衡分解法,将净降水量(降水量减蒸发量,P-E)的变化分解为热动力贡献、热力学贡献和涡动贡献,分析了2022年发生在长江中下游平原的极端干旱事件的机理和演变过程,并将其与2013年同样发生在长江中下游的高温干旱事件进行对比分析。净降水量分析表明,2022年长江中下游平原汛期前期(5—6月)干旱主要由降水量减小导致,水量平衡分解分析显示,湍流涡动与平均环流变化的贡献是早期干旱的主要因子;中期(7—8月)的高温增强了地表蒸散发,尤其是裸土蒸发的增强,加剧了干旱程度,水量平衡分解显示,表征温度升高引起的水汽含量变化的热力贡献对干旱加剧的贡献最大;后期(9—10月)高温进一步引发平均环流变化导致的热动力贡献延长了干旱持续时间。而2013年的高温干旱为高温引发的热力学贡献主导,持续事件短,干旱程度弱。本文对2022年发生在长江中下游平原的高温干旱复合型极端事件的发展和演变过程的剖析,可为湿润区极端高温干旱事件的预测预警提供参考。

化解亲子冲突,防范极端事件

我们先来谈谈作为父母,应如何行动。首要之务是深入理解孩子。青少年正处于心理断乳的初期,也称为第二反抗期或危险期。这一时期是人的心理发展历程中一个尤为关键的阶段,容易出现极端行为。父母若对孩子缺乏理解,加之彼此关系的不平等和价值观的冲突,往往会加剧孩子的叛逆心理,进而可能导致极端行为的发生。

面向复合极端事件应对的应急物资保障体系优化路径

应急物资保障是防范化解重大风险、统筹好发展与安全两件大事的重要基础性工作,是应急管理体系和能力建设的重要内容。本刊开辟物资储备专栏,连续刊载应急物资储备相关理论探索和地方实践经验。栏目通过介绍应急物资储备的政策制度、资源投入、地方实践、技术支撑等工作,以期为各地应急物资储备工作提供可资借鉴的经验。

西北大学学者揭秘大气急流影响的农业和社会极端事件

急流是位于上层大气中的高速风带,分别在北半球和南半球由西向东环绕地球。急流位置的变化会导致天气状况的改变,进一步影响农业生产力和全球粮食安全。然而,人类对工业化时代之前急流的变异性及其影响了解非常有限。日前,西北大学城市与环境学院教授徐国保以第一作者身份在国际期刊Nature(《自然》)发表长文“大气急流影响了欧洲七个世纪的极端事件”,从大气急流的位置变化,对欧洲森林生态系统和社会、经济的影响进行了探讨,揭示了西北欧和东南欧之间对比鲜明的气候条件对农业、经济和社会的影响。

1961~2022年长江流域高温干旱复合极端事件变化特征

2022年长江流域高温干旱复合特征显著,给水资源、生态系统、经济社会等带来重大影响。基于1961~2022年长江流域逐日气象观测数据和气象干旱综合指数(Meteorological Drought Composite Index,MCI),分析了长江流域极端高温、干旱以及高温干旱复合事件的长期趋势和相互关系,给出了基于频次、强度、持续时间和影响面积的综合危险性指数评估结果。研究表明:(1)四川盆地东部和长江中下游干流沿线及以南地区是2022年高温干旱复合事件相对影响最大的地区,同时上述地区也是高温干旱复合风险增加趋势显著的地区。(2)在局地复合事件持续时间增加以及上游复合事件风险增大的叠加作用影响下,长江中下游干流周边水文干旱风险可能增加。(3)气候变暖背景下,高温、复合极端事件将变得更为极端,特别在四川盆地东部和长江流域东南部最为显著;高温事件增加是复合事件增加的原因,越来越多的干旱事件与高温关联;长江上、中游在20世纪90年代末以后高温事件强度对复合事件强度起主要贡献的年份明显增多。(4)从综合危险性来看,长江全流域强高温事件并发的年份较多,而严重干旱常在上、中、下游中的两个区域内发展演变;21世纪以来,6~10月发生高危险性高温干旱复合事件且影响范围覆盖长江全流域的有2006,2013,2019年和2022年。研究成果可为认识长江流域高温干旱复合极端事件规律提供支撑。

揭阳冬季低温及其极端事件与低频振荡的关系

基于1981-2020年揭阳市国家站逐日最低气温和NCEP/NCAR再分析资料,采用相对阈值和功率谱分析方法研究了揭阳冬季最低气温及持续性极端低温事件(PECE)与低频振荡的联系。结果表明:揭阳市冬季最低气温存在显著10~30 d振荡(准双周振荡)与30~90 d振荡(季节内振荡)。冬季最低气温的低频振荡对PECE的发生起重要调制作用,60%的PECE同时受10~30和30~90 d变率耦合影响,30%的PECE仅受10~30 d变率调制,10%的事件仅受30~90 d变率调控。中高纬低频环流波列通过调制西伯利亚高压和东亚大槽季节内尺度上的位置及强度变化来影响低频冷空气的南侵,进而引起揭阳市最低气温低频分量的持续下降,有利于PECE的发生。

考虑极端事件下的高比例可再生能源电力系统韧性增强策略

近年来,极端事件与风电出力的不确定性给电力系统的安全运行带来了严峻挑战。文中提出一种考虑极端事件并以风电不确定性为导向的自适应鲁棒优化模型以增强电力系统的韧性能力。首先,考虑风电出力不确定性以构建自适应鲁棒多面体不确定性集合。其次,考虑极端事件对电力系统的威胁,提出了防御-攻击-防御框架下风电出力不确定性的电力系统韧性增强模型。最后,该模型在IEEE RTS-79和IEEE RTS-96测试系统上进行仿真验证,并采用列与约束生成算法进行求解,仿真结果验证了所提模型及求解方法的有效性。

1961-2020年中国洪水-热浪复合极端事件时空变化特征

全球变暖增加了极端气候事件的发生概率,复合极端事件比单个极端事件对社会经济与环境造成的影响更严重。基于中国639个气象站点1961-2020年逐日降水和最高气温数据,采用加权平均降水指数(WAP)和相对阈值法识别出洪水和热浪事件,分析中国7日内洪水-热浪复合极端事件总频次及发生概率等时空变化特征,对比不同时段单个极端事件与复合事件两者之间变化差异,并探讨了洪水-热浪中热浪最长持续时间和平均强度变化,为我国防洪减灾方案提供参考。研究结果表明:(1)近60年几乎所有站点都发生过洪水-热浪复合极端事件,并表现出明显空间差异,出现频次较高的区域主要分布在长江流域、东南诸河流域、珠江流域及内陆河流域;(2)1961-2020年洪水-热浪事件总频次及中国区域平均发生概率均呈显著上升趋势(P<0.01),且不同年代以来上升速率越来越大;不同年份复合事件出现的频次和概率差异较大,2016年频次、概率最高(261次、17.4%),1985年频次、概率最低(8次、0.5%),发生概率与频次呈现出高度一致性;(3)与单个发生的极端事件相比,洪水-热浪复合事件发生频次增幅更大,1981-2000年、2001-2020年洪水-热浪事件总次数与1961-1980年的比值由1.26增加至2.96,且在长江流域东部、珠江流域东南部及东南诸河流域表现最为突出;(4)与热浪前没有洪水的热浪事件相比,洪水-热浪事件中热浪的最长持续时间相对较短、平均强度相对较小,不同流域空间差异表现不明显。

2019~2020年北极野火极端事件的气象成因解析

利用MERRA-2再分析气象变量(降雪量、降水量、地表风速、相对湿度、2 m气温、日最高气温)和加拿大火险天气指数,通过逐步回归方法构建1997~2020年间北极不同关键区内气象因子与野火碳排放量之间的关系,在此基础上解析北极地区2019~2020年野火极端事件的主导气象因子。结果显示在北极的3个关键区中,野火排放的主导因子都是火险指数之一的粗腐殖质湿度码(Duff Moisture Code, DMC)。2019~2020年北极地区850 hPa位势高度异常偏高,带来极端升高的日最高温和显著减少的降水,共同导致异常偏高的DMC值并促进了野火极端事件的爆发。这一结果表明高温和干旱等气候异常对于目前频发的北极野火有较强的促进作用。

混沌光注入半导体激光器中极端事件的演变

基于相位共轭光反馈混沌激光系统(主激光器)产生的极端事件,研究了将其输出注入到一个自由运行的半导体激光器(从激光器)的演化情况.通过注入参数空间中极端事件相对数量的二维统计图分析注入参数对极端事件产生的影响,发现在主从激光器混沌输出高相关性参数区域,从激光器中的极端事件的相对数量趋向于一个接近主激光器中极端事件相对数量的稳定值;在某些特定的弱相关区域,从激光器中的极端事件的相对数量趋向于增加.研究结果证明了通过光注入控制极端事件的可能性,有利于优化混沌激光系统性能或拓展其应用场景.

公正:极端事件司法裁判之困境--以米尼奈特号“人吃人”事件为例

公正在不同的场合下有不同的含义。当一个法官要裁判是否让某种行为承担责任的时候,公正就是让应负责任的承担责任,让不应当承担责任的不受惩罚,并无其他附加意义。但是对不寻常的极端案件,在已经设定的公正内涵中,想要完全没有争议的裁判这些极端案例,确并无可能。

铁路公安机关防控个人极端事件策略探讨

涉及铁路的个人极端事件对铁路运输安全和社会稳定造成严重影响。铁路公安机关通过科学备勤全员参与应急值守、紧盯情报研判强化人员管控、开展实战练兵提升处置能力、联勤联动严抓内部执法等经验做法,最大限度地遏制了个人极端事件发生,但部分铁路公安机关在防控极端个人事件中也存在管理职能缺失、体系防控不健全、统筹能力欠缺等问题,原因在于其主动参与性不够,专业能力及辅助措施不足。对此,铁路公安机关应主动参与、积极引导、提升能力、加强宣传,聚焦防控预警、强化应急处置、完善事后管理,采取加强排查治理、促进协同作战和稳控社会舆情等措施,更加有效地遏制个人极端行为。

能源安全发展应坚持原则兼顾灵活——从极端事件对能源格局的影响看上海应变之道

近年来国内外发生的各类极端事件不仅给能源安全发展敲响了警钟,也对能源结构转型产生了一定程度的冲击。党的二十大报告明确提出要加快规划建设新型能源体系,在此背景下,上海应当坚持能源绿色转型原则不动摇,并灵活运用清洁煤电,通过发挥新能源“生力军”和煤电“压舱石”的作用,让城市能源发展更加安全稳妥。

关于复合型极端事件的新认识和启示

近年来,极端天气气候事件频繁发生,且常常表现为多种事件交织形成的复合型极端事件。为了更好地认识复合型极端事件,IPCC AR6基于现有的新证据评估了复合型极端事件的最新研究成果,并取得一些新认识:扩展了有关复合型极端事件的定义,重点围绕高温干旱复合型极端事件、复合洪水和野火,评估了复合型极端事件的变化特征,探讨了复合型极端事件多因子之间的依赖性,对人类活动的影响进行了归因分析并给出了未来可能的变化。这些评估结果丰富了对复合型极端事件的基本认识。但根据现有的评估可以发现,目前在复合型极端事件发生发展机理认识方面还存在不足;同时,未来仍需进一步完善跨学科跨部门跨区域研究,加强对复合型极端事件形成机理、预估及其对生态系统,经济社会影响风险的评估,提高对区域气候变化的适应能力。

气候变化下水文极端事件变化预测研究进展

全球气候变化对洪水、干旱等极端水文事件的影响已成为一个亟待解决的科学问题。针对国内外在气候变化下采用统计降尺度和降雨径流模型对水文极端事件进行预测的研究进展进行了系统分析,在分类阐述的基础上,总结了国内外最新的研究进展及在预估过程中存在的问题和解决方案,试图凝练出一些气候变化背景下水文极端事件预估的新思路。结果表明:为有效降低极端水文事件预估的不确定性,各种集合模拟技术、数据同化方法、强化观测技术及水文模型的尺度转换理论将是有效的解决途径。

涠洲岛滨珊瑚骨骼生长率变化对气候变暖和极端事件增加的响应

较高纬度海域的珊瑚礁能否成为气候变暖背景下珊瑚物种的"避难所"仍不明确,在南海的相关研究更是稀少。文章通过X光照相的方法,测定了采自涠洲岛的滨珊瑚Porites样品的骨骼生长率;利用涠洲岛表层水温(SST)资料,分析了SST上升速率,并计算出周热度指数和正、负水温异常值,清晰地展现历史上该海域的极端高、低温事件;结合滨珊瑚骨骼生长率和水温参数的变化,研究涠洲岛滨珊瑚对全球变暖以及历史极端事件的响应和记录,并以此为例探讨南海北部较高纬度海域珊瑚对气候变暖和极端事件增加的响应。研究结果显示,采集的滨珊瑚年龄覆盖27年,即1984—2010年,其平均骨骼生长率为6.3mm·a-1,变化于3.1—9.9mm·a-1之间。所有滨珊瑚的骨骼生长率一致呈现出下降的趋势,特别是在1997年后比之前下降了26%。气候变暖、SST快速上升以及极端气候事件增加导致了涠洲岛乃至全球范围内珊瑚生长率的下降。较高纬度海域的珊瑚应对气候持续、快速变暖的能力表现得较弱,尤其是面对极端事件频发的情况时其脆弱性更加显著。