高分辨率遥感降水产品对强降水的监测能力评估——以2014年“威马逊”台风为例

针对2014年7月18日12时至2014年7月19日12时"威马逊"台风先后3次在中国华南沿海地区(海南、广东、广西)登陆所带来的暴雨过程,以中国气象局提供的地面观测站点数据作为参考,使用标准化偏差(NB)、相关系数(CC)、均方根误差(RMSE)、命中率(POD)、误报率(FAR)和关键成功率(CSI)等评价指标,对基于2种不同国际主流卫星降水反演算法GSMa P和IMERG的5套高分辨率遥感降水产品进行了小时尺度上的精度验证与分析。结果表明:遥感降水产品在暴雨事件中均表现出不同程度的低估,但地面校正算法较好地修正了遥感降水产品与地面观测数据间的整体偏差[GSMa P_GAUGE(-6.8%),IMERG_CAL(-0.5%)];遥感降水产品的误差主要来自大于100 mm的强降水,降水量超过100 mm时,5套产品的误报率(FAR)整体呈现上升趋势,命中率(POD)和关键成功率(CSI)呈现下降趋势;由于校正算法的数据来源是低时空分辨率的地面观测数据,校正后的遥感降水产品也在一定程度上丢失了高分辨率下捕捉到的降水变异特征。

“威马逊”台风对海南城市园林树木的影响及对策

台风是一种破坏力很强的自然灾害,针对"威马逊"台风对海南城市树木的影响和造成破坏的主要原因,提出因地制宜,加强苗木选择和种植,强化施工监管,强化园林绿化的养护管理工作以及台风过后应尽快抢救等管理,加强科研工作、加大投入,构筑防御台风体系的策略。

“威马逊”台风灾害防御行为效益评估研究

通过对"威马逊"台风气象资料、灾情资料、灾后恢复生产资料的收集与分析,采用相似分析法中的平均值距平估算法,预估"威马逊"台风的影响范围与等级为中等,并构建台风灾害防御行为效益评估指标体系,利用台风灾害风险指标模型,进行台风灾害风险评估。结果表明,较高风险区主要集中在沿海和桂南部分地区,其他地区主要是以中等风险区和较低风险区,依据确定性的大小和预估精确度范围,最终进行计算得出造成经济损失预估区间达22.5×109―24×109元,通过对台风"威马逊"在气象灾害防御机制作用和防御灾害行为效益计算与分析,根据台风灾害防御行为效益评估等级标准,台风"威马逊"灾害防御行为效益评估为较好,也突出了在台风防御和应急预警方面的重要性。

海滩-珊瑚礁系统风暴响应特征研究——以1409号台风“威马逊”对清澜港海岸影响为例

珊瑚礁海岸在我国热带地区广泛发育,海滩-珊瑚礁海岸的动力地貌过程是认识该类海岸的关键。本文基于对海南铜鼓岭-高隆湾岸段的台风＂威马逊＂前后跟踪观测,讨论了海滩风暴响应特征及其与珊瑚礁发育之间的联系。结果表明该岸段海滩在＂威马逊＂风暴作用下响应最为剧烈的区带位于平均海平面（MSL）以上,表现为后滨冲越,以及岸线蚀退、滩肩变窄、滩面侵蚀等响应特征。海滩风暴响应特征与近岸珊瑚礁发育密切相关,在无珊瑚或珊瑚受损的岸段海滩响应剧烈,剖面平均变化率（MPC）为其他岸段的3~6倍,珊瑚礁通过消耗波能对相邻海滩提供良好保护。海滩-珊瑚礁系统对风暴的响应特征受控于珊瑚礁对海岸波浪的消耗能力和海滩固有的缓冲能力。基于本文研究结果,归纳出风暴极端动力条件下海滩-珊瑚礁海岸的4种风暴响应模式。

台风“威马逊”造成云南强降水灾害天气分析

利用云南7部新一代天气雷达观测数据和Micaps常规资料,对台风"威马逊"登陆后减弱生成的热带低压引发强降水进行分析,揭示了台风"威马逊"造成的强降水成因及对云南的影响情况。结果表明:"威马逊"的外围云系于2014年7月19日下午开始影响云南,19日17时滇东南地区出现降雨,其中20-22日,云南省连续3d出现暴雨天气过程,滇中以西以南大部地区出现大暴雨、暴雨天气(其中屏边站和宁洱站日降水突破了历史极值),23日降雨过程结束。这次台风低压天气过程是近5年来影响云南造成降水最强的一次,热带低压西移与西南气流汇合,低压倒槽造成的强降水对云南西部造成持续影响。热带低压带来了强降水,造成了37人死亡、9人失踪的重大灾害。以文山新一代天气雷达观测资料分析,发现使用雷达对远距离低层云系的探测,能较好地判断"威马逊"台风外围云系的结构及演变情况,对改进强降水的短时临近预警有较好的价值;在现行体扫模式下增加超低仰角探测,应有助于更好预测风暴影响的强度和发展趋势,进一步改进预警能力,从而对短时临近预报有一定的帮助。就台风"威马逊"而言,发现较好的应用雷达资料,在一定的条件下对改进短时临近预警业务有一些帮助,因此提出重视雷达探测可能对提高强天气监测预警水平和防灾减灾应具有一定的价值。

基于海南省“威马逊”及“海鸥”台风次生海岸洪水灾后问卷调查的室内财产脆弱性研究

以2014年"威马逊"及"海鸥"台风次生海岸洪水灾害为对象,以主要受灾区海南省海口市及文昌市为研究区,通过实地勘测调查及问卷调查获取了这两场灾害的重点淹没地区、室内财产淹没水深、财产价值及损失率等数据;选取淹没水深作为致灾因子危险性代表性指标,构建了居民住房室内财产脆弱性曲线及商业用房室内财产脆弱性矩阵,从而定量地刻画了淹没水深与损失率之间的关系;另外利用调查数据,分析了淹没时长、减灾措施等因素对损失率大小及脆弱性曲线不确定性的影响;最后从加强脆弱性曲线结果的区域适用性、有效降低脆弱性曲线的不确定性等方面给出了未来研究的建议。

超强台风“威马逊”的地闪活动及大气电场特征

利用海南省气象局在海南岛内布设的地闪定位网、海口地区组网大气平均电场仪及雷达对超强台风“威马逊”过程的监测资料,分析了该过程在海南岛过境(2014年18日12时至19日12时)时陆地及附近海域的地闪活动的时空分布特征。闪电监测结果显示,18日18时起,发生的地闪数目开始增多,至18日22时达到顶峰,至19日8时以前仍保持较强的频数。地电主要发生在东方市境内及近海,最大密度值出现于洋面,达到了4.7次/km^2(海面),陆地最大地闪密度为1.6次/km^2。通过对地面电场的演变特征分析来看,嵌于台风外围雨带里的对流云具有三极性电荷结构特征,这与大部分常规夏季雷暴云具有一致性。

三个登陆台风造成云南灾害的天气成因研究

利用FNL 1°×1°再分析资料,云南站点降水实况资料,中国台风天气网资料,气象灾情直报系统数据和中国气象灾害年鉴等资料,分析"威马逊""海鸥"和"天鸽"系统对云南造成的强降水及灾害成因,结果表明:"威马逊"灾情最严重,受灾和伤亡人数最多,"天鸽"直接经济损失低于"威马逊";"海鸥"灾情和直接经济损失均相对最轻。三个台风低压进入云南的位置和强度不同,其西移过程中造成云南大到暴雨的范围、落区分布明显不同,"天鸽"从文山州的富宁进入云南,位置较偏东偏北,向西南-西移动;"海鸥"位置则偏西偏南,从红河州的金平入境云南,向西北-西-西南移动;"威马逊"从文山州的麻栗坡进入云南,逐渐加强西北移。"威马逊"西行影响云南持续时间最长达78 h、影响范围最大,对云南9个州市造成影响,其次是"天鸽"持续影响时间达66 h、对云南7个州市造成影响,"海鸥"持续时间为54 h,影响范围相对较小。从水汽输送的情况来看,"海鸥"的净水汽量最大为20.53×10~7 kg/s,"天鸽"次之为15.07×10~7 kg/s,"威马逊"最小为14.03×10~7 kg/s,并且东向输送到云南的水汽量最大。西太平洋副高的位置和强度对西行台风进入云南有重要影响。"威马逊"影响云南以台风低压降水为主,"天鸽"和"海鸥"影响造成云南东部出现强降水与冷空气活动有关。

“威马逊”引发广西暴雨的等熵位涡与湿位涡变化特征

本文运用NCEP/NCAR 1? &#215;1?再分析资料,结合广西区域自动气象站降水资料,对超强台风“威马逊”(1409)引发广西暴雨天气的等熵位涡与湿位涡变化特征进行了分析,结果表明:此次台风暴雨是由东南气流带来的高温高湿水汽在台风外围强辐合上升作用下产生的对流性强降雨,水汽主要来自孟加拉湾、南海以及西太平洋。由等熵位涡分析可知,台风中心位涡值最大,高层位涡值大于低层位涡值。“威马逊”为强台风时,未来6 h暴雨中心位于位涡中心气流辐合处,其强度减弱为热带风暴后,未来6 h暴雨中心则位于位涡中心右侧。由湿位涡分析可知,“威马逊”暴雨中心多位于MPV1 1大值中心对应。对流层低层MPV2“上负下正”配置有利于降水的增幅,MPV1 2 >0的区域对未来6 h暴雨中心有较好的指示性,MPV1 2 <0叠加对于未来6 h降水有增幅效果,同样易出现暴雨中心。

超强台风“威马逊”对道路交通的影响分析

利用全国公路交通气象监测网观测资料,分析了2014年超强台风“威马逊”（编号1409）对影响范围内道路及其交通产生的影响,“威马逊”致使道路大面积积水、洪水、泥石流等地质灾害以及大风造成交通阻断。“威马逊”对海南省的影响最为严重,海南环线高速公路（G98）的龙桥高速观测站小时极大风速达到了41.8m/s;海南省有74.2%的交通沿线气象观测站过程累积雨量超过了100mm,超过400mm的观测站也达到了6.5%,琼山站18日-19日累积降雨量高达507.2mm。“威马逊”对广东、广西道路的影响主要是道路积水及强风导致的树木折伏造成的交通阻断,而云南和贵州等地区的则是“威马逊”强降雨引发的洪水、泥石流等次生地质灾害造成道路交通阻断。“威马逊”影响期间的道路交通气象预报取得了一定成效。

典型海湾风暴潮特征数值模拟与研究

铁山港海湾是一个遭受风暴潮灾害影响较为严重的半封闭型海湾,基于有限元海洋数学模型ADCIRC (Advanced Circulation Model)研究了1409号"威马逊"台风期间铁山港海湾的风暴潮特征及非线性作用。结果表明:当考虑天文潮与风暴潮之间的相互作用时,风暴潮水位的计算结果更加准确,只考虑纯台风影响时,计算结果会低估风暴潮增水值,高估减水值,对预报结果造成较大的误差。海湾内部的增水要远大于湾外,但是减水值则相差不大。通过对天文潮和风暴潮非线性作用的影响因子进行分析,风应力的浅水效应可以忽略,但底摩擦项和对流项影响较大。在海湾内部对流项占主导地位,与天文潮的耦合作用也较强;而在湾外,底摩擦项占优势,耦合作用在海湾内外都较强。天文潮与风暴潮相互作用产生的非线性水位在湾顶处最大可达0.94 m,出现在风暴潮最大减水时刻,风暴潮增水发生后有所减弱,非线性水位表现出从湾外向湾内递增的规律。

铁山湾内天文潮对风暴潮水位的影响研究

作为半封闭狭长海湾,铁山湾受风暴潮灾害的影响较为严重。根据多年观测资料和数值模型对铁山湾内的风暴潮水位特征进行了研究。观测资料表明海湾内风暴潮峰值水位受天文潮相位影响较为显著,然后基于ADCIRC风暴潮模型和1409号“威马逊”台风参数,定量评估了天文潮对风暴潮水位的影响。模拟结果表明当考虑天文潮作用时,会显著提高模拟结果精度,然后通过数值实验研究了风暴潮与不同相位天文潮相互作用时的水位变化特征。数值实验结果表明天文潮-风暴潮相互作用引起的非线性水位在涨潮阶段不明显,在高潮位时非线性水位达到负值最大;在落潮时达到正值最大。风暴潮增水峰值由于受到这种非线性效应的影响,在高潮位时数值最小。海湾内非线性作用要远大于外部,非线性效应越强,总水位峰值相对于天文潮高潮位的延迟时间也就越长。