1978—2020年中国台风灾害灾情时空分布格局及影响因素分析

为探究中国台风灾害影响和灾情的时空分布及演化规律,基于县域经济社会和灾情统计数据、历史台风风雨数据、高精度地形数据等资料,以县级行政区为空间单元,采用时序统计分析法、重心模型、地理探测器、空间相关分析、地理加权回归等方法,对1978—2020年中国台风灾害灾情的时空分布格局及影响因素进行分析,结果显示:1)台风灾害造成的死亡失踪人口、倒损房屋数量和每百万人口死亡失踪率、直接经济损失占GDP的比重均呈下降趋势,防灾减灾工作取得显著成效;2)台风灾害灾情重心随沿海地区经济发展南移,灾害影响呈现沿海地区减轻、内陆地区加重的特征;3)台风引发的风雨是灾情的主要驱动因素,地形因素是造成人员死亡失踪和农作物损失的驱动因素之一;4)浙江闽北、粤西桂东两大区域灾情集聚特征显著,与台风活动规律和经济发展水平密切相关;5)局部地区生产总值与灾情呈负相关关系,反映经济社会发展对防灾减灾能力的促进作用。

2021年中国气候年景及主要气象灾害概述

基于长时间序列的气象观测、灾害灾情和社会经济数据,采用气候年景、灾体量、气候风险三类指数以及客观化气象灾害过程识别方法,系统评估了2021年总体年景,以及主要气象灾害的风险和损失年景。结果显示:2021年,我国气候年景总体较差,属于高气候风险,但是气象灾害损失年景偏轻。暴雨洪涝风险等级高,但过程次数低于常年且损失年景总体偏轻;高温过程次数高出常年值1倍多,高温风险等级高;干旱、台风、低温冷冻害和雪灾过程次数均接近或低于常年,灾害损失年景均偏轻,风险等级分别属于略低、一般和一般。

2019年全球重大天气气候事件及其成因

2019年全球主要温室气体浓度继续保持上升趋势,全球平均温度比工业化前水平高1.1(±0.1)℃,为有气象记录以来第二暖年。海洋热容量及海平面高度创新高,海冰面积偏小。年内,全球各地发生了许多重大天气气候事件,包括多地遭遇暴雨洪涝侵袭,澳大利亚以及亚洲和欧洲多国受干旱影响,全球极端热带气旋频发,欧洲及澳大利亚等地遭遇异常高温热浪天气,北美和欧洲遭受寒流和暴风雪袭击,多地出现强对流天气。分析表明,印度洋偶极子(IOD)处于正位相、赤道中太平洋地区海温持续偏暖以及副热带高压系统控制是澳大利亚高温少雨的主要原因,最终引发严重的森林山火;前期异常偏强的IOD正位相叠加持续时间异常偏长的热带低压,促进了2019年印度7—8月强暴雨事件的发生发展。

基于BP神经网络技术的西北太平洋热带气旋年频数预测

利用NCEP月平均的500 hPa高度场和海表温度场分析资料、中国气象局台风年鉴(1949—1988年)和热带气旋年鉴(1989—2008年)资料,采用BP(神经网络模式)对发生在西北太平洋上的热带气旋年频数进行预测。对隐层节点数进行普查,采用试错法,并综合考虑模式精度及迭代次数,得到了相对较优的神经网络预测模式。利用选用的模式来预测热带气旋年频数,给出了具体的预测值及具有范围的预测值,8年独立样本检验结果表明有6/8的预测值处于或接近相应的预测范围内。

“07.7”淮河流域梅雨锋暴雨的地形敏感性试验

利用WRFV2.2中尺度数值模式,对2007年7月8~9日发生在淮河流域的梅雨锋暴雨进行了模拟及相关的地形敏感性试验。结合这次暴雨过程特征,详细分析了大别山地区地形及皖东南地区地形分别对安徽北部、湖北北部和河南东南角、江苏中部降水的影响。结果表明:在这次降水过程中,如果没有大别山地区的地形,安徽北部一带的700 hPa天气系统的发展或移动速度更快,相关区域降水将加大,地形在鄂豫地区产生的切变消失,相应的降水消失,且地形切变与气流切变叠加时降水更大,在一定的系统配置条件下,大别山地区的地形可以影响江苏地区降水的发生、发展;如果没有皖东南地区的地形,安徽北部系统略有发展,大别山地区的地形切变作用减弱,江苏中部的降水大范围减小。

台风灾害气象指数保险相关技术方法初探

气象指数灾害保险是目前全球范围内广泛研究的一种风险转移工具,它可以克服传统的自然灾害保险的局限性,在农业保险领域应用前景广阔。以福建省连江县为例,依据连江县台风灾害及台风活动特征,将能够对连江县造成一定损失的台风分成分别以大风、大雨和大风雨为主导的3类。结合连江站相关气象数据及概率分布建立了广义的台风灾害气象指数,最后构建了保险赔付路线图,以供有关部门参考。

气象灾害的灾体模型及其初步应用

基于灾度相关模型,提出了面向气象灾害的四维灾体模型。模型以受灾人数、受灾面积和直接经济损失形成的灾度平面作为损失的基本规模,在灾度平面垂直方向,以死亡失踪人数为要素形成第四维,最终形成四维灾体。将模型初步应用于我国气象灾害损失年景评价分析之中,结果显示,2003、2006和2010年为气象灾害损失明显偏重年景;验证分析表明,灾体模型将死亡失踪人数作为特殊的一维来考虑,凸显了其在整个气象灾害损失评价中的重要地位,另外增加受灾面积指标,使得评价结果更趋完整。

我国沿海主要省份热带气旋风雨因子危险性分析Ⅱ:年代际变化特征

利用热带气旋最佳路径资料和气象台站观测资料,以及风雨因子危险性模型,分别计算我国沿海主要省份热带气旋风因子危险性、雨因子危险性及总危险性,并对其年代际变化特征进行分析。结果表明:沿海主要省份热带气旋致灾因子危险性随着年代逐渐增大,风因子危险性呈逐年代减弱,而降水因子危险性则逐年代增加;与1970年代相比,热带气旋在2000年代更易带来强降水,但极端风速出现的概率减小,热带气旋活动频数偏少,热带气旋的平均强度略偏强且持续时间偏长;与1970年代相比,2000年代的热带气旋气旋性环流更强烈,其附近低层西南风异常伴随有异常的来自西南向的水汽输送,并产生西南-东北走向的异常水汽辐合带,在异常强烈的垂直运动作用下,更多的水汽将带入高层,有利于降水产生。

1971-2011年中国县级行政区域热带气旋基本气候特征

借助ArcGis软件获取了1971—2011年中国县级行政区域内热带气旋活动的基本信息,包括经纬度、持续时间、强度等,并对这些信息进行了统计。结果显示,中国县域内热带气旋活动最多频次为台湾省花莲县,平均每年0.78次;最大平均强度出现在台湾省宜兰县,达到35 m/s;持续时间最长的为海南省乐东县,平均每年2.2 h;受热带气旋潜在影响程度最高的为台湾省台东县,年平均YTCPI(Yearly Tropical Cyclone Potential Impact Index)达到15 106。与此同时,对6—10月各月中国县域内的热带气旋活动特征进行了详细分析。结论有助于进一步了解中国县域受热带气旋影响的基本特征,为有关部门防台减灾提供参考。

灾体模型的拓展及其在主要气象灾害损失年景评价中的应用

该文拓展了面向气象灾害损失评价的灾体模型,使得其适用性增强。基于新模型,对2003-2018年我国主要气象灾害损失及总损失年景进行了评价分析,结果显示,存在极端偏重灾害损失年景的有暴雨洪涝(2003、2010年)、台风(2005、2006年)、低温冷冻害和雪灾(2005、2008年),另外各气象灾害偏重及以上的年景主要分布在2003-2013年,2014-2018年相对灾体量指数平均值较2003-2013年(不含极端年份)偏少65%~90%;在气象灾害总损失年景评价中增加考虑倒塌房屋和饮水困难人口两个损失要素后,评价涉及的信息更加全面,评价结果更趋完善。

我国台风灾害年景预评估方法初探

本文以热带气旋年潜在影响力指数(yearly tropical cyclone potential tmpact index,YTCPI)为纽带,初步探讨了我国台风灾害年景预评估方法,预评估检验结果显示,1991 2008年,除1996、1997和2004年预估年景偏轻外,其他年份均与实际年景相一致;2009—2013年独立样本预估结果显示,只有2009年没有预估正确;总体上可以看出借助YTCPI指数来预评估台风灾害年景是可行的。

雷暴天气过程中地闪分布的诊断分析

尝试将地闪的具体位置与一些气象参数的分布结合起来,分析了地闪位置与200 hPa高空急流、850 hPa水汽通量散度和总温度、通气管指数、K指数、风暴相对螺旋度分布的关系。发现除风暴相对螺旋度外,其它参数与地闪分布关系密切。进一步分析了一次雷暴个例,讨论了系统发展不同时期,地闪与各参数的分布特点。发现地闪集中区域向东南方向的迁移与一些参数大值中心的东南进或东移有很好的对应关系。这些结论对地闪闪区的预报和监测有非常好的指导意义。

兰州周边地区地闪闪区统计特征Ⅰ:环境风场及稳定度特征

统计分析了兰州周边地区6h内地闪闪区分布特征与200hPa高空急流、垂直风切变、高低空辐合辐散等环境风场以及K指数、条件对流性稳定度指数的关系,得到了地闪闪区与通气管指数分布的5种主要类别以及与高低空辐合辐散、稳定度指数分布的结构模型;指出了目前研究地闪频次与气象参数关系中存在的问题,通过分析不同时间或空间范围内的地闪频数与K指数的相关关系证实了这些问题的存在,建议在分析地闪频次和气象参数的关系时考虑选取有益的统计地闪次数的时间或空间范围。

1961—2018年影响深圳市的台风特征分析

采用ArcGIS空间分析技术、信息扩散技术等方法,统计分析了1961—2018年影响深圳市的台风特征。结果显示,进入深圳市300 km缓冲区(以下简称缓冲区)的台风频数呈现出明显的下降趋势,概率分析表明深圳市易受强热带风暴及以上等级的台风的影响;深圳市年台风降水量及其占年总降水的比例均呈现出明显的下降趋势,而极大风速呈现出弱的下降趋势;三类登陆台风分析表明,在深圳西侧一带登陆的台风往往会给深圳带来较强的风雨影响,在深圳东侧一带登陆的台风可产生较持续的影响,从深圳以南登陆的台风对深圳市的影响总体上偏小。

2016年全球重大天气气候事件及其成因

2016年全球主要温室气体浓度持续上升,地表温度相比工业化时代之前水平偏高1.1℃,成为有气象记录以来的最热年。受全球变暖影响,北极海冰全年处于较低水平,格陵兰冰盖和南极海冰的消融程度明显增强;海洋温度升高致使全球海平面上升和海洋环境变化。在超强厄尔尼诺事件背景下,受大气环流异常影响,全球降水空间分布不均,年初多地旱情持续发展,造成粮食和水资源危机;年内暴雨洪涝、高温热浪、寒流暴雪和热带气旋等各类极端天气气候事件频繁发生,在世界各地造成了严重人口伤亡和社会经济损失。本文总结了2016年全球重大天气气候事件及其影响,并重点分析了中国长江流域降水异常偏多及美国高温热浪天气两个典型事件的形成原因。分析表明,夏季西太平洋副热带高压偏西偏强,致使西南低空急流作为水汽通道将低纬暖湿气流向长江流域输送,配合同期亚洲东北部的高空槽引导高纬冷空气南下,冷暖气团的共同作用导致了中国长江流域强降水事件频发、汛情严重;北美副热带高压在美国境内一段时期内的稳定停滞以及低纬水汽输送条件偏差,是7月美国中东部地区高温热浪天气事件发生的主要原因。

2013年中国气候概况

2013年,全国平均降水量653.5 mm,较常年偏多4%,比2012年略偏少;冬季降水偏少,春、夏、秋三季偏多。全国平均气温较常年偏高0.6℃,为1961年以来第四暖年,较2012年偏高0.8℃;冬季气温偏低,春、夏、秋三季偏高。2013年,东亚冬季风偏强;夏季西北太平洋副热带高压强度明显偏弱;南海夏季风爆发早,结束晚,强度弱。2013年,华南前汛期开始早、结束晚、雨量多;长江中下游人梅晚、出梅早、雨量少;华北雨季早、雨量多;华西秋雨开始早、结束晚、雨量多;西南雨季开始早、结束晚、雨量少。2013年,我国暴雨、台风和高温热浪等气象灾害比较突出,局部地区灾情重。总体来看,2013年气象灾害为中等年份,直接经济损失偏重,死亡失踪人数和受灾面积均偏少。

2016年中国气候主要特征及主要天气气候事件

2016年,全国气候异常,极端天气气候事件多,暴雨洪涝、台风和风雹等气象灾害较突出,气候年景差。全国平均气温较常年偏高0.8℃,为1951年以来第三高;四季气温均偏高,其中,夏季气温为1961年以来同期最高。四季降水量均偏多,冬、秋季分别为1961年以来同期最多。全国平均年降水量730.0 mm,较常年偏多16%,为1951年以来最多。华南前汛期和西南雨季开始早;入梅早、出梅晚,梅雨期长,雨量多;华北雨季短,雨量多;华西秋雨短,雨量少。2016年,全国暴雨过程多,南北洪涝并发。登陆台风数量多、平均强度强。强对流天气多,损失偏重,北方风雹灾害突出。气温波动大,夏季高温影响范围广。秋、冬京津冀及周边地区霾天气频繁。其他灾害如干旱、低温冷冻害、雪灾和春季沙尘影响均偏轻。

2017年全球重大天气气候事件及其成因

2017年全球主要温室气体浓度继续攀升,地表温度相比工业化前水平高出1.1℃,位列2016年之后,为有气象观测记录以来的历史第二高值,也是有记录以来最暖的非厄尔尼诺年份。全球冰冻圈持续萎缩,冬季北极最大海冰范围创历史新低,南极海冰范围全年处于历史低位。全球海表面温度显著高于常年,海平面持续上升,海洋热含量创历史新高,海洋酸化的影响持续加剧。世界各地发生了许多重大天气气候事件,包括异常活跃的北大西洋飓风、印度次大陆的季风洪水、东非部分地区的持续干旱,以及全球多地的暴雨洪涝、高温热浪、低温寒流和强对流天气,2017年成为有记录以来气象灾害造成经济损失最大的年份。本文总结了2017年全球重大天气气候事件及其影响,并重点分析了大西洋飓风季异常活跃和美国西海岸高温热浪天气两个典型事件的形成原因。分析表明,8月底至10月初,加勒比海和热带西大西洋海温偏高,对流活动旺盛,风速垂直切变偏小,为飓风的发展加强提供了有利的背景条件,加之北美副热带高压出现阶段性减弱,导致4个强飓风接连登陆美国和加勒比海地区;7月上旬,受副热带西风急流加强东伸,东北太平洋切断低压维持影响,北美副热带高压持续控制美国西南部地区,是当地高温热浪事件发生的主要原因。

1961-2016年新疆单站不同等级冷空气过程气候特征及变化

利用新疆1961年1月-2016年12月资料完整的89个国家气象观测站的日最低气温资料,根据中国气象局2017年发布的行业标准《冷空气过程监测指标》(QX/393-2017)的单站冷空气等级,计算近56 a来新疆各单站不同等级冷空气过程的发生频次、降温幅度、持续天数,应用线性趋势、EOF分解等分析方法,对新疆各单站不同等级冷空气过程的时空分布特征进行分析。结果表明:新疆单站不同等级冷空气年平均频次和年累计天数均表现为中等强度冷空气最多、寒潮次多、强冷空气最少,空间分布都呈现为北疆多、南疆少的分布特征;中等强度冷空气和强冷空气区域平均的年平均频次和年累计天数的年际变化均呈不显著减少趋势,寒潮均呈显著减少趋势,而空间分布上不是整体呈减少趋势,甚至个别地区呈显著增加趋势;中等强度冷空气和强冷空气在秋季前期和春季后期发生较多,寒潮则在冬季发生较多;中等强度以上冷空气年累计降温呈现北疆大、南疆小的分布特征,区域平均的年累计降温呈显著减小趋势;新疆年寒潮频次和年累计降温第一模态的方差贡献率分别为33%、39%,远远大于其它模态,第一模态(即主模态)的空间分布二者均表现为整个新疆为一致的正值,说明其变化趋势在全疆具有一致性的特征,另外北疆特征值较大,南疆特征值较小,说明北疆更容易出现异常,南疆不易出现异常。

1961—2014年新疆降水极值概率特征及拟合不确定性分析

本文采用多种函数初步探讨了1961—2014年新疆地区日降水极值概率拟合分析中的不确定性。结果表明:新疆气候在暖干向暖湿转变背景下,更易出现极端强降水事件,由此影响极端降水拟合的不确定性;在统计函数选择以及重现期极值拟合中存在不确定性,因此建议在进行新疆区域降水极值分析时选择整体表现较好的GEV、Gen.Logistic、Log-Pearson 3、Pearson 6和Wakeby函数进行合成分析,在进行单站分析时给出具有界限范围的降水极值综合曲线图,以此减少来自函数方面的不确定性。