基于GIS技术的武威市山洪灾害风险区划初探

应用1971～2012年武威市各乡镇山洪灾害调查记录，以及武威市内78个区域气象站和4个自动气象站2008～2012年5-9月降水资料，通过对山洪灾害形成的动力条件、孕灾环境、降水背景的分析，确定临界雨量、地形因子、河网密度、汛期雨量、汛期降水日数、汛期中雨日数、汛期大雨日数为影响山洪灾害形成的主要因子，采用主成分分析方法建立武威市山洪灾害区模型。在ArcGIS软件的支持下，对各影响因子进行空间插值、栅格图层计算等操作，将武威市分为山洪灾害高发区、易发区、一般区和低发区4类，初步探索了武威市山洪灾害分布区划。分析表明，武威市山洪灾害由东南向西北递减，南部天祝县呈高发区，易发区主要在南部古浪县，中部平原凉州区为一般区，北部荒漠带民勤极少能形成山洪灾害，为低发区。

ArcGIS在气象灾害短临监测预警业务系统中的应用

尝试利用移动手机短信结合GIS技术开展气象灾害的监测预警,有效发挥手机短信快捷便利、不受时空限制的优势和GIS技术准确定位的作用,建立气象灾害防御的快速联动机制。武威市气象灾害短临监测预警业务系统考虑了区域气象站资料获取、气象灾害阈值检索、气象灾害点在地理信息图上落点和等值线分析因素,以区域气象站观测资料、地理信息作为输入数据,通过设定气象灾害监测阈值进行监测预警;从系统框架模型、系统体系结构、数据处理流程、分析流程、数据访问、系统功能6个方面进行设计;利用ArcGIS强大的分析功能与移动通讯相结合,实现了气象数据收集、处理、输出于一体的气象灾害监测预警,增强了气象灾害防御的主动性和时效性。

ArcGIS在气象短临监测预警业务系统的开发与应用

甘肃省武威市气象灾害短临监测预警业务系统考虑了气象资料获取、阈值设定、气象灾害影响范围等因素,以区域气象站观测资料、地理信息数据作为输入,从数据处理、数据监测、数据分析及结果输出等几方面进行设计,通过设定气象灾害监测阈值进行监测。利用ArcGIS的分析功能与移动通讯技术相结合,实现了气象数据收集、处理、输出于一体的气象灾害监测预警功能,增强了气象灾害防御的主动性和时效性。

河西走廊“2010.4.24”黑风成因分析

利用常规探测资料和地面加密观测资料,对2010年4月24日河西走廊出现的区域性特强沙尘暴和民勤出现的黑风天气过程进行了天气动力学诊断和中尺度分析。结果表明,地面冷锋所伴随的强风暴是产生黑风的主要原因。乌拉尔山高压脊强烈发展,迫使极地强冷空气向南爆发是这次黑风产生的大尺度触发系统;700hPa河西走廊变形场的强斜压性既有利于锋生和低层辐合,也有利于动量下传;地面热低压的发展加大了冷锋前后的气压和温度梯度,为对流发展提供了热力不稳定条件。地面冷锋前的上升运动与高低空急流叠加为黑风的发生、发展提供了深厚的垂直环流发展条件。利用黑风发生前后的探空资料,对大气动力参数"风暴水平螺旋度"和热力参数"V-3θ"进行了计算和分析。结果表明,黑风过境时,大气温湿结构的分布有利于沙尘暴的发生、发展。

基层台站地面气象资料数据管理检索系统

为适应现代气象预报、农业气象研究和其它业务服务需求及资料管理方式的转变,利用VB 6.0语言编程建立了基于Windows平台的武威市地面气象资料管理系统。详细阐述了系统设计思路和流程、主要技术特点、数据转换入库和应用功能。该系统实现了对历史地面气象资料的有效管理,改善了资料检索,统计方式,且已成为武威市各台站重要的业务工具之一。软件在同类台站具有推广和应用价值。

石羊河流域暴洪灾害特征及预测方法探讨

为了揭示干旱区局地暴洪灾害的分布特征并对其预测预报方法进行探讨,笔者利用石羊河流域的降水、暴洪灾害和灾情等资料,分析了该流域暴洪灾害分布特征,构建了灾害风险评估模型。结果表明:该流域暴洪灾害呈逐年上升趋势;灾害高风险区主要分布在流域上游沿祁连山一线高海拔地带以及以乌鞘岭为界的南北两侧,从上游天祝县到下游民勤县风险逐渐降低;暴洪主要集中在4—9月,其中7月最多,占总灾害次数的42.6%;暴洪出现的主要时间与强降水出现的时间基本吻合;生态脆弱的凉州区灾情最严重。尝试利用NCEP/NCAR再分析资料、常规要素资料和气候系统监测指数资料,通过逐步消空法和最优子集回归法从短期、中长期降水趋势及大降水场次预测入手,对暴洪趋势进行潜势预报,通过评分检验,效果良好,基本满足业务应用。

河西走廊东部暴雨气候特征及天气特征

利用线性回归分析、Mann-Kendall检验法,统计分析河西走廊东部1961—2012年暴雨日数的变化规律。结果表明:河西走廊东部暴雨日数时空分布差异大,从南向北、从东向西暴雨日数迅速递减;年暴雨日数变化总体呈上升趋势,其线性倾向率为0.24 d·(10a)-1;一年中暴雨集中在6—9月,且大多在白天。采用Mann-Kendall检验法进行检验,河西走廊东部年暴雨日数从1963年开始增加,1985—2012年为显著增加。根据暴雨天气发生的物理机制和高低空环流配置,将暴雨出现的500 h Pa大尺度高空环流形势归纳为副高西部冷槽型、副高西部西南气流型、河套阻塞高压型3大类,其中大量级暴雨出现在高空河套阻塞高压型中。针对高空500 h Pa 3种暴雨形势,给出了700 h Pa对应的低空典型环流特征,并总结分析了每种暴雨类型的环流特征及影响程度。

河西走廊东部冰雹的气候特征及天气特征

利用线性回归分析、Mann-Kendall检验和小波分析法,统计分析河西走廊东部1961—2010年近50 a来冰雹日数的变化规律。结果表明:河西走廊东部冰雹日数时空分布差异较大,从祁连山区到走廊平川区冰雹日数迅速递减;年冰雹日数变化总体呈下降趋势,其线性倾向率为-0.164 3次.a-1;一年中冰雹出现时段集中在6—9月,一日集中在12:00—18:00;冰雹持续时间在1～20 min。采用Mann-Kendall检验法进行检验,河西走廊东部年冰雹日数从1985年开始减少,突变点出现在2006年,2006年后冰雹日数显著减少。在全球变暖的气候背景下,河西走廊东部冰雹日数呈减少趋势,但开始减少和显著减少的时间均滞后于年平均气温开始上升和显著上升时间。小波分析结果表明,河西走廊东部冰雹日数存在9 a的准周期变化。根据冰雹天气发生的物理机制和高低空环流配置,将冰雹出现的大尺度高空环流形势归纳为西北气流型、西风气流型、低压槽型3大类。对每种大尺度高空环流形势下700 hPa中尺度环流进一步细化,分析了每种冰雹类型的垂直环流特征及影响程度。

河西走廊东部大到暴雨特征分析

本文结合河西走廊东部地区降水特点,定义该地区大到暴雨的概念。然后利用河西走廊东部5个地面气象观测站1961年-2012年5月-9月的逐日降水资料,分析了河西走廊东部大到暴雨的气候变化特征,最后利用1990年-2012年NCEP时间间隔为6h的1°×1°格点资料研究该地大到暴雨的环流特征。其结果表明:由于受海拔高度、地理位置以及影响系统的影响,河西走廊东部大到暴雨日数分布从东南向西北递减,而暴雨强度由于暴雨的局地性以及测站布点稀少等原因,最大中心出现在了凉州,最小出现在乌鞘岭。河西走廊东部大到暴雨具有单站暴雨多,成片的、大范围的暴雨较少,局地性强,且具有夜发性的特点,都出现在5月-9月,主要集中在7月-8月,出现的日数占到总日数的69.7%;近52a河西走廊东部大到暴雨日数呈上升趋势,且存在6a、9a左右的周期反映,但未出现明显的突变现象。河西走廊东部大到暴雨日数与西太平洋副高脊线的南北进退有密切关系,其典型环流形势为西北气流型、西风气流型、西南气流型。

河西走廊东部冬季降雪特征分析

本文利用河西走廊东部5个地面气象观测站1960—2011年冬季的逐日降雪观测资料，运用统计分析、Morlet小波和Mann—Kendall法分析了河西走廊东部冬季降雪的气候变化特征，最后利用1982—2012年NCEP时间间隔为6h的1°×1°格点资料研究该地冬季降雪的环流特征以及用相关分析方法进一步分析了影响冬季降雪的大气环流。其结果表明：由于受海拔高度、地理位置以及天气系统的影响，河西走廊东部降雪日数和降雪量总体分布从东南向西北递减。河西走廊东部冬季降雪量具有明显的日变化，夜间雪量大于白天，降雪日数北部平原区的峰值主要出现在1月份，而南部山区的峰值主要出现在2月份。河西走廊东部冬季降雪日数和降雪量近52a来都出现增加趋势，主要存在5～6a和9～10a的周期反映，都出现了突变，但突变年份不同，其降雪的典型环流形势为西北气流型、西风气流型、西南气流型，其影响机制相同，都需要较好的水汽条件和一定的冷空气。

石羊河流域主汛期降水日变化特征

利用石羊河流域2009—2013年主汛期(6—8月)有完整资料的32个区域气象站和5个自动气象站共37个站点逐时降水资料,运用常规的气候统计方法,采用逐时降水量、逐时降水频次、逐时降水强度和不同持续时间降水4个指标对石羊河流域主汛期降水日变化特征进行了研究。结果表明:石羊河流域主汛期降水总量及日数的空间分布总体上与其地理位置、海拔、纬度以及影响系统密切相关,表现为自上游向下游呈递减趋势,降水强度空间分布较复杂。石羊河流域主汛期小时降水量、降水频次及降水强度呈三峰型分布,主要集中出现在20:00—23:00、01:00—09:00、14:00—20:00,其中强降水呈现双峰分布,基本都出现在20:00—23:00、14:00—20:00;石羊河流域主汛期持续1~3h短时降水的降水量和降水次数大于持续10h以上降水过程的降水量和降水次数,且持续1~6h的短时降水多发于午后到傍晚,持续时间超过6h的长持续性降水的最大降水量通常出现在夜晚—凌晨和午后—傍晚。

河西走廊东部沙尘暴特征及地面气象因素影响机制

利用1961-2015年河西走廊东部民勤、凉州和永昌逐小时沙尘暴资料以及代表站民勤逐日气温、地温、降水、最大冻土深度、积雪日数、积雪深度、平均风速、平均大风日数和近10a逐小时气温、地温和风速资料,运用常规的气候统计方法,对河西走廊东部沙尘暴特征进行研究,并采用相关系数(Pearson)法进一步分析沙尘暴的影响因素。结果表明:河西走廊东部沙尘暴频次下午到傍晚出现最多,凌晨最少,沙尘暴频次春季上午开始增多,秋、冬季中午开始增多,夏季下午开始增多。河西走廊东部持续60~180min沙尘暴频次最多,夏季持续1~30min频次最多,长持续时间的沙尘暴上午开始增多,而短时间的沙尘暴基本出现在下午到晚上。沙尘暴频次月、季变化4月和春季出现最多,9月和秋季最少;近55a沙尘暴频次呈减少趋势,主要是由大风日数减少、风速减小,地温、气温升高、降水增多、下垫面生态环境改善等因素造成。