黑龙江省松嫩平原春季极端干旱变化特征及其与环流因子的关系

基于1961—2021年黑龙江省松嫩平原32个气象站3—5月逐日降水量数据和同期大气环流、海温指数资料,以最长连续无降水日数(LCDD)作为表征春季极端干旱的指标,运用数理统计方法分析了春季极端干旱空间分布特征和时间变化规律以及大气环流、海温对LCDD的影响。结果表明:松嫩平原地区春季极端干旱总体呈减轻趋势,变化速率为-1.2 d·10 a^(-1),年际间振荡较强,年代际变化总体呈下降态势,1960s最高,2000s最低,2010s小幅回升;松嫩平原春季极端干旱在1971年发生突变,存在3个主周期,即28、14、6 a;空间上呈西多东少分布,高值区位于松嫩平原西部;前冬11月—3月西太平洋副高面积指数、东大西洋-西俄罗斯遥相关型指数、印缅槽强度指数、北美大西洋副高面积指数、850 hPa西太平洋信风指数、北美区极涡强度指数等6个大气环流主导因子对LCDD影响极显著(P<0.01);黑潮区海温指数、亲潮区海温指数、尼诺4区海表温度距平指数和西风漂流区海温指数等4个海温主导因子对LCDD影响极显著(P<0.01)。LCDD能够表征松嫩平原极端干旱变化规律,前期大气环流因子和海温因子可作为其预测信号。

安徽地区农村雷电灾害防御研究——以马鞍山市为例

文章利用基于安徽省2010—2020年闪电定位监测数据及马鞍山市1998—2022年雷电灾情统计资料,采用闪电密度(强度)计算模型,分析地闪活动频次、密度(强度)和雷电灾害时空分布特点。研究得出:地闪活动是雷电灾害的主要致灾因子;马鞍山地闪密度为0.04~1.50次/(km~2·a^(-1)),地闪强度为0.50~0.71 kA/(m~2·a^(-1)),地闪密度(强度)较大的地区发生雷电灾害的可能性较大;实施农村建(构)筑物内外防雷系统改造、雷电区域拦截、电气设备浪涌保护等综合雷电防御措施,可有效预防和减少雷电灾害造成的损失。研究结果以期为农村防灾减灾管理提供决策参考。

基于风雨综合指数的安徽省台风灾害房屋风险评估方法

台风致灾因子具有多重性,相对于其他灾种其风险评估更加复杂。采用安徽省81个国家气象站及1035个区域气象站台风过程逐日降水量、最大风速资料,构建台风风雨综合指数;利用台风风雨综合指数及孕灾环境影响系数,开展台风致灾危险性评估;基于自然灾害风险系统理论,综合致灾危险性、承灾体暴露度和脆弱性信息,评估安徽省台风灾害房屋风险。结果表明:影响安徽省台风年均个数为1.9个,持续天数以2~4 d居多;台风降水南部多于北部、山区多于平原。台风致灾高危险区位于皖南山区和大别山区,较高危险区位于江淮之间东部,低危险区位于沿淮淮北大部及江淮之间西北部。台风灾害房屋高及较高风险区主要分布在大别山区、江淮之间东部及皖南山区,这些区域海拔总体较高,台风过境易引发山洪地质灾害,加之房屋脆弱性较高,房屋倒塌及损毁风险高;中等风险区位于沿淮至江淮之间、江南部分地区,呈零星分布;较低和低风险区位于淮河以北中西部、沿江部分地区及城市主城区。利用全省各县区台风造成的房屋倒损数据,从空间一致性及散点相关对区划结果进行验证得到,区划结果与灾损具有高度的空间一致性,二者散点相关通过0.01的显著性水平检验,安徽省台风灾害房屋风险区划结果与实际情况基本吻合。

基于低温-雨雪-冻雨综合强度指数的湖北省冰冻事件分型及灾损评估

低温雨雪冰冻是一种复合型气候事件,极端低温雨雪冰冻事件发生频率低,但造成的影响往往十分严重,开展低温雨雪冰冻事件演变特征研究对有效防御和减轻灾害影响具有重要意义。利用湖北省1981-2024年逐日气象观测资料,从低温、雨雪、冻雨等3个方面遴选指标,构建大范围持续低温雨雪冰冻事件综合评估模型;依据致灾因子类型、承灾体受灾特征对事件分型并排序;结合历史灾损数据分析了湖北省1981年以来大范围持续低温雨雪冰冻事件的致灾特征。结果表明:(1)近44 a湖北省共出现64次大范围持续低温雨雪冰冻事件,平均每年出现1.5次,1月出现频率最高,约占42%,其次是2月,约占34%。(2)湖北省大范围持续低温雨雪冰冻事件判别为六大分型,其中雨雪为主型占40%,低温雨雪冻雨型占31%,低温雨雪型占16%,其他类型共占13%,最强10次事件均属于低温雨雪冻雨型。(3)湖北省因低温雨雪冰冻灾害造成的直接经济损失总体呈增加趋势,但直接经济损失占GDP比重呈下降趋势。(4)湖北省大范围持续低温雨雪冰冻事件“综合强度指数-直接经济损失”相关关系呈幂指数分布,当事件综合强度指数超过1.85时,直接经济损失迅速增加。

基于本体和图数据库的流域干旱灾害风险知识图谱构建及应用

针对干旱灾害领域内数据多源异构、难以统一管理与分析的问题,从知识图谱理论出发,首先根据领域知识要素,自顶向下构建干旱灾害风险本体;其次基于全球离散格网系统设计了一种知识抽取方法,并以汉江流域丹江口上游为例,采用该方法从流域时空数据中提取出知识三元组后,利用图数据库进行存储,形成流域干旱灾害风险知识图谱;最后以所建图谱作为空间分析框架,结合游程理论、聚类等方法实现了对流域干旱灾害风险的综合评估。

2024年4-6月我国区域性高温干旱特征及其影响因子

在全球气候变暖的严峻形势下,区域性高温干旱事件愈发频繁,对生态环境、粮食安全、经济发展和生命健康构成重大威胁。2024年4—6月,我国华北、西北及西南地区再度遭遇高温干旱侵袭,农业生产遭受明显损失。本研究综合多种数据资料剖析上述3个区域高温干旱事件的演变特征及成因。结果表明,西南地区干旱主要发生在4月,而华北和西北地区自4月起旱情显现、5—6月旱情逐渐加剧(强度增强、范围扩大)。伴随旱情加剧,区域最高气温异常范围明显扩展,西北地区高温日数创历史新高,5月最高气温达到峰值,较旱情最为严重的6月提前一个月;西南和华北地区高温接近历史极值。进一步分析表明,华北地区干旱主要受太平洋地区环流调控,而高温则主要受低纬度太平洋环流及西太平洋暖池影响;西北地区的干旱主要与西太平洋副热带高压及北半球极涡密切相关,高温则主要来自北大西洋的影响;西南地区高温干旱的成因更为复杂,但主要聚焦于北半球副热带高压和低纬度太平洋、印度洋。从大气环流和水汽输送的角度审视,华北和西北旱情的主导因素为大陆高压的发展和维持,而西南地区的干旱则受偏北的西太平洋副热带高压引导,致使来自印度大陆的干热气流控制这一区域,造成水汽辐散,进而引发高温干旱灾害。

2024年初两次雨雪冰冻天气过程对公路通行影响的对比分析

2024年1月31日-2月5日、2月18-25日我国先后出现两次大范围雨雪冰冻天气过程(分别简称0131"过程和"0218"过程),两次过程具有相态复杂、雨雪量大、影响范围广、持续时间长等特点。利用全国2430个国家气象站观测数据以及交通流量和公路阻断信息,对比分析了两次雨雪冰冻天气过程对公路通行的影响;同时,选取降雪量、冻雨、积雪深度、地面温度、地面结冰作为影响公路通行的气象指标,构建冰雪天气指数,探讨冰雪天气强度与公路通行影响的关系。结果表明:两次过程发生于春节前后人口流动高峰期,"0218"过程影响范围更广,造成交通流量的降低幅度总体高于"0131"过程;两次过程中陕西、山西、河南、湖北、湖南以及贵州6省公路通行受积雪或结冰影响严重,路段封闭段次多,但影响程度存在地区差异,其中山西、河南、湖北、湖南"0131"过程影响更重,陕西、贵州"0218"过程影响更重;两次过程中冰雪天气指数强度与公路阻断影响度的变化趋势一致,与交通流量变化率呈反比,反映出冰雪天气指数对于冰雪天气下的公路交通影响研判具有良好指示意义。

近53 a辽河流域旱涝灾害的时空特征

针对气候变化背景下辽河流域旱涝事件的频繁发生,以国家气象中心提供的地面降水日值数据集V3.0为基础数据,采用Z指数法表征旱涝事件,并应用集合经验模态分解法(EEMD)分析了辽河流域1968—2020年逐年、逐生长季的旱涝事件分布特征及其周期性规律,结果表明:(1)辽河流域近53 a中发生旱涝事件的灾害年份约占总时间序列的2/3以上,集中发生于上世纪80、90年代中后期及本世纪00年代.(2)近53 a中,重度干旱或洪涝事件均以流域东南部的河流下游及入海口区域最为严重,流域东南部的旱涝程度反差最为强烈.(3)对于辽河流域范围的旱涝事件来说,周期特征以短时高频振荡为主,年代际尺度的波动对于周期规律的贡献率相对较低.

1960—2020年珠江流域跨季节尺度干旱时空变化

全球气候变化背景下,珠江流域干旱事件尤其是跨季节干旱事件频发,研究珠江流域不同时间尺度下的干旱时空特征对于流域水资源配置和农业结构调整至关重要。为了了解珠江流域跨季节干旱时间时空变化特征,研究基于1960—2020年珠江流域44个气象站逐日气象观测数据,计算不同时间尺度下的标准化降水蒸散指数(standardized precipitation evapotranspiration index,SPEI),结合线性倾向估计法、Mann-Kendall突变检验以及Morlet小波分析,分析了近60 a来珠江流域跨季节干旱时空变化特征。结果表明:1)1960—2020年间珠江流域跨季节干旱事件中,秋冬及秋冬春连旱化趋势显著,呈弱干旱化趋势,且干旱化频率有所上升,连旱强度以中旱和轻旱为主,连旱影响范围以局域性为主,其次为全域性,秋冬春季节连旱在1962年和1997年分布出现由干转湿和由湿转干的突变。2)珠江流域秋冬及秋冬春季节连旱普遍存在9~14 a变化周期,相关分析表明珠江流域干湿变化与同期厄尔尼诺现象显著相关。3)珠江流域秋冬及秋冬春季节连旱尺度下大致呈东西干而中间湿的空间分布格局,红水河至左江及郁江流域连旱化趋势减弱,但连旱化频率仍较高,东江流域秋冬季节连旱化频率高且呈弱连旱化趋势,湿润化速率自西南向东北递减,未来发生季节连旱风险高。研究结果可为珠江流域干旱监测与防灾减灾措施提供指导和建议。

基于ERA5再分析数据的伊犁河流域干旱灾害风险评估与区划

依据ERA5再分析数据的分布特点,以0.25°×0.25°的网格为旱灾风险评估的基本单元,从危险性、脆弱性、易损性和防灾减灾能力4个方面选取12个指标,采用AHP-熵值法确定指标权重,对基础数据资料匮乏的伊犁河流域构建干旱灾害风险指数模型,进行干旱灾害风险评估与区划。结果表明,分时段校正后的ERA5再分析降水数据精度显著提高,可用于干旱灾害风险评估;次高、高危险性区域主要分布在研究区西北部和东北部,次高、高脆弱性区域主要分布在海拔较高的山区,次高、高易损性区域主要分布在伊宁市及周边地区,次高、高防灾减灾能力主要分布在研究区西北部,分别占研究区总面积的33.45%、31.04%、16.13%、15.09%;旱灾风险区划图显示,低、次低风险区主要分布在研究区西南部,次高、高风险区主要分布在研究区西北部,分别占研究区总面积的44.69%、22.53%。

多维灾体模型在气象灾害损失年景评估的应用

本文采用气象灾害灾情损失和社会经济数据,应用多维灾体模型对黑龙江省近20 a的年景进行科学评估。结果表明,近20 a黑龙江省因气象灾害导致的受灾面积和受灾人数呈明显下降趋势;2003-2009年黑龙江省86%的年份气象灾害损失较大,年景评估在偏重以上,年景较差,2010-2022年77%的年份气象灾害损失较小,年景评估等级为偏轻,年景较好,结论与实况相符;灾体模型中死亡失踪人数、直接经济损失的指标排名在灾害评估等级中起到了较大作用。

气象预警响应失灵原因探析——基于典型案例的比较研究

引言2023年8月17日,中共中央政治局常务委员会召开会议,研究部署防汛抗洪救灾和灾后重建工作。会议指出“要精准预警响应,进一步加强气象预警与灾害预报的联动,突出临灾预警,做好点对点精准预报和滚动更新,强化预警指向性,落实直达基层防汛责任人的临灾预警‘叫应’机制,加强预警和应急响应联动,落实应急预案行动措施,把握工作主动权”。

沱江流域雨季降水特性指标分析

利用沱江流域17个气象台站降水资料,通过计算沱江流域58年雨季平均降水量、降水量变异系数和降水距平百分率等,分析了降水的年际变化特征,并利用ArcGIS10.7中的普通克里金法对沱江流域的平均降水量和干旱频次进行了空间分析。结果表明,沱江流域降水量存在年际波动变化,各站点的变异系数在0.19~0.26之间,年际变化较大。沱江流域近58年期间均出现了不同程度的干旱,干旱的发生次数呈上涨趋势,发生干旱的频次由北向南递减。由此可以为沱江流域干旱事件发生的监测、评估、预警提供科学依据,有利于合理利用水资源,实现区域可持续发展。

白山暴雨(雪)天气灾害影响评估分析

普查分析了民政部门提供的1980—2010年白山地区逐年暴雨、暴雪天气过程的详细灾情数据,根据灾害损失和人员伤亡情况,结合具体降水量级和强度等特征,并充分考虑经济发展因素,人为将暴雨(雪)灾害分为5级14类,明确不同类型和级别的分类标准。同时对比历史灾情数据,确定了不同类别灾害天气可能出现的对农业、水利、交通、地质、市民等不同方面的灾情损失和相关影响,量化影响程度。结合预报情况将灾害性降雨(雪)天气分为7种类型,分别提出灾害预防相关建议词条。建立白山市暴雨(雪)天气灾情评估数据库,开发相应的灾情评估软件,具备查看历史资料、提取灾情建议、预估灾害损失等功能,并实现了对暴雨(雪)灾害天气的灾前、灾中、灾后进行自动或半自动灾害评估,以此生成评估报告。

内蒙古主要气象灾害预警信息发布时效性评估模型研究

该文分析内蒙古地区近几十年主要气象灾害种类及其影响特点,主要气象灾害可能造成危害程度、紧急程度和发展势态,以及相关气象灾害风险预警的发布标准。选取2021年内蒙古地区气象预警信息发布情况的数据资料,采用统计分析和图表对比等方法,分析对比内蒙古地区气象灾害时空分布及灾害损失分布特征,对预警信息发布的有效性进行检验和评估,结果显示预警信息发布与气象灾害发生的时空分布基本吻合。该文通过对预警信息发布和传播的时效性研究,建立新的适用数学模型,探索较为客观定量分析评估方法,直观反映现有的发布渠道送达率,为发布策略的完善和改进提供科学参考。

2022年长江流域不同类型干旱时空响应关系

为研究2022年长江流域不同类型干旱的时空响应关系,基于三维时空聚类识别方法在月尺度下提取2022年长江流域气象、农业和水文干旱事件,在候尺度(5 d)下利用三类型干旱事件对匹配规则识别2022年长江流域存在时空联系的气象农业水文干旱事件对,定量揭示各类型干旱之间的时空响应关系。结果表明:三维时空聚类识别方法在月尺度下识别出历时大于2月的气象、农业和水文干旱事件分别为3、2和2场,能够清晰地刻画出各类型干旱在时空上的发生、发展、消亡过程;利用三类型干旱事件对匹配规则在候尺度下识别出2022年长江流域1场气象农业水文干旱事件对,即由气象和农业干旱事件共同引发的水文干旱事件,该场干旱事件对中各类型干旱事件迁移路径均为长江上游至中下游迁移,最终分别在湖北,重庆和湖北结束。

基于RBF网络的新疆特重雪灾区最大积雪深度预测研究

基于建立的雪灾灾损指数,确定新疆特重雪灾区域;进一步聚焦特重雪灾区的8个县(市),包括阿勒泰市、福海县、青河县、塔城市、托里县、沙湾市、尼勒克县和伊宁县,分别建立县域RBF网络模型,预测2021—2050年年最大积雪深度。结果表明:该模型可用于新疆特重雪灾区最大积雪深度预测,但预测精度仍有待提升;塔城市、尼勒克县将于2025—2029年连续出现最大积雪深度偏高事件,2039年青河县将出现最大积雪深度的极大值,因此应关注可能发生雪灾的年份与县(市),积极做好雪灾的防御工作。

长江上游近61年来水文干旱演变特征及归因

水文干旱受气候变化和人类活动的共同影响,揭示变化环境下水文干旱演变特征及驱动机制,有助于提高防旱抗旱能力。基于长江上游1960—2020年长系列气象水文数据,采用多模型集合模拟重建天然径流并计算标准化径流指数,采用广义可加模型构建时变标准化径流指数,通过指数对比定量区分气候变化和人类活动对水文干旱的影响。结果表明:长江上游水文干旱自然演变总体呈加剧态势,人类活动进一步加剧了旱情;长江上游水文干旱演变驱动因子表现出明显的时空差异,气候变化是金沙江、沱江和乌江流域年尺度水文干旱演变的主导因子,人类活动是岷江、嘉陵江和整个上游流域年尺度水文干旱演变的主导因子,季节尺度主导因子与年尺度并不完全一致。

岷沱江、嘉陵江流域致宜昌大洪水暴雨过程的特征及天气成因

为揭示岷沱江、嘉陵江流域致大洪水暴雨过程的天气成因及宜昌控制站雨洪规律,加深对宜昌站大洪水发生发展机制的研究,基于NCEP/NCAR再分析资料及常规气象水文观测资料,采用统计学、天气学等方法分析研究了1980—2020年发生在岷沱江、嘉陵江流域的19例致洪暴雨过程特征、雨洪关系、致洪暴雨源地及下垫面特征、天气系统配置等。结果表明:宜昌作为长江流域主要控制站,当前期起始入库流量达到19000 m^(3)·s^(-1)以上,且刚好遭遇连续性暴雨过程,则发生大洪水概率会显著提高。从岷沱江或嘉陵江的连续性暴雨过程开始至洪峰产生所需时长平均在6 d左右。暴雨持续时间和累计面雨量与洪峰有较好的对应关系,每次大洪水的形成都需要一次持续3 d以上的暴雨过程,多数在4~6 d。大洪水过程全部发生在7—9月。致洪暴雨过程以准静止类雨带为主,其次是东移类和转向类。89%的过程雨带呈东北—西南向的带状分布。强降水中心源地与特殊地形关系密切,主要分布于3处:岷江下游与青衣江交汇处,转向类降水多发;嘉陵江中下游、涪江流域及渠江流域,多以准静止类为主;涪江中游及渠江流域北部,东移类暴雨过程多发。孟加拉湾热带低压系统的存在对上游产生连续性暴雨至关重要,其次是南海地区的低值系统,两者参与过程占比达68%。低压系统不仅为岷沱江、嘉陵江流域带来充足能量和水汽,其东侧水汽的卷入容易在岷沱江、嘉陵江流域触发低涡,再配合特殊地形,产生强的上升运动。降水过程分为准静止持续性降水和移动性持续降水2类。易发大洪水的天气概念模型有3类:Ⅰ型为西太平洋副热带高压边缘、西风短波东移触发暴雨型,Ⅱ型为青藏高原低值系统东移触发暴雨型,Ⅲ型为低层偏东气流暴雨型。

青海省洪涝灾害时空分布和致灾雨量特征

基于2008—2020年青海省的灾情记录,利用灾损指数分析了青海省洪涝灾害的时空分布特征,确定了青海省的洪涝灾害高风险区,同时采用2017—2020年多源融合的CLDAS降水数据,利用机器学习算法建立了洪涝灾害预报模型,确定了致灾雨量阈值,结果表明:(1)青海省洪涝灾害2018年最多,达98次,2014年最少,仅16次,7—8月是洪涝灾害的高风险时段;空间上,基于年平均灾害次数的高风险区为海南州—海西州东部,基于年平均灾损指数的高风险区为海东市—西宁市;(2)利用多种机器学习算法,得到基于CLDAS数据的1、2和24 h雨强是预警灾害的降水因子,海南州—海西州东部1 h或2 h最大雨强达到6.8 mm,或者24 h最大雨强达到11.1 mm,是预警洪涝灾害的降水阈值。海东市—西宁市及邻近地区1 h或2 h最大雨强达到13 mm,或者24 h最大雨强达到18.2 mm,是预警洪涝灾害的降水阈值。