气候变化背景下湖南普通油茶气象灾害风险时空变化

基于1961-2020年湖南省高空间分辨率历史气象分析资料和BCC_CSM模式2021-2050年气候预估数据,采用普通油茶气象灾害综合指数分析湖南普通油茶气象灾害风险区划时空变化特征、几何中心及位移变化。结果表明:(1)1991-2020年与1961-1990年相比,湖南普通油茶气象灾害风险等级降低,高、中、低风险等级区面积占比分别减少10.4、15.6和17.5个百分点,微风险等级区面积占比增加43.5个百分点;各风险等级区均向高海拔区迁移。(2)2021-2050年与1991-2020年相比,中风险等级区和低风险等级区面积占比分别增加46.6个和20.6个百分点,微风险等级区和高风险等级区面积占比分别减少63.4个和3.8个百分点;微风险等级区和高风险等级区向高海拔区迁移,中风险等级区和低风险等级区向低海拔区迁移。(3)在多种气象灾害综合影响下,微风险等级区前30a(1991-2020年)覆盖湖南省大部地区,未来30a(2021-2050年)将缩减至仅湘东南南部地区;低风险等级区先收缩后发展至全省大部;中风险等级区向北位移;高风险等级区向西北位移。

组态视角下气象灾害应急联动机制效能提升路径研究

气象灾害治理往往涉及多部门主体应急联动,当前治理环境复杂多变,如何提升气象灾害应急联动机制效能成为迫在眉睫的关键问题。基于气象灾害应急联动机制效能提升的质性研究,运用模糊集定性比较分析对我国2008-2022年间的21个案例进行组态分析。研究发现:(1)单一条件不构成气象灾害应急联动机制效能提升的必要条件;(2)高水平气象灾害应急联动机制效能提升路径可以归纳为“法制—资源双重驱动型”“法制—主体全面驱动型”和“法制—资源全面驱动型”3种类型;(3)在特定的客观禀赋条件下,信息共享和主体协调构成的条件配置可以与事件影响和主体协调构成的条件配置通过等效替代的方式提升气象灾害应急联动机制效能。

运城市苹果生长期气象灾害变化特征及其对生产的影响

本文利用2006—2020年运城市日最高气温、日最低气温、降水量、苹果产量、苹果种植面积等气象和生产观测资料,采用最小二乘法对运城市苹果生长期主要农业气象灾害进行线性倾向估计,并对各项指标进行相关性分析。结果表明:运城市苹果生长期主要农业气象灾害中冻害和热害为偶发性灾害,连阴雨害和干旱灾害为频发性灾害,其中冻害对苹果生产的影响最大;运城市苹果园应针对偶发性气象灾害做好预测预报等防范工作,针对频发性气象灾害做好常态化防范工作;针对苹果生产影响较大的冻害应提高防范意识,及时进行预防与补救。

冬小麦农业气象灾害风险预警的业务实践与思考

开展冬小麦农业气象灾害风险预警工作是当前保障小麦生产安全和防灾减损的重要工作之一。2022年开始气象部门和农业部门联合开展了冬小麦农业气象灾害风险预警的业务服务工作,取得了一些技术成果和成功案例,但也存在一些问题和不足。本文简述了农业气象灾害风险预警业务的内涵,提出了综合农业气象灾害可能性预报、危险性和脆弱性预估,构建基于风险矩阵的冬小麦农业气象灾害风险预警业务的技术框架,并以2022年小麦干热风风险预警工作为例,展示了冬小麦农业气象灾害风险预警工作的技术流程。冬小麦农业气象灾害风险预警工作刚刚起步,尚有很多工作不完善,包括如何与已有的灾害风险评估成果进行深入融合,开展定量化的灾害影响预报和预警指标率定等。此外,在提升冬小麦农业气象灾害风险预警的准确率和开展服务效益评估等方面,未来还需要做大量的研发工作。

上海市近30年主要农业气象灾害时空演变

根据1991—2020年上海11个自动气象站日气温、降水、风速资料,采用线性倾向等方法分析上海高温、低温、暴雨和大风等农业气象灾害的时间变化特征,ArcGIS插值方法分析农业气象灾害的空间分布特征。结果表明:30年来上海高温日数呈增加趋势,近郊多于远郊,西北部多于东南部,7月下旬出现5 d以上高温的概率达33.3%;低温日数呈减少趋势,远郊多于近郊,西北部多于东南部,1月下旬出现5 d以上低温的概率达43.3%;暴雨日数和年暴雨总量呈增加趋势,近郊多于远郊,东部多于西部;大风日数和极大风速呈减少趋势,东部大于西部。结合农业气象灾害的变化特点,建议加强耐温水稻和蔬菜品种的筛选,在上海近郊宜种植耐高温的作物品种,而在远郊宜种植耐低温的作物品种。研究结果可为上海农业结构调整和土地利用规划等提供技术参考。

气象灾害下的油气站场设备脆弱节点辨识方法

油气站场是保障我国石油与天然气等能源运输、储存体系的重要组成部分,油气站场的安全稳定运行是油气系统,乃至国家经济发展的重要一环。我国面积较大,包含多种气候地区,不同地域易发暴雨、雷电、台风等气象灾害。气象灾害发生在油气站场及其附近时可能会对相关设施造成破坏,导致站场处于异常工况中运行,甚至引发事故。常见的石油及相关液态加工产品的储运站场,介质除本身具有易燃易爆特性外,一般还具有一定的挥发性,易形成可燃气体云团。天然气站场常伴随高压运行条件,站场一旦出现异常工况或事故会使厂区内部工作人员的生命安全及周边环境都承受较大风险。气象灾害往往难以避免,但可以通过有针对性地增加安全措施加强站场在气象灾害条件下的稳定性,降低气象灾害带来的风险。为了达到上述目的,综合考虑油气站场的设备在遇到暴雨、雷暴等气象灾害时,更容易发生油气泄漏、爆炸等事故的情况,本文根据气象灾害发生场景,及相关场景下可能发生的灾害演化路径提出了一种定量的脆弱节点辨识方法。面对不同的环境风险,现有方法对于站场设备脆弱节点辨识缺乏精细度与准确度,错误辨识脆弱节节点不仅会导致防护过程中人力物力的浪费,更可能导致储罐管道的泄漏,甚至引发爆炸。本文对重力模型进行改进,结合鲁汶算法,提出基于社团分析模型的设备脆弱节点辨识方法。通过实验分析,得到暴雨天气、雷暴天气下的脆弱节点,并利用提出模型对历史案例进行分析,得到结果与实际调查情况较为吻合。相较于其他分析方法,社团分析模型精细度提高了10%以上,分析结果准确率提高了10%以上,召回率提高了14%以上。实验结果表明,本文所提方法可以实现多种极端天气下的脆弱节点辨识,且能对节点进行更精准的定位。

气象灾害舆情的时空演化特征及影响因素分析

社交媒体有助于气象灾害信息传播扩散,气象灾害舆情的发展会影响公众对灾害的认知以及态度。文章以2021年“‘3·15’沙尘暴”“郑州暴雨”“台风烟花”舆情事件为研究对象,结合LDA(Latent Dirichlet Allocation,隐含狄利克雷分布)主题模型及情感词典分析探讨气象灾害舆情的时间演化特征,并基于空间自相关理论分析舆情热度的空间分布情况及其影响因素。结果表明:不同舆情阶段大众关注的主题显著不同,气象灾害舆情文本中蕴含的平均正向情绪随舆情阶段呈现递增的趋势,平均负向情绪在爆发期时达到峰值;不同地区对气象灾害关注的热度显著不同,其主要受空间距离、地区经济、网民规模等因素的影响。研究结果揭示了气象灾害舆情时空演化的普遍特征,以期为气象灾害舆情的阶段性引导及治理提供理论指导。

气象灾害下民航机场韧性指数研究

为探究气象灾害下不同机场的韧性表现与引起韧性差异的原因,首先,提出基于机场功能水平的机场韧性定义,涵盖抵抗性、鲁棒性、恢复性3个子特性;然后,通过航班数据计算气象灾害下机场功能水平,得出机场韧性及子特性指数,从而反映机场的韧性水平;最后,以暴风雪灾害为例,分析美国受影响机场的韧性指数分布特征及不同机场韧性指数差异的原因,进一步分析冬季风暴、洪水、热带风暴、龙卷风灾害下受影响机场韧性指数特点以及灾害类型对机场韧性指数的影响。研究结果表明:机场韧性指数的差异主要由抵抗性指数引起;暴风雪灾害下引起机场韧性指数差异的关键因素为吞吐量、飞机机身维修计划等级、发动机维护水平;机场在冬季风暴、洪水与在暴风雪灾害下的韧性指数基本一致,韧性指数相对差值最低分别为7.519%、5.521%,平均相对差值为23.021%、21.037%,机场韧性指数计算方法可较准确地反映机场韧性属性。

农业气象灾害现状、调度与识别

随着气候变化和极端天气气候事件的增多,农业生产面临更大的不确定性和风险,气象灾害频发对我国农业生产造成了极大影响。水稻、小麦和玉米是我国的三大主要粮食作物,准确识别这三种主粮作物在农业生产中的灾害情况和受灾程度,对于提高农业生产的防灾减灾能力意义重大。

基于静止气象卫星监测西太平洋火山活动

利用自主开发的静止气象卫星实时热点监测系统所积累的西太平洋2020~2023年卫星热点监测数据,结合全球火山活动计划(GVP)发布的全新世火山列表数据,在分析火山活动热辐射特征的基础上,提出一种基于静止气象卫星热点观测数据的火山活动监测算法,通过聚类识别技术从卫星热点数据中提取火山热点并计算火山热辐射指数。对比分析火山监测结果与GVP火山活动报告可知,该算法的火山活动识别率约为90%。漏报火山主要位于印度尼西亚地区,受火山活动类型和热带对流云系的影响。根据火山热点地理分布及其时间变化可以估算熔岩流蔓延方向、距离和速度。卫星火山热点监测数据在实时运行模式下可以作为输入因子之一驱动火山活动预报模型实时发布火山预警信息,其历史数据还可以作为高时间分辨率数据源支持火山活动研究。

石河子垦区主要农业气象灾害及气象服务措施

石河子垦区属北温带大陆性干旱气候,其气候特征主要表现为:全年干旱少雨,蒸发量大,光照充足,热源丰富,昼夜温差大。大风沙尘、霜冻、冰雹、干旱等是石河子垦区主要的农业气象灾害。本文针对影响石河子垦区农业生产灾害性天气及其影响进行分析,加强防灾减灾宣传工作,建立健全多部门联合会商机制,及时发布各类气象预警信息,提高农业气象灾害防御能力。

低温雨雪霜冻灾害环境下农业气象工作的研究

农业是第一产业,是我国国民经济的基础,是基本的物质生产部门。良好的气象条件是保障农作物良好生长、推动农业稳定发展的关键。低温雨雪霜冻等气象灾害会直接影响农作物生长,阻碍农业有序生产发展,进而威胁粮食安全稳定性。为保障农业安全、稳定发展,做好农业气象服务工作具有重要的现实意义。基于此,以新疆维吾尔自治区石河子市为例,概述了低温雨雪霜冻灾害对农业生产的影响,分析了农业气象服务工作的现状及存在的问题,探讨了提升农业气象服务工作水平的路径。

清代宁夏地区气象灾害时空分异特征研究

通过对宁夏地区灾害史料的搜集整理与量化处理,运用数理统计和小波分析等方法,借助Matlab、ArcGIS和SPSS等软件工具,对清代(1644—1911年)宁夏地区干旱、洪涝、霜雪、冰雹和风沙等5类主要气象灾害的频率特征、时空分布以及各灾种之间的相关性等进行研究.结果显示,清代宁夏地区主要气象灾害的发生频次由高到低分别为洪涝、冰雹、干旱、霜雪和风沙;时间分布上,各类气象灾害发生情况整体呈现波动上升的趋势,具有低—高—低—高的频次分布规律,Morlet小波分析则显示清代宁夏地区气象灾害存在强显著的59a的长变化周期;在空间分布上,干旱、冰雹灾害呈现南多北少的分布趋势,洪涝灾害则多分布于北部平原的引黄区,而霜雪、风沙灾害的分布特征较不明显;在气象灾害系统内存在洪涝和冰雹的极显著正相关,此外霜雪、冰雹、干旱3类灾害也呈现一定的正相关.

基于知识图谱的公路气象灾害研究

为更好掌握现有公路气象灾害研究的知识结构及发展进程,收集中国知网(CNKI)核心集1992—2022年和Web of Science核心集2000—2022年收录的1840篇论文,基于CiteSpace软件,从文献分布、共现网络、聚类分析、关键词突现等方面进行分析。结果表明:1)随着学科不断发展,公路气象灾害领域论文年发文量总体呈增长趋势;2)公路气象灾害研究具有多学科交叉性质,研究学者来自交通、气象及地质学等相关研究机构及院校;3)国内外研究热点主要有气象灾害对交通基础设施的破坏、气象灾害对交通运行及安全的影响、气象灾害模拟及风险评估、路网监测及交通管控措施等;4)公路边坡灾害及恶劣天气对公路正常运行的影响在多时期引起国内外学者的广泛关注;5)随着研究的不断深入,公路抗灾韧性、智慧交通管控及全寿命公路气象灾害评估等方向近几年引起研究学者关注。

基于动态感兴趣区域和大数据的气象灾害动态预警方法

为了降低气象灾害损失,提出基于动态感兴趣区域和大数据的气象灾害动态预警方法。构建客户端/服务器模式的气象灾害动态预警框架,采集气象相关信息及受灾主体信息,经数据处理层处理后,利用改进模糊C均值聚类算法,提取卫星云图的动态感兴趣区域,确定气象灾害场景及可能影响区域,采用3个改进深度收缩自编码网络,分别提取感兴趣区域气象因素、环境因素、受灾主体因素特征,构建场景识别的Softmax分类器,确定场景与各致灾因素的关联度,结合支持向量机确定气象灾害等级、类型,实现气象灾害的动态预警。实验结果表明,该方法聚类效果突出,能识别气象灾害类型及等级。

铁路沿线气象灾害数据识别技术研究与应用

铁路是气象部门防灾减灾工作的重要服务领域。为简化和方便开展铁路沿线的气象灾害监测、预警和服务研究,基于气象灾害作用的主要气象要素,采用气象数据元数据信息和铁路路段的地理信息,利用搜索匹配和空间分析等技术,并结合专家经验,设计了一套数据清单的识别流程。以暴雨为例详细说明了数据识别的方法,并完成了原型系统软件功能设计和开发,采用Restful方式为专业技术人员提供铁路沿线有效的气象数据清单。以7·31北京暴雨过程对系统验证分析,识别结果符合预期,后续将为铁路气象防灾减灾工作提供有力的支持。

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。

基于路段单元的公路地质灾害风险气象预警系统

面向山区交通风险管控需求,以公路为承灾体对象的地质灾害风险气象预警研究具有重要意义。以浙江省磐安县方前镇为研究区,考虑道路等级、斜坡单元、边坡类型和边坡稳定性现状4个方面,研究确定公路地质灾害预警单元的划分方法;考虑历史地质灾害的发育规律,将公路边坡分为土质、岩质和土岩混合质边坡3种类型,分别建立不同类型边坡地质灾害易发性评价体系,并通过层次分析法计算各指标权重及分值;在确定各预警单元所辖边坡地质灾害易发性等级的基础上,结合研究区四级气象预警判据建立基于路段单元的公路地质灾害风险气象预警模型,采用Java语言开发预警系统。经与2021年“烟花”台风期新生公路地质灾害点验证发现,预警成功率为100%。研究结果提供了公路地质灾害风险气象预警单元的划分方法和系统研发思路,能够为山区公路地质灾害风险气象预警提供借鉴与参考。

极端气象灾害下考虑MESS主动调控的配电网故障恢复策略

针对极端灾害天气下配电网的故障恢复问题,计及极端灾害的时空演变特性,提出了一种利用移动储能(mobile energy storage system,MESS)的灵活性主动参与抑制合环冲击电流,辅助配电网故障恢复的策略。首先,建立了暴风雨等不同气象灾害条件下配电线路的故障率统计模型。其次,将复杂交通网与配电网进行耦合,建立了以最小化MESS调度时空成本的上层预布局模型。然后,分析了MESS出力对冲击电流的影响,以抑制合环冲击电流、最大化负荷恢复率和最小化MESS调度成本为目标,构建了MESS参与网络重构的下层调度模型。最后,在改进的IEEE 123节点系统中进行测试,验证了MESS对配网故障恢复安全性的提升效果。结果表明,采用MESS主动参与调控能够有效应对移动的极端气象灾害引发的配电网动态故障恢复问题,并抑制合解环过程中电流的波动,提升网络重构方案的可行性和增强配电网的韧性。

农业气象灾害知识图谱构建研究进展

海量异构数据的高效利用是提升农业灾害管理智能化水平的关键因素,探索多源异构的农业气象灾害知识图谱构建技术对农业气象灾害动态监测与智能化管理决策具有重要意义。本文通过文献调研深入分析农业气象灾害领域知识图谱构建所需的数据来源、类型及特点,按照自顶向下与自底向上相结合的知识图谱构建框架,从模式层构建、实体抽取、关系抽取和知识融合4个视角分析构建知识图谱的关键技术及应用现况;探究农业气象灾害知识图谱在农业气象灾害监测预警、风险评估、智能服务、决策支持领域的应用,总结农业气象灾害知识图谱构建面临的挑战,讨论农业气象灾害知识图谱的未来发展方向。不同模态的信息整合可使知识图谱更全面、准确地表达农业气象灾害领域的知识和信息,有助于更好地评估农业气象灾害带来的损失,提高决策的准确性和效率。未来结合大语言模型,借鉴先进的知识抽取方法实现复杂实体及关系抽取,整合多模态数据构建多模态知识图谱,进一步优化农业气象灾害知识图谱技术方法。