基于传感网的泥石流短临预警体系设计

突发性泥石流是我国最严重的地质灾害类型之一。目前国内外有关突发性泥石流监测网络,缺乏对泥石流启动时间和预警信息发布时间的研究。针对泥石流形成区、流通区、堆积区的不同特征完成了预警体系整体架构设计,同时在相应区域布设传感节点。在传感监测网的架构上,本文采用自上而下分区布设GPRS传感节点的方法,当50%以上的分区产生联动现象时,确定为泥石流启动时间点。在传感监测网的硬件设计中,嵌入分离式预警器,并与汇聚网关层结合;由汇聚网关层向下发布预警命令,而分离式预警器在接收命令后对外发布警报信息,在两者的共同作用下,达到缩短预警信息发布时间的目的。该方法设计的泥石流预警体系能够降低泥石流对人们造成的危害,为泥石流防灾减灾提供科学依据。

高原山地短临预警预报系统的设计与构建

高原山地地区由于其特殊的地形地貌与雷达资料障碍问题,利用SWAN系统的本地化建立强对流天气的短临预报系统非常困难。本项研究以西藏高原地区为例,基于MICAPS和SWAN系统平台的特征,考虑目前气象台站预报员对计算机分析预报系统的使用习惯,利用现有卫星遥感资料、自动站资料、闪电定位资料和常规气象要素等观测资料,以及已研制的有关西藏地区天气学模型、动力统计诊断指标和经验预报模型等,设计构建了西藏地区短临天气预警预报系统,通过VB语言环境实现了能集成MICAPS和SWAN系统的信息分析功能、适合西藏地区短临天气预警预报的实用系统。本项研究的系统集成思路将为不同区域气象预警预报系统的本地化和区域化提供有益的探索思路和实现技术,具有重要的实践指导意义。

广州5·7突发特大暴雨短临预警服务的反思

对2017年5月7日广州突发特大暴雨短临预警服务从省、市、区3级气象部门上下联动,及时发布和更新预警信号;适时启动气象灾害应急响应,积极开展部门联动;协助省局召开新闻发布会,正确引导舆论;利用自媒体做好公众气象服务等方面进行了总结,提出了突发中小尺度灾害性天气预报预警能力不足、"一张网"的智能应用水平亟需提升等突出问题。

闪电定位资料在天山北坡强对流天气短临预警中的分析及应用

选用2013—2015年4—9月天山北坡短时强降雨和冰雹过程,及其前后对应的闪电定位资料进行研究。通过分析,发现两种强对流天气过程前后正、负闪均在一定范围内呈波动性变化,且均以负闪为主。两种强对流过程前后均有2次闪电突增现象,且都是第一次突增现象更具指导意义,突增现象发生在强对流天气开始前10~40 min不等,持续时间10~20 min,突增量在2~8次。可得出闪电极性和闪电突增在强对流短临预警中的阈值。

基于雷达产品的朝阳地区短时强降水短临预警指标研究

利用朝阳地区138个区域自动站逐小时观测资料,对2011—2020年发生在朝阳地区的短时强降水天气过程进行统计,得出朝阳地区短时强降水多发生在6—8月,7月出现次数最多;短时强降水具有明显的日变化特征,活跃时段为15:00-23:00,主峰值出现在17:00前后,午夜04:00为短时强降水的次峰值。结合朝阳新一代多普勒天气雷达产品对短时强降水进行分析,将雷达产品按照回波特征分为3类,分别统计得出不同雨强对应的雷达产品短临预警指标。

金属矿山采场顶板冒顶微震短临预警前兆模式研究

在地下金属矿山,顶板冒顶是造成人员伤亡的第一原因。微震监测手段逐渐成为采场顶板冒顶监测预警最主要与最有效的方法。依托微震监测在香炉山钨矿采场顶板冒顶短临监测预警方面积累的大量的案例,对微震预警前兆模式进行了总结,得到了3种普遍的前兆模式。通过对典型案例的深入分析,得到了不同前兆模式产生的机理,为找出冒顶事件的发生原因并制定相应的防治措施提供了理论指导。

北京山区基于临界土壤含水率的泥石流预警思路

北京山区地质构造条件复杂,新构造活动频繁,人为活动剧烈,泥石流地质灾害较为发育,对人民的生命财产造成较大的威胁,如何利用泥石流发生前的物理特征进行预警,是北京市突发地质灾害防治的重要研究课题。本文首先介绍了以泥石流沟物源区土体的临界土壤含水率为短临预警的理论依据,然后以北京山区密云、门头沟、房山3个区县25条泥石流沟安装的土壤含水率仪为实例,详细阐述了土壤含水率预警系统建设的关键步骤,包括:监测沟谷的选择、土壤含水率仪的选型、仪器的安装及标定以及野外含水率数据的传输。预警研究成果,为首都地质灾害预警工作提供新的技术方法和手段。

湘东北一次大暴雨“列车效应”特征分析和预警服务

2014年5月9日晚湘东北出现一次大暴雨天气过程。利用常规观测资料、中小尺度自动雨量站资料、多普勒雷达产品对此次大暴雨的"列车效应"雷达回波特征及其成因进行分析,并对这次过程的短临时预警服务进行了探讨。结果表明:"列车效应"回波带主要由积状云为主的混合型回波组成,对流强降水明显;低质心结构的回波特征有利于短时暴雨的发生;径向速度图上的"牛眼"特征表明有强盛的西南急流存在,"列车效应"发生在急流轴的左侧;逆风区的出现和长时间维持为"列车效应"提供了动力条件;925 h Pa湘西南-湘东北的切变线和地面低压倒槽暖区内出现的中尺度辐合线位置重合,配合低空西南急流的增强是形成"列车效应"的主要原因;多普勒雷达特征分析为短临预警服务提供了准确的判别依据。

基于地理信息系统的雷电业务系统

介绍了地理信息系统(GIS)在四川省雷电业务系统构建中的应用方法。四川省防雷中心在雷电监测新技术和新手段的基础上,将GIS技术与雷电潜势预报和短临预警技术有效的结合起来,构建了雷电业务应用系统。并通过对此系统在2008年"9.23"四川雷电天气过程中的应用分析,说明此系统可以准确地对未来12小时的雷电过程进行预报和未来1小时的雷电过程进行预警。

2014年5月21日沈阳一次冰雹天气过程分析

2014年5月21日17时沈阳市遭遇一次冰雹雷雨天气过程,持续时间长达30min,冰雹的直径达12mm,此次冰雹天气过程在历史上比较罕见,造成了全城数以千计的车辆受损。该文选取MICAPS常规资料、雷达PUP径向速度图和SWAN拼图产品进行了分析。结论如下:(1)从环流背景上看,500h Pa的高空槽导致大气层结不稳定,850h Pa的切变线提供了抬升触发条件,上干冷下湿暖的大气结构提供了热力不稳定条件和水汽条件,同时0度层位势高度、0~6km垂直风切变和对流有效位能条件都非常可观,总体看本次天气过程沈阳地区的环境场非常有利于冰雹天气的产生。(2)此次冰雹天气中有一定可预报性:首先对流单体的移动路线有可预报性,该对流单体的移动方向单一,传播方向也比较单一,无后向传播或旁伴传播等特征;其次回波在靠近沈阳市区的时候发展过于强盛,加之下游地区的环境场有利于对流继续发展,这些条件有利于冰雹预警的判断。(3)此次冰雹天气中也存在一定不可预报性:首先冰雹天气是个小尺度天气系统造成的天气现象,从大环流背景无法准确在短期时效内给出冰雹的落区,必须运用雷达资料来对预报进行实时订正;雷达回波的强弱显示着对流单体的演变过程,若出现2个体扫以上强回波转弱的过程势必会影响预报员对于天气形势的判断,降低预警的时效性;同时考虑到个别雷达性能问题,需要在日常工作中积累经验,做到可以对雷达产品进行订正使用。

深圳突发强对流天气应对机制实例分析

强对流天气突发性、局地性强,持续时间短,预报难度大,灾害性极大。当前短临预报技术对雷雨大风、短时强降水等突发性强对流天气预报能力有限。深圳市气象局基于现有的短临预报技术,同时借助气象现代化建设成果,持续探索突发强对流天气的有效应对机制。本文以深圳市2021年第一次强对流天气过程为案例,探讨突发强对流天气的有效应对防御机制。此次强对流天气过程历时短、雨强大、天气剧烈,精准预报难度大,且正值五一假期,安全防范压力大。深圳市气象局采取“一体化风险研判、三级预警防线、分步精准发布”等措施,有效解决了气象灾害预警信息传递“最后一公里”问题;建立并完善强对流天气协同指挥和快速联防联动两项机制,将气象灾害影响降至最低,全市未发生因暴雨和大风造成的重大灾情及人员伤亡。