城市供水管网极端寒潮灾害影响特征与设防标准

近年来随着全球气候变化,城市遭遇极端寒潮灾害频发,经常对城市关键基础设施大型供水管网造成破坏。为此,以上海市为例,研究城市供水系统寒潮灾害影响规律及设防标准,通过对上海市2020年底到2021年初的极端寒潮事件进行研究,分析寒潮过程中供水系统压力、流量、管道维修以及其他供水设施功能受损情况。结合近60年的气象资料,对上海市历年气象寒潮事件进行统计分析,给出当日最低温度、24h降温、48h降温、72h降温、过程最低温度及持续时间6个寒潮特征指标的分布规律。同时,利用泊松分布计算了上海市年最低温度的重现期和超越概率,提出了水表等外露设施的温度设防建议标准,并针对气温数据和管道维修数据进行关联性分析,从维修率的角度识别对管道运行造成不利影响的温度基准。研究结果可为长三角地区城市供水行业安全运行与灾害防控提供理论和技术参考。

2016年一次寒潮天气过程诊断分析

利用常规气象观测资料、NECP/NCAR 1°×1°再分析资料和探空资料,应用天气学和动力气象学分析诊断方法,对2016年1月21—24日山西寒潮、大风和降雪过程的影响系统配置、冷空气移动路径和高低空环流形势演变进行了诊断分析,并对大风和降雪主要成因进行了分析。结果表明:此次寒潮过程属于"横槽型",500 h Pa上贝加尔湖东部的冷涡引导冷空气,沿西北偏西路径进入山西,以及地面冷高压南下是寒潮爆发的原因。850 h Pa存在强盛的冷平流,是产生寒潮天气的主要原因。但由于冷空气移动路径偏西,冷高压主体偏北,造成本次降温幅度只有个别站点突破历史极值。水汽条件较差,所以降水过程较弱;地面正负3 h变压差达10 h Pa,利于产生变压风,造成大风天气。

2016年1月寒潮天气过程极端性分析及集合预报检验

利用欧洲中期天气预报中心(ECMWF)再分析资料和集合预报极端天气预报指数(extreme forecast index,EFI),对2016年1月21—25日强寒潮天气环流异常性和EFI对极端低温事件的预报进行了分析和检验。中亚地区一直维持标准化异常度在3个标准差以上的高压脊、冷涡系统不断发展增强,随着横槽转竖,冷空气爆发南下使得我国中东部出现极端低温。最低温度EFI可以提前7 d预报出低温信号,随着EFI预报时效的延长所对应的最大TS评分随之降低,对不同时效预报需选取合适的EFI阈值。对5%百分位的低温事件短期时效(1~3 d)最低温度EFI临界阈值为-0.6,中期时效(4~7 d)临界阈值为-0.5;对1%百分位的低温事件临界阈值则为-0.7。5%百分位的低温事件各时效最低温度EFI在江南、黄淮、江淮、江汉等地表现最好,华北、华南、西南、西北地区表现次之,在东北地区表现相对较差。

2018年4月成都地区两次寒潮天气过程对比分析

本研究利用常规地面观测资料、探空资料和NCEP资料对2018年影响成都地区的两次寒潮天气过程进行对比分析,研究结果表明:两次寒潮均是在前期强烈升温基础上,冷空气向南侵袭造成的;两次过程中高纬环流形势均表现为"两槽一脊"型.过程I有横槽转竖现象,地面冷高压先分裂后整体南下,冷空气南下速度快,持续时间短,气温骤降,局地降雨强度大,普遍出现6～8级瞬时大风.过程II是由南支槽和850hPa东北回流共同造成,地面冷高压分裂南下,冷空气南下速度慢,持续时间长,但日降温幅度较小,平均风力较大,降水持续时间更长.

1954~2017a阿勒泰市春季各级别寒潮过程强度评估

利用阿勒泰基准气候站日最低气温资料,资料长度从1954年到2017年的春季,以日最低气温及其降温幅度为指标,计算寒潮过程单要素强度评估指标包括:寒潮降温幅度,最大24 h降温幅度,最大48 h降温幅度,最大72 h降温幅度,过程最低气温,过程最低气温距平;以寒潮综合强度指数IY评估各次寒潮天气过程,结果表明:1) 以寒潮天气过程降温幅度标准化指数IA为指标,强度从大到小排列前十位的过程一般寒潮和强寒潮过程各月分布比较均匀,特强寒潮过程全部现在3月。2) 以寒潮天气过程最大24 h、48 h和72 h降温幅度标准化指数I24 h、I48 h和I72 h为指标,强度从大到小排列前十位的寒潮过程中一般寒潮过程出现在3月的分别有2次、1次和4次,出现在4月的均为3次,出现在5月的分别有5次、6次和3次;强寒潮过程出现在3月的分别有6次、6次和5次,出现在4月的分别有2次、2次和3.5次,出现在5月的分别有2次、2次和1.5次;特强寒潮过程全部出现在3月。3) 以寒潮天气过程最低气温标准化指数ITD为指标,强度从大到小排列前十位的各级别寒潮过程全部出现在3月。以寒潮天气过程最低气温距平标准化指数IJP为指标,强度从大到小排列前十位的寒潮过程中一般寒潮过程中4次出现在4月,6次出现在5月;强寒潮和特强寒潮过程均有9次出现在3月,1次出现在4月。4) 以各级别寒潮过程强度综合评估指标IY为指标,强度从大到小排列前十位的一般寒潮过程3月只出现了1次,4次出现在4月,5次出现在5月;排列前十位的强寒潮过程中8次出现在3月,2次出现在4月;排列前十位的特强寒潮过程中9次出现在3月,1次出现在4月。5) 春季一般寒潮和强寒潮过程强度均为强度呈减弱的趋势,但不显著;而特强寒潮过程为强度减弱且显著。

菏泽市近40年来寒潮统计与分析

利用菏泽市9个代表站1961-2000年40年的逐日温度资料，对菏泽市寒潮的发生、变化及天气气候特征进行了系统分析，并对其时空分布进行了分析。结果表明，近40年菏泽市寒潮天气出现次数整体呈减少趋势，寒潮区域分布具有一定的规律性，西北部偏少，中东部偏多；降温幅度有一定差异，由西北向东南递减；年际变化悬殊较大，递变规律明显，但与前期气候状况关系不明显。

葫芦岛地区寒潮发生特征及成因分析

基于1960~2009年葫芦岛地区4个气象观测站的逐日气象观测资料,利用寒潮蓝色和黄色预警信号的发布标准将其分类,分别统计分析了其时间和空间的分布特征。结果表明,葫芦岛地区寒潮发生的月份从当年的9月一直到次年5月均有可能发生,出现寒潮最多的月份是10和11月,最少的月份是5月,这主要与气候的季节性转换有关;寒潮发生次数最多时段是20世纪60年代,随着平均（最低）气温的升高,达到寒潮蓝色预警标准的次数呈减少趋势,达到寒潮黄色预警标准的寒潮发生次数与气温的变化不具有明显的相关性。从地域分布来看,出现寒潮次数最多的地方是建昌县,最少的地方是绥中县,主要受下垫面、纬度和海拔高度等因素的影响和制约。

大连地区一次寒潮天气分析

利用常规天气资料,应用天气分析方法,对大连北部地区2013年11月9—10日寒潮天气进行分析,结果表明:此次寒潮天气过程的环流形势为"一槽一脊"型,促使寒潮暴发的流场为横槽转竖型。高空500 hPa天气图上-44℃冷中心位于120°E;55°N^60°N;对应高空700 hPa天气图上冷中心为-32℃;而地面天气图上冷高压中心强度达到1 060 hPa,标志着冷空气的堆积达到了可产生寒潮的强度。由贝加尔湖暴发南下的冷空气偏北、偏东,大连地区只有最北部庄河站达到了寒潮标准,24 h内最低温度下降9.1℃。在此基础上进行分析,总结出大连地区寒潮天气预报着眼点。