Comparative Analysis of Two Freezing Disasters in Southeastern Guizhou

[Objective] The aim was to compare two freezing disasters in January 2008 and 2011 in southeastern Guizhou. [Method] By means of meteorological data from automatic stations in southeastern Guizhou, the occurrence time, influence range and disaster intensity of freezing disaste from December 31st, 2010 to January 10th, 2011 were analyzed and compared with freezing disaster in January 2008. [Result] Freezing weather in January 2011 started early and strongly, with large influence rang, lower decrease and intermittent rising of temperature, and subsequent cold air was weak, so freezing disaster weakened gradually; in January 2008, freezing weather began later and lasted for a long time, and subsequent cold air strengthened gradually, while temperature went down gradually accompanying continuous rainfall (snowfall), so freezing disaster became more and more serious. In a word, freezing disaster in January 2008 was severer than that of 2011. [Conclusion] The study could provide scientific references for the prediction and early warning of freezing disaster and establishment of corresponding countermeasures.

Risk Regionalization of Low-temperature Disasters for Flue-cured Tobacco Planting in Qujing Area Based on GIS

There is a prominent,complex and diverse three-dimensional climate and a variety of meteorological disasters in Qujing area. The risk zoning of low-temperature disasters for flue-cured tobacco planting in Qujing area was studied to provide reference for drawing on advantages and avoiding disadvantages in flue-cured tobacco planting,disaster reduction,and disaster relief services. According to the production practice of fluecured tobacco and local climate analysis,it was determined that flue-cured tobacco in Qujing area was very vulnerable to low temperature during the seedling stage（ from early February to middle April） and in the mature period（ from early July to early September）. Based on the quantitative analysis and evaluation of risk of disaster-causing factors,sensitivity of disaster-breeding environment,vulnerability of carriers,and disaster prevention and reduction capability,a risk assessment model of meteorological disasters was established to precisely evaluate and zone the risk of low-temperature disasters for flue-cured tobacco planting in allusion to the seedling and mature stage in Qujing area by using GIS technology. The risk of lowtemperature disasters for flue-cured tobacco planting during the two periods was divided into four grades,namely low,medium,high and very high risk.

The Unprecedented Freezing Disaster in January 2008 in Southern China and Its Possible Association with the Global Warming

The unprecedented disaster of low temperature and persistent rain, snow, and ice storms, causing widespread freezing in the Yangtze River Basin and southern China in January 2008, is not a local or regional event, but a part of the chain events of large-scale low temperature and snow storms in the same period in Asia. The severity and impacts of the southern China 2008 freezing disaster were the most significant among others. This disastrous event was characterized by three major features： （1） snowfall, freezing rain, and rainfall, the three forms of precipitation, coexisted with freezing rain being the dominant producer responsible for the disaster; （2） low temperature, rain and snow, and freezing rain exhibited extremely great intensity, with record-breaking measurements observed for eight meteorological variables based on the statistics made by China National Climate Center and the provincial meteorological services in the Yangtze River Basin and southern China; （3） the disastrous weathers persisted for an exceptionally long time period, unrecorded before in the meteorological observation history of China. The southern China 2008 freezing disaster may be resulted from multiple different factors that superimpose on and interlink with one another at the right time and place. Among them, the La Nina situation is a climate background that provided conducive conditions for the intrusions of cold air into southern China; the persistent anomaly of the atmospheric circulation in Eurasia is the direct cause for a succession of cold air incursions into southern China; and the northward transport of warm and moist airflows from the Bay of Bengal and South China Sea finally warranted the formation of the freezing rain and snow storms and their prolonged dominance in the southern areas of China. A preliminary discussion of a possible association of this disastrous event with the global warming is presented. This event may be viewed as a short-term regional perturbation to the global warming. There is not any possibility for this event to divert the long-term trend and the overall pattern of the global warming.

Indications of stratospheric anomalies in the freezing rain and snow disaster in South China,2008

NCEP/NCAR reanalysis data were used to characterize stratospheric temperature and water-vapor anomalies before and after the freezing rain and snow disaster of South China in 2008,and the influence of stratospheric circulation anomalies on the troposphere.Stratospheric temperature and water-vapor anomalies provided good leading indicators of this weather event.The period from December 1st 2007 to February 28th 2008 was divided into 18 pentads.During the 6th pentad,temperature decreased significantly at 10 hPa in the near-polar stratospheric region,and the decreasing trend strengthened and extended downward and southward to middle and lower latitudes.During the 14th-18th pentads,the temperature decrease reached its maximum and extended to 30°N.This coincided with the widespread freezing rain and snow event.By the end of January 2008,the temperature decrease ended in the near-polar stratospheric region,but continued in the mid-latitude area of the troposphere as the freezing rain and snow weather persisted.Similar to the temperature variations,positive anomalies of relative humidity in the stratospheric near-polar region also strengthened and extended downward and southward,coinciding with the freezing rain and snow event.Along with the significant relationship between the freezing rain and snow disaster and stratospheric circulation anomalies,the stratospheric polar vortex changed its shape in late December,intensifying and spreading downward from the top of the stratosphere and southward to the Asian continent,resulting in a deepening of the East Asian Trough and a strengthening of meridional circulation.Before the occurrence of the freezing rain and snow event,temperature and vapor increases in the stratosphere transferred downward to the troposphere,along with a stratospheric flow in the near-polar region southward to lower latitudes.

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。

地铁联络通道冻结壁冻融灾害效应及其平均温度预测

冻结法因具有施工方便、强度高、防水效果好及对土体扰动小等优点在软土地区地铁联络通道施工中获得广泛应用。冻结壁平均温度作为衡量冻结效果的重要参数之一,其解析公式求解较为复杂,在实际工程中难以应用。建立了包括冻结管断裂灾害、隧道收敛变形灾害、冻结帷幕收敛变形灾害、冻结帷幕透水灾害和融沉灾害的地铁联络通道冻结壁冻融灾害链式效应机制,并考虑多种布管方案,采用冻结壁平均温度等效梯形法建立完整数据集,利用神经网络的高度非线性特征,建立能同时预测单排、双排和多排(n>3)布管形式下冻结壁平均温度的神经网络预测模型。研究结果表明,基于完整数据集构建的冻结壁平均温度神经网络预测模型能有效地反映不同冻结管布置参数和冻结壁厚度等参数与冻结壁平均温度之间的关系;冻结壁平均温度均随冻结管排数和冻结壁厚度增大而逐渐降低,随盐水温度、冻结管间距和排距增大而逐渐升高。

季冻区露天矿山边坡稳定性分析及加固措施研究

季节性冻土区露天矿边坡受不良地质作用影响及恶劣环境影响,不断出现变形、裂缝、滑移等病害,严重威胁矿山开采安全。基于图木尔廷—敖包锌矿东边坡失稳,开展了季冻区露天矿山边坡稳定性影响因素的研究,主要包括不良地质作用、冻融循环作用、开采爆破振动、水的直接作用等4个方面。在分析计算基础上,提出了包含削坡减载、边坡加固、疏排水工程及坡表喷涂和覆土的综合加固整治方案。经验算,按照设计方案进行加固后,能够有效提高东边坡的稳定性,解决困扰多年的东边坡稳定难题。达到从根本上消除安全隐患、保障矿山可持续开采的目的。

云南露地蓝莓倒春寒防冻减灾技术研究

云南省曲靖地区种植的露地蓝莓易遭受倒春寒低温冻害影响,导致蓝莓减产50%~70%,严重影响产量,造成了巨大的经济损失。对露地蓝莓进行的防冻害试验表明,使用防霜冻风机、传统燃烟、药剂均能降低冻害率21%~34%,提高坐果率22%~31%,提高单株产量0.5~1 kg,其中使用防霜冻风机效果最好,能够在低温冻害时提高地表温度1.5~2.6℃,使冻害率有效降低34%,坐果率提高31%,单株产量提高1 kg,挽回产量380 kg/667 m~2,挽回产值19 000元/667 m~2。

2024年2月我国中东部两次持续性低温雨雪冰冻过程的环流异常特征分析

2024年1月31日-2月6日和2月19-25日我国中东部地区先后发生两次持续性低温雨雪冰冻过程,均表现为降水范围广持续时间长、降水量极端、降水相态复杂、气温显著偏低等特征,春运出行受到其较大影响。采用国家站气象观测资料和NCEP/NCAR再分析资料,对这两次过程的大尺度环流异常特征进行分析,试图揭示西太平洋副热带高压(以下简称副高)北抬原因及强冷空气活动的平流层前兆信号。结果表明:(1)我国大陆上空500 hPa“西低东高”环流形势有利于中东部地区出现持续性降水。2024年1月31日-2月6日(以下简称过程I)乌拉尔山附近并无明显的阻塞系统;2月19-25日(以下简称过程Ⅱ)在贝加尔湖以北地区有阻塞高压发展维持。两次过程副高较常年同期偏北、显著偏强,与南支槽共同作用有利于暖湿气流向我国中东部地区输送,低层冷空气南下、暖湿空气沿低层冷垫爬升,为大范围雨雪天气提供重要的动力抬升和温度层结条件。(2)过程I主要的水汽来源是孟加拉湾北部的偏西风输送,过程Ⅱ来自西北太平洋的水汽输送贡献更大,且江南地区整层水汽辐合强于过程I。(3)副高偏北的原因可能是受到来自西非至北欧一带对流层中高层Rossby波能量在中纬度和副热带地区向下游传播的影响。(4)发生在2月第3候前后的平流层极涡下传可作为过程Ⅱ寒潮活动的前兆信号,平流层极涡下传超前于对流层,可为冬季我国冷空气过程提供预报依据。

高速铁路国产超声波测风仪凝冻检测与加热装置设计

高速铁路自然灾害及异物侵限监测系统中既有的进口超声波测风仪在运用中存在凝冻天气下功能失效的情况。研制了抗凝冻、采用测风与加热功能一体化设计的国产化超声波测风仪,以替代进口。文章基于超声波凝冻检测原理及国产超声波测风仪主体结构设计,提出超声波测风仪凝冻检测与加热装置设计;该装置采用双判据加热控制逻辑启动加热组件工作,加热组件置于测风仪内部、与测风探头内部构件紧密贴合,具有较高加热效率。在长白山天池气象站的外场试验表明:当凝冻发生时,凝冻检测与加热装置能对测风仪关键部位进行加热,有效防止测风功能失效。同时,通过凝冻条件下对比测试,发现无凝冻检测与加热功能的测风仪与带凝冻检测与加热功能的超声测风仪所采集的测风数据存在较大偏差。后续将开展深入研究,查明误差根源后改进其设计。

2024年2月初贵州东部及长江中下游低温雨雪冰冻天气的基本特征及成因

2024年2月初贵州东部及长江中下游出现低温雨雪冰冻天气,恰逢春运高峰,给春运、能源保供及人民生活造成严重影响。为揭示此次低温雨雪冰冻天气的异常特征,利用国家气象信息中心实况观测资料、美国国家环境预报中心和国家大气研究中心(NCEP/NCAR)再分析资料以及怀化双偏振雷达资料对此次天气的基本特征和成因进行了分析。结果表明:(1)2024年春节前贵州东部、湖南中北部、湖北东部南部及安徽西部北部出现4~6d严重冰冻灾害,冰冻灾害主要由两轮低温雨雪天气造成,首轮低温雨雪出现在2月1-4日,降水相态具有多样性,尤其是3日雨雪最为明显,以强降雪及强冻雨为主,导致积雪和积冰快速增长。第二轮低温雨雪出现在5-6日,贵州东部、湖南中北部以冻雨为主,湖北等长江沿线以雨夹雪和降雪为主,积冰得以维持或继续增长。(2)亚洲中高纬度位势高度距平呈西低东高分布,且南支槽活跃,为低温雨雪冰冻天气提供了重要天气背景。南支槽前强盛的西南急流沿锋面爬升形成倾斜上升气流,增强了锋后的降水强度,造成第一轮强低温雨雪天气;而后南支槽减弱,但南支锋区仍维持,中低层急流和地面静止锋均维持,造成了第二轮持续低温雨雪天气。(3)受华南静止锋和云贵静止锋形成及维持的影响,锋后逆温范围宽广,且长江以南地区暖层显著,造成长江南北不同相态的降水。同时长江南北的温湿场在垂直方向上有较大差异,长江以北地区以强降雪为主时,温湿场上表现为深厚的冷湿特征,具有典型的冰相结构;长江以南地区以强冻雨为主时,温湿场上具有“强暖湿-冷湿”特征。(4)2月3-4日长江南北地区均出现快速跃增的雨水、冰水和雪的混合比,形成了强湿雪和强冻雨;长江以南地区低层过冷水3日夜间以小雨滴和大雨滴方式共存5日夜间则是由小雨滴构成。

2008年初我国低温雨雪冰冻灾害的气候特征

利用中国606个时间序列超过40a的气象台站逐日气温、降水和天气现象等资料,确定了定义低温、降雪、冰冻和多年一遇等指标的方法,对2008年初我国低温雨雪冰冻灾害的空间分布、持续时间、历史强度和灾害影响等进行了综合分析。结果表明:2008年1月中旬到2月上旬,我国长江中下游至江南地区发生了历史罕见的低温雨雪冰冻灾害,灾害发生区域的最大连续低温日数、最大连续降雪量和最大连续冰冻日数均为1951年以来历年冬季的最大值,综合各种指标统计其强度为百年一遇。此次灾害具有影响范围广、持续时间长、发生强度大等特点,对我国电力、交通、农业、林业、人民生活等方面产生了重大影响。

多年冻土区输电线路冻融灾害防控研究

随着我国冻土区输电线路的不断建设,冻土问题日益引起人们的关注,如何正确处理多年冻土与输电线路工程的关系,已成为输电线路建设的关键问题之一.文中主要就多年冻土区输电线路建设所遇到的冻融灾害以及相应对策进行了分析和讨论.相对于公路和铁路,输电线路基础均为埋入式基础,对冻土扰动强烈、传热作用突出.输电线路属于点线工程,在线路选线和设计阶段,通过输电线路选线、塔基类型的合理确定,可在很大程度上避免或减少冻融灾害的产生.在选择塔基类型时应重视冻拔作用对塔基稳定性的影响.输电线路基础为明挖基础时,施工周期和时间的选择、施工过程的控制等对减少热扰动作用明显.随着工程同步进行的冻土基础监测,对输电线路塔基稳定性分析、工程合理转序、运营维护都具有重要意义.输电线路建设中的冻土问题在不同建设阶段,防控重点均有所不同,只有全面把握,才能科学应对.

中国低温雨雪冰冻灾害危险性评估与区划

利用1960—2009年全国542个站点的常规气象观测资料,从灾害成因角度筛选评估指标,建立灾害危险性评估的气象指标体系,基于不同强度频率的评估思路构建综合危险性指数,对中国低温雨雪冰冻灾害危险性进行评估和区划。结果表明:(1)中国大部地区属于低危险区,高危险区主要集中于黑龙江—吉林—辽宁东部—内蒙古东部、新疆北部、青海南部—西藏东北部—甘肃南部。南方绝大部分地区均处于极低危险区。(2)南方地区内部相对高危险区主要集中在四川中南部云南东北部—贵州西部、湖南东部、安徽南部—江西北部、河南北部。(3)高危险区的分布与地形、纬度均有着密切的关系。

我国低温雨雪冰冻灾害遥感监测评估技术——研究与应用

针对2008年初发生在我国南方大部分地区的"低温雨雪冰冻灾害",通过典型案例分析,总结了利用微波和光学遥感数据开展冰雪监测、交通拥堵状况监测评估、雪水当量时空变化监测、地表温度反演与农业受灾评估等技术方法,介绍了灾害应急阶段空间信息产品的服务情况。提出对交通运输、能源供应和电力通信等生命线状况的评估,将是今后灾害遥感业务重要的研究和应用方向。最后从数据资源、复杂灾害背景环境下灾害遥感和卫星等资源综合应用三个方面,讨论了当前灾害遥感领域研究的不足及发展方向,指出了建立基于空间信息技术的灾害监测、预警、评估与服务体系的迫切性。

中国南方雨雪冰冻灾害受损森林植被研究进展

2008年年初我国南方遭受了一场极为罕见的大范围持续低温雨雪冰冻极端气候灾害,这场灾害给我国人民的生产生活造成了重大损失,其中,林业受损尤为严重。我国学者针对受损森林生态系统进行了多方面的调查与研究。对现有的调查研究工作进行综述,重点概述了森林结构、功能和经济效益的受损状况,总结了天气条件、地理因素、树种及其生长情况,分析了林分特征等方面的森林受损机制以及受损森林的恢复与重建对策,对现有的研究在内容、水平及方向上的不足之处提出建议,以期对未来的相关研究提供帮助。

冰灾对输电线故障率影响的时空评估

将冰灾造成停电灾难的问题解耦为:从冰雪到冻雨,从冻雨到覆冰,从覆冰到电网故障,从相继故障到大停电的过程。冻雨影响输电线故障率的途径涉及冻雨形成的气象规律;线路覆冰的热学规律;断线倒塔的力学规律。归纳在线评估冻雨风险所需信息,根据气象预报信息和微地形信息计算输电线覆冰厚度,根据线路实测信息在线评估输电线故障率的变化,修改安全分析软件所依据的预想事故集。根据潮流转移的电气规律及系统崩溃的动力学规律,建立冰灾停电风险的早期预警模型。

低温雨雪冰冻灾害对我国电网损毁性影响概述

为提高电网抵御低温雨雪冰冻灾害的能力,回顾我国发生低温雨雪冰冻灾害的主要历史事件,总结了该型灾害的时空分布特点及对我国电网损毁的特点。对比分析冰灾和拉尼娜事件的时间对应关系,认为拉尼娜事件可作为预测冰雪灾害的一个重要因素。结合2008年初冰灾对电网损毁影响的统计结果,分析了电网受损的原因和电网防冰灾设计标准,探讨了我国电网防冰灾策略和技术措施,建议从多方面采取措施以提高我国电网抗冰灾能力,如骨干网架差异化设计、电网防冰灾设计标准优化调整、覆冰调查及冰区图修订完善、线路走廊规划及现场勘测、严重覆冰地段的线路改造等。

云南2008年冰冻灾害评估

用1959—2006年和2008年云南东部48站的资料,对2008年1月14日至2月28日出现在云南造成重大经济损失和人员伤亡的冰冻灾害进行气温、降水等致灾因子的评估,并以冰冻天数为主,过程平均最低气温为辅构建了冰冻评估综合指数,基于模糊信息分配理论和右侧概率极值再现期技术方法对这次冰冻灾害进行了综合评估。结果表明,2008年云南东部平均最高气温比多年同期偏低4.7℃,打破了有气象记录以来的历史最低纪录,平均气温比多年同期偏低2.5℃,是有气象记录以来的历史次小值;阴天日数比多年同期偏多10.3 d,偏多90%,打破了有气象记录以来的最多纪录;降水日数比多年同期偏多8.7 d,偏多74%,是有气象记录以来的历史次多值;2008年1月14日至2月28日云南省出现的冰冻灾害强度指数值打破了有气象记录以来历史同期最大纪录,是同期100年一遇的特大冰冻灾害;冰冻灾害强度指数值是云南冬季有气象记录以来的历史次大值,是冬季50年一遇的特大冰冻灾害。

广东2008年低温雨雪冰冻灾害及气象应急响应

2008年初我国南方遭受了百年一遇低温雨雪冰冻灾害,广东的受灾程度属80年一遇,造成了重大经济损失和严重社会影响。分析发现:灾害过程在近年来最严重的一次"拉尼娜"事件背景下发生的,与欧亚地区持续大气环流异常密切相关。在"北脊南槽"和西太平洋副高偏北偏强的形势下,冷暖气流在我国南方地区频繁交汇,使对流层中低层形成逆温层和局地经向环流产生异常,造成了此次持续低温雨雪冰冻过程。面对灾害引发的公共事件,广东省气象部门打破常规、准确预警,启动预案,通过媒体和"公共事件预警信息发布平台",及时传播权威的公共预警信息,为安定民心、稳定社会、减少灾害起到积极作用。灾后反思发现,山区冰灾的监测、灾害的评估、公共信息发布等的能力和规范均亟待加强。