基于体感温度的沧州市中暑气象风险等级研究

中暑的发生主要与气温、风速、相对湿度有关。为研究沧州地区基于体感温度的中暑气象风险等级划分,选取沧州市2000—2019年5—8月的最高温度、相对湿度和平均风速等数据资料,分析单要素下和体感温度模型下的沧州市高温特征,通过计算沧州市中暑气象风险等级的体感温度阈值,划分中暑气象风险等级。结果表明:沧州市5—8月的月平均最高气温波动范围在5℃以内,整体呈现上升趋势,但趋势不显著,趋势线斜率≤0.05,趋势线拟合程度≤0.07,整体呈中部地区偏高、东部地区略低的分布趋势;沧州市5—8月的月平均体感温度波动范围在5℃以内,各县市最高气温整体呈现上升趋势,但趋势不显著,趋势线斜率≤0.07,趋势线拟合程度≤0.09,各县市体感温度整体呈西部地区偏高、东部地区略低的分布趋势。

河北沧州市臭氧质量浓度与气象因子的关系分析

利用2014—2020年河北沧州逐小时气象与环境监测数据,对沧州市臭氧(O_(3))污染加剧现状及其与气象因子的关系进行分析。结果表明:(1)沧州地区O_(3)污染呈加剧态势,且O_(3)已上升为该地区首要污染物;O_(3)污染集中出现在5—9月,O_(3)质量浓度日变化呈单峰单谷型,最大浓度出现在16:00前后;(2)5—9月O_(3)日最大8 h平均质量浓度(简称“O_(3)-8 h”)所处时段,平均气温、最高气温、相对湿度、总辐射辐照度与O_(3)质量浓度的相关性较好,本站气压、水汽压和平均风速与O_(3)质量浓度的相关性未通过显著性检验;(3)5—9月O_(3)-8 h时段,当同时满足8 h平均气温高于30.9℃、最高气温高于32.7℃、平均相对湿度低于42.1%、平均总辐射辐照度高于505.8 W·m^(-2)时,出现O_(3)污染的概率达84%;(4)气象因子不是O_(3)小时质量浓度快速增长的充分条件。

基于GIS的沧州市小麦干旱气象灾害风险评估

基于自然灾害风险评估理论,建立以致灾因子危险性、孕灾环境敏感性、灾害承受体脆弱性和防灾抗灾能力为主的评估体系,选取河北省沧州市1986—2017年的逐日降水量、小麦播种面积、减产率等指标,利用GIS分析技术和加权综合评价方法,对河北省沧州市小麦干旱气象灾害风险进行评估。结果表明,大面积的小麦干旱灾害高风险区主要分布在青县地区、沧州市区,大多是由于干旱致灾因子危险性较大所致;东部承载体易损性相对低,导致干旱灾害发生的风险较低;沧州市区西部的环境敏感性特别高,市区北部防灾减灾能力较差,市区西部的小麦干旱灾害发生风险高于东部。

基于GIS的沧州市暴雨气象灾害风险评估

基于自然灾害风险评估理论,建立以致灾因素危险性、孕灾环境敏感性、灾害承受体脆弱性和防灾抗灾能力为主的评估体系,选取河北省2010-2018年的暴雨频次、暴雨强度、自然环境和社会经济等指标,利用GIS分析技术和加权综合评价方法,对沧州市暴雨气象灾害风险进行了评估。结果表明,大面积的暴雨灾害高风险区主要分布在东部的海兴、黄骅和盐山地区,该地区暴雨发生危险性和环境敏感性较大;中南部地势低且平坦,环境敏感性和承载体易损性相对低,导致暴雨灾害发生的风险较低;沧州市区的承载体易损性特别高,市区西部的防灾减灾能力也较差,导致沧州市区西部的暴雨灾害发生风险高于东部。

基于GIS的沧州市雷暴气象灾害风险评估

基于自然灾害风险评估理论,建立以致灾因素危险性、孕灾环境敏感性、灾害承受体脆弱性和防灾抗灾能力为主的评估体系,选取2010-2018年雷暴频次、极大雷电活动频次、自然环境和社会经济等指标,利用GIS分析技术和加权综合评价方法,对沧州市雷暴气象灾害风险进行了评估。结果表明,大面积的雷暴灾害高风险区主要分布在任丘地区、沧州市区、海兴北部地区和黄骅市东南部地区,主要是由于雷暴致灾因子危险性较大;中西部环境敏感性和承载体易损性相对低,导致雷暴灾害发生的风险较低;沧州市区的承载体易损性特别高,市区东部承灾体易损性也较差,导致沧州市区东部的雷暴灾害发生风险高于东部。

沧州市农业气象灾害风险评估

根据1984-2008年25年间的沧州市辖区气象灾害数据,基于信息扩散理论对该市农业气象灾害进行风险评价,发现沧州市农业气象灾害高风险区分布在南部和西北部地区,低风险区域主要分布在东部地区,东西向走势的中部地区为中等气象灾害风险区域,经济越发达的区域遭受气象灾害的风险性越高。根据聚类分析结果,沧州市多发气象灾害为风雹灾及旱灾。南部、西北部为风雹轻灾、中等干旱风险易发区,西南部献县为干旱易发区,北部和东部地区为风雹易发区域,黄骅为中等程度的干旱易发区。

基于MCI的沧州市夏玉米、冬小麦干旱风险区划评估

沧州市位于华北平原东部,是河北省重要的粮食产区,夏玉米、冬小麦是沧州地区最主要的粮食作物,干旱严重影响夏玉米、冬小麦的产量,为完善沧州市农业防灾减灾体系,减少农业损失。研究选取1978—2020年气象观测数据、灾情数据等,分析了沧州市干旱灾情特征,调查了沧州地区的主要干旱过程,建立了沧州市干旱风险评估模型,开展沧州市夏玉米、冬小麦干旱风险区划评估。结果表明:1978—2020年沧州市年干旱受灾人口最多,约为278.17万人,出现在1999年,干旱受灾面积最多,约为35.66万hm^(2),出现在1992年,直接经济损失最多,约为12.25亿元,出现在1999年;沧州地区区域性干旱灾害等级以轻中旱为主,干旱过程等级以一般、较强为主;干旱高风险主要集中在吴桥、献县、沧县、河间等地,低风险主要集中在海兴、黄骅、青县、肃宁等地。

干旱对沧州市玉米产量的影响分析

夏玉米是沧州地区最主要的粮食作物之一,夏玉米的产量受到干旱严重影响。为研究沧州地区玉米产量与干旱相关关系,选取1978—2020年干旱灾情数据、1978—2020年干旱过程数据、1996—2022年沧州市各县玉米种植面积和产量数据、1998—2020年每年6—9月月降水量等数据资料,分析沧州地区干旱灾情特征及干旱过程特征。通过构建干旱气象指数,选取合适时间尺度的SPI指数,通过相关性分析,得到干旱气象指数与夏玉米减产率的相关性关系,以此为基础构建玉米减产率模型。结果表明:9月的SPI值与减产率的相关性最高,并通过了0.01的相关性检验,得到减产率模型,当SPI值<-0.5845时,预测出现减产。

沧州市城市内涝风险预警关键技术研究与应用

为建立科学、合理的城市内涝风险等级指标,提高沧州市城市内涝风险预警能力,选取2013—2022年沧州市城市内涝历史灾情个例资料、沧州市主城区附近气象站逐小时降水观测资料、地理信息数据等,开展城市内涝灾害风险普查。利用SPSS软件,分析日最大降雨量、过程降雨量、1 h降雨量、3 h降雨量、6 h降雨量、12 h降雨量等与积水深度之间的相关性,结果表明:1 h降雨量、3 h降雨量与城市内涝程度相关性较高。因此,选取1 h降雨量、3 h降雨量表征城市内涝临界气象条件,根据城市内涝对交通、商业和住宅、车库等主要承灾体的影响程度,划分城市内涝等级,将城市内涝气象风险等级由强至弱依次分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ4个等级,基于智能网格格点实况及预报结果,利用城市内涝风险等级划分标准,制作城市内涝风险预警服务产品,开展城市内涝风险预警业务。

河北旱碱麦不同生育时期气候变化及对产量影响的双重量化分析

为了探究河北旱碱麦不同生育时期气候变化特征及其对旱碱麦产量的影响,选取2009—2022年旱碱麦主产区气象观测资料和产量资料,利用四分位和气候倾斜率等方法对旱碱麦不同生育时期气候特征及变化趋势进行分析,再采用二次曲线法分离气象产量,利用灰色关联度法进行不同生育时期气象因子对旱碱麦产量影响的双重量化分析。结果表明:(1)旱碱麦各生育时期平均气温、最高气温、最低气温和日照时数均有明显的分布规律,而降水量变化较大;(2)旱碱麦不同生育时期各气象因子的变化趋势存在明显差异;(3)经单重量化分析,对旱碱麦气象产量影响最大的气象因子在播种期、分蘖期、越冬期和抽穗期均为降水量,出苗期和灌浆期均为日照时数影响最大,返青期为平均气温,拔节期为最低气温;(4)经双重量化分析,对旱碱麦气象产量影响排名前五的气象因子依次为分蘖期降水量、越冬期降水量、分蘖期最低气温、拔节期最低气温、抽穗期降水量。因此,河北旱碱麦种植应根据生育期降水情况采用保墒、灌水等水分管理措施,同时预防小麦分蘖期和拔节期的低温危害,以促进小麦生长发育和高产。

河北日光温室气象灾害影响和气象服务评估

通过问卷形式,对河北省日光温室蔬菜生产经销者和技术人员对气象服务的满意度,低温冻害、寡照、大风、雪灾4种主要气象灾害对日光温室蔬菜产量、品质、贮藏、运输、销售的影响率,用于日光温室气象灾害防御及补救的费用占所有气象灾害防御和补救费用百分率,以及菜农接受气象服务的投入占收成的百分率等进行调查,并利用德尔菲法对气象灾害防御和补救费用及气象服务的效益进行定量化评估。结果表明,多数被调查者认为低温冻害和寡照对日光温室蔬菜产量和品质有较大影响,其中认为低温冻害影响率大于15%的人数分别占45.6%、53.7%,认为寡照灾害影响率大于15%的人数分别占37.8%、35.4%,认为大风和雪灾的影响相对较小;70%以上的人认为大风和寡照对日光温室蔬菜贮藏、运输和销售的影响率在20%以下,超过50%的人认为低温冻害对蔬菜贮藏影响率大于30%,认为雪灾对蔬菜贮藏、运输和销售的影响率大于30%的人数分别占31.0%、63.9%和53.0%。被调查者对日光温室4种主要气象灾害的气象服务满意度均达96%以上。对大风、低温冻害、寡照和雪灾的防御和补救的费用占所有气象灾害防御及补救费用的平均百分率分别为20.3%、15.8%、13.0%和19.4%,4种灾害的气象服务平均贡献率分别为3.08%、2.25%、1.90%和2.55%。按近10a(2004-2013)河北省日光温室蔬菜产业年平均生产总值计算,大风灾害气象服务效益最高,平均每年达2.941亿元,其它依次为雪灾、低温冻害和寡照,总效益平均每年达9.340亿元。

河北沧州金丝小枣成熟期浆烂裂果灾害风险评估

以降水和日照这两个气象要素作为研究对象,基于模糊数学和信息扩散理论,通过沧州1990-2009年9月中旬-10月中旬的降水量和日照时数的变化范围,离散出降水量和日照时数的风险水平值,计算出由于降水和日照引起灾害的风险估计值,结合小枣成熟晾晒期浆烂裂果灾害的调查资料进行研究。结果表明,9月中旬-10月由于降水因素发生浆烂裂果灾害的风险概率为4～5年一遇;9月中旬-10月日照的偏差不会造成小枣成熟期浆烂裂果灾害风险。此外,以降水量≥80mm的概率估计值作为小枣发生浆烂裂果灾害的临界值,确定出枣农防御灾害的时段和及时采收的时间,利于进行防灾减灾。

沧州市近40年蒸发量变化特征分析

利用沧州市气象站1971～2010年期间小型蒸发皿(口径20 cm)蒸发量资料,对近40年沧州市蒸发量变化进行统计分析。结果表明,近40年沧州蒸发量变化较大,在年内呈波状分布,蒸发量最大的为6月,最小的为1月;近40年小型蒸发皿蒸发量呈总体下降趋势,蒸发量最大为2 273.3 mm,出现在1972年,最小为1 681.4 mm,出现在1990年,年最大蒸发量与最小蒸发量相差591.9 mm;近40年一年四季中夏季蒸发量最大,变化幅度也最大,春季次之,冬季蒸发量及变化幅度最小;不同季节蒸发量变化趋势不同,蒸发量下降主要在春季和秋季,夏季无明显变化,而冬季蒸发量呈上升趋势;沧州近40年蒸发量年代际变化呈波状变化,整体下降趋势;年代特征明显,20世纪80年代为各年代最高值,平均蒸发量为1 958.6 mm,高出近40年平均值39.7 mm,21世纪以来蒸发量为1 880.9 mm,为各年代最低值,比平均值低38.0 mm。

降水对河北沧州大气污染物质量浓度的影响

基于2014—2019年河北沧州逐小时气象与环境监测数据,采用风力+背景浓度订正方法,进一步探讨降水对大气污染物浓度的影响。结果表明:风力+背景浓度订正方法可以较好地消除污染物浓度自身的日变化特征,并剔除了风的影响,从而更准确地获取降水对大气污染物浓度的影响。在风力+背景浓度订正条件下,降雨对PM_(2.5)、PM_(10)、NO_(2)、O_(3)有较好的清除作用,而对SO_(2)、CO的清除作用不明显。不同强度降雨对PM_(2.5)、PM_(10)、NO_(2)均具有较好的清除作用,且清除率随着雨强的增强而增大;雨强小于8.0 mm·h^(-1)的降雨对O_(3)有显著清除作用,而大于6.0 mm·h^(-1)的降雨对SO_(2)有清除作用。伴随着降雨的持续,PM_(2.5)、PM_(10)、NO_(2)、O_(3)质量浓度不断下降,降雨清除效率也随之降低,当污染物质量浓度降至一定阈值后降雨清除作用不明显。

沧州市近60年气温、降水变化特征分析

利用沧州市气象台地面观测站1954～2013年逐日降水、平均气温、最低气温、最高气温等气象资料，采用周期分析、趋势分析等数理统计方法，寻找气温和降水变化规律。结果表明，沧州地区60年来气温在波动中上升，降水在波动中减少。

“23.7”河北罕见特大暴雨过程降水演变与中尺度特征分析

2023年7月29日至8月2日,受台风“杜苏芮”北上减弱低压影响,河北出现罕见特大暴雨天气过程(以下简称“23.7”暴雨过程),其中位于冀南的邢台市梁家庄自动站52 h累积降水量高达1003.4 mm。利用常规地面与探空资料以及区域自动站资料、雷达拼图与ERA5再分析资料等,对“23.7”暴雨过程的降水演变特征、环流形势与环境条件、中尺度特征进行了初步分析。结果表明:此次暴雨过程具有持续时间长、累计雨量大、覆盖范围广等特征;台风“杜苏芮”登陆北上后,受500 hPa华北北部“高压坝”阻挡而停滞,河北大部地区整层水汽总量达到其气候平均态的2倍以上,环境大气具有低的抬升凝结高度和自由对流高度及一定的对流不稳定能量,以及850 hPa倒槽切变线稳定少动提供的持久辐合抬升条件,使得降水回波长时间维持在河北西南部太行山前和河北中部。边界层东南风急流伴随台风倒槽向北发展,急流核风速在河北中部超过22 m·s^(-1),大暴雨过程中地形作用明显。边界层急流影响河北西南部期间,回波强度30~40 dBz、质心高度低于6 km的多个对流单体先后移过梁家庄站上空,造成梁家庄站累计出现24 h的短时强降水;边界层急流北移后,8 m·s^(-1)左右的偏东风使太行山前层积混合云降水回波继续长时间维持造成雨区重叠,是梁家庄站52 h累积降水量超过1000 mm的主要原因。

沧州市雷电活动时间分布分析及防雷对策

本文通过沧州1954年-2006年度雷暴资料统计分析,沧州市雷电活动时间的分布情况,雷电基本特征和破坏机理;从防雷减灾的角度上出发,就防御雷电灾害的对策进行简要探讨。

沧州市夏玉米气候适宜度评估

基于夏玉米的生长环境要求以及河北省沧州市的气候条件,建立以夏玉米全育期平均温度、活动积温、日照时数以及降水为影响因素的夏玉米气候适宜度评估模型,选取2010—2017年的沧州市气象观测资料,利用GIS分析技术和加权综合评价方法,对沧州市夏玉米气候适宜度进行了区划研究。结果表明,沧州市夏玉米种植适宜度分布水平不够均匀。整体呈现西北向东南逐渐递增的趋势。任丘、河间西北部以及肃宁地区属于次适宜区,经济收益相对较低,吴桥、东光、南皮、盐山、海兴、孟村以及沧县东南部地区属于夏玉米种植最适宜区,热量条件和雨量水分条件都能满足夏玉米的生长需求,经济收益也相对较高,建议合理利用当地适宜的气候条件,适当增加这些地区夏玉米的种植面积,促进当地的农业发展。

EC细网格2m温度对沧州市的预报能力检验及订正

利用EC模式对2017年沧州市14个国家基本站2m最高、最低温度的24、48、72h预报结果,采用预报准确率、平均误差、平均绝对误差和皮尔森相关系数等统计方法进行检验及订正。结果表明:EC模式对不同预报时效预报准确率,最高温度模式20时起报高于08时,最低温度08时起报高于20时;随着预报时效的延长,模式预报准确率逐渐下降。预报准确率最高温度区域差异不明显,月际变化大;最低温度区域差异显著,月际变化不均。EC模式对沧州温度的预报误差主要由系统误差造成,温度预报绝大多数的大值误差出现在转折性天气阶段,当出现明显升温和高温时,最高温度预报偏低更明显,出现明显降温时,最低温度预报偏高。对2018年1-4月EC模式预报最高、最低温度进行系统和大误差订正检验,发现订正后预报效果更好。

沧州市大气自净能力特征分析

利用沧州1975—2018年逐日地面气象观测资料和2013—2018年环境监测资料,采用国标法计算并分析了沧州地区大气自净能力的时空变化特征,探讨了气象要素、污染物指数与大气自净能力之间的关系。结果表明:沧州大气自净能力年变化呈显著减小趋势,气候倾向率为1.05×10^4km^2·a^-1·(10a)^-1,春季3—5月大气自净能力较强,8月、11月、12月和1月较弱;风速、小风频率年变化与大气自净能力的相关性显著,相关系数分别为0.910、-0.807,风向出现频率与大气自净能力的相关性较差,降水日平均大气自净能力小于非降水日;O3、CO和SO2分指数与大气自净能力相关性较好,大气自净能力对区域空气质量变化具有指示意义。