陕西省单站暴雨特征及评估方法

基于陕西省78个气象站1961-2012年日降水资料,利用线性倾向率、Mann-Kendall检验、功率谱等统计诊断方法,对暴雨的时空分布规律和气候变化特征进行了分析;为加强暴雨事件的快速评估,建立了陕西单站单日暴雨评估方法及单站暴雨过程的综合评估指数,对2011-2012年的暴雨过程进行了试评估。结果表明:陕西暴雨主要集中在7~9月,陕南、关中西部、陕北延安及榆林东部为暴雨频次和强度大值区,此外关中北部铜川和渭南北部暴雨频次也较大;近年来关中地区和陕南中东部地区暴雨频次增加,暴雨频次的长期变化在陕北具有2 a和6 a的准周期,关中具有2~4 a的准周期,陕南具有2~3 a的准周期,暴雨强度在全省均呈增加趋势;采用等级评估、序位评估方法对单站单日暴雨进行暴雨等级评估,建立反映单站暴雨过程的综合评估指数对暴雨过程进行评估,所用方法和建立指标实用可行,能够对暴雨事件等级进行准确评估,满足科学、快速、及时评估暴雨事件的服务需求。     

城市暴雨积涝灾害风险突增效应研究进展

城市暴雨积涝风险突增效应研究对揭示此类风险与人类活动所导致的城市化过程的关系,及用于城市地区灾害风险识别及风险预警均有重要价值。本文从城市因素(地表粗糙度、气溶胶及城市热岛等)影响城市地区降水过程,以及城市地区土地利用和土地覆盖变化(LUCC)影响城市地表水文反应过程2个方面综合论述风险突增效应研究的进展及主要结论。在研究方法上,总结了现有文献所用的暴雨危险性的主要评估模型,认为暴雨危险性计算需要结合雨强及暴雨持续时间。城市地表对暴雨积涝的敏感性分析需借助城市水文模型;在模型分析过程中,应注重雨量数据的有效性,以及城市排水管网、土地利用和土地覆盖等资料的可获取性及概化。为定量评估城市暴雨积涝风险突增效应,需要使用更高时空分辨率的数据资料分析暴雨危险性特征,通过细化及发展城市水文模型,完成敏感性实验分析;在此基础上,综合危险性及敏感性特征,评估城市地区暴雨积涝风险,揭示暴雨积涝风险在城市地区的空间分布差异及风险突增效应。相关成果可用于城市暴雨积涝的风险识别、评估、预警及风险管理。     

中国短历时和长历时暴雨对总暴雨贡献的空间差异性研究（1961-2015）

采用1961-2015年659站日值降水数据,以持续1d和持续2d及以上暴雨作为短和长历时暴雨标准,分析不同历时暴雨变化趋势,结果表明,中国总降雨、总暴雨和短历时暴雨从东南沿海向西北内陆依次呈“增-减-增”的分布特征,且整体以增加趋势的站点占主导,而长历时暴雨则呈现出“增-减”的分布特征,且整体以减少趋势的站点占主导,并且检测出中国自东北向西南存在一条变干带。同时中国总暴雨对总降雨、长历时暴雨对总暴雨的贡献呈现出“东南高-西北低”的分布特征,而短历时暴雨对总暴雨的贡献呈现出“东南低-西北高”的分布特征。中国总暴雨对总降雨、短历时暴雨对总暴雨贡献的变化趋势呈现出“增-增减镶嵌-增”的分布特征,且以增加趋势的站点占主导,而长历时暴雨在东部沿海地区呈现出增减镶嵌的趋势,而西北内陆地区呈略微减少趋势,且以减少趋势的站点占主导,也检测出自东北向西南存在一条气候过渡带并与上述变干带基本重合。     

晋江西溪流域不同暴雨过程LUCC的洪水响应

以晋江西溪流域为研究区,构建晋江西溪流域暴雨次洪分布式模型,选择3场不同暴雨强度、雨型分布、历时的暴雨过程,模拟研究区在1988年和2006年土地利用/覆被情景下70年代3场次暴雨的洪水过程,分析其在1988—2006年土地利用/覆被变化(LUCC)情景下的洪水响应。研究结果为:1988—2006年晋江西溪流域LUCC最明显的特征是林地、耕地减少而园地及建设用地增加;LUCC对流域出口流量过程的影响主要表现为洪量、洪峰流量增加,而对洪峰滞时及汇流时间的影响不显著;相同的LUCC对不同场次暴雨洪水过程的洪峰流量、洪量的影响程度不同,LUCC对流域出口流量过程的影响受暴雨强度、雨型分布、历时等因素的影响。     

基于FloodArea模型的暴雨洪涝灾害风险预评估技术及效果检验北大核心CSCD

利用陕西气象站点逐小时降水实况、精细化格点预报、数字高程、土地利用、灾情等资料,应用水动力模型FloodArea对暴雨洪涝进行淹没模拟,在淹没水深和范围的基础上叠置承灾体属性,引入承灾体的灾损曲线,建立暴雨洪涝灾害风险预评估模型,并从数量占比和灾情占比两个角度,以县为单元进行验证,利用格点降水量预报对陕西6次大范围暴雨过程灾害风险进行预评估以及效果检验。结果表明:暴雨洪涝气象风险预估结果与实际受灾地区分布基本吻合,正确预报率73.2%,模拟结果可信度高,对于降水区域集中暴雨的风险预评估性能较分散性暴雨较高,漏报率相对低,但是空报率较高;建立的暴雨洪涝灾害风险预评估及效果检验流程,提高了气象服务的针对性,可以用于洪涝风险预评估的实际业务中,对暴雨洪涝风险管理提供技术支撑。     

沿淮湖泊洼地区域暴雨洪涝风险评估

根据自然灾害风险评估基本原理,从暴雨洪涝致灾因子危险性及承灾体易损性出发,以沿淮湖泊洼地区域为示范研究区,综合考虑降水量、径流量、地形与河网密度、土地利用数据、人口及经济数据等指标,利用GIS的数据处理功能,运用标准化方法对相关指标进行标准化处理,得到标准化的多源栅格数据;基于层次分析法确定各影响指标因子权重,采用ARCGIS9.2的ModelBuilder建模工具建立暴雨洪涝灾害风险评估模型;通过地理信息系统的地图代数功能及综合指数法,得出洪水灾害综合风险等级评价图;并利用2003年沿淮湖泊洼地区域暴雨洪涝淹没面积数据验证暴雨灾害综合风险评估结果;统计分析发现,洪涝淹没区有60.66%位于高风险区,33.29%位于中高风险区,6.05%位于中风险区;结果表明,沿淮湖泊洼地区域暴雨洪涝中高风险及高风险区的准确度达93.95%,洪涝灾害风险评估结果基本符合实际情况,风险评估精度较高。模型的建立及风险区划图的制作,对暴雨洪涝灾害宏观决策具有重要的参考价值。     

中国暴雨区划初步研究

本文根据近三十年水文站和气象站实测和调查24h最大暴雨均值和极值,将中国暴雨进行了初步区划。分区原则是:综合考虑暴雨强度及其分布特点、发生季节、暴雨天气系统以及地理诸因素(包括地形、拔海高度和海陆性质)。首先采用天气气候学方法对全国暴雨进行初步划分;然后,根据全国气象站25年汛期(5—9月)雨量和年雨量资料,算出各区域面雨量指标,以某区面雨量指标为变量,分别对其周围各站雨量求相关,如果相关系数通过显著性水平α=0.05,即将该站划归为同一暴雨气候区,否则,划归另一气候区。 最后将全国分为十个暴雨气候区和四个副区,并简述了各区暴雨洪水成因及特征。     

基于社交媒体签到数据的城市居民暴雨洪涝响应时空分析

暴雨洪涝等小型地域性气候灾害给城市韧性带来挑战。以南京暴雨洪涝为例,通过挖掘新浪微博签到数据,构建公众感知指数和公众情绪指数,分析居民对暴雨洪涝响应的时空格局。在时间维度上,居民对暴雨洪涝的响应主要集中在暴雨洪涝期,并随灾害的严重程度而变化;在暴雨洪涝期内,居民在社交媒体上对暴雨洪涝的响应集中在早、晚高峰。在空间维度上,居民对暴雨洪涝的响应集中在主城区和3个新市区;重要交通基础枢纽地区和低海拔、经历快速城市化的新市区的居民对暴雨洪涝担忧程度更高。时空分析表明,暴雨洪涝对居民的交通出行影响最明显。基于时空间分析,最后从硬件和软件设施上为提升暴雨洪涝的城市韧性提供相关政策建议。     

山地地形对九华山大暴雨的影响

暴雨是灾害性天气,它出现的时间、地点及强度除与天气因子有关外,受到地形的影响非常显著.利用九华山风景区和邻近地区的气象观测资料及区域自动气象站的探测资料,分析山地地形对九华山大暴雨的影响.结果表明:迎风坡的强迫抬升、喇叭口地形的辐合和局地热力冲击作用是触发九华山大暴雨天气的重要机制,局地涡漩环流对大暴雨也有加强作用.     

“8.12”甘肃大暴雨特征分析

 2010年8月10～13日,甘肃省河东出现了中到大雨,局地暴雨或大暴雨,是舟曲山洪地质灾害气象应急响应开始后迎来的第一场区域性暴雨过程,对前方救灾抢险工作造成严重威胁。利用实况观测资料和NCEP再分析资料对大暴雨过程的天气特征、水汽条件、动力条件、不稳定条件等进行综合分析,并总结了暴雨过程的中尺度云团特征及雷达回波特征。结果表明：此次暴雨过程持续时间较长,但大暴雨出现时段集中,雨强大,危害性强。副高强盛,北部冷空气分裂南下,青藏高原切变线活动频繁,是本次暴雨过程的主要环流特征。500 hPa锋区和700 hPa低涡切变线是造成暴雨天气的直接影响系统。低层正涡度区、水汽辐合、上升运动、正螺旋度中心以及层结不稳定等因素为暴雨产生创造了热力、动力和能量条件。此次暴雨的触发机制是低层中尺度切变线的发展和维持、偏南暖湿气流的增强,以及低层辐合高层辐散的大气上下层抽吸作用。多个中β尺度对流云团沿700 hPa切变南侧发展东移,表明本次大暴雨过程中存在明显中小尺度系统,其中低层气旋式辐合、高层辐散流场的配置是降雨范围及强度增大的重要原因。     

广东省持续性暴雨的气候特征

分析了1952-2002年广东省持续性暴雨的气候特征,结果表明:地形对持续性暴雨的分布有重要影响,持续性暴雨的中心主要分布在沿海地区,粤中地区是次多发区.持续性暴雨中心主要在沿山体南侧分布,即迎风向的山前和迎风坡,前汛期主要以沿海的恩平、阳江和斗门为中心;后汛期主要以海丰、南澳为中心.全省各站都以持续2 d的暴雨为主,持续性暴雨在前汛期发生的次数比后汛期多,最多的月份是6月.全省全年及前后汛期持续性暴雨次数的年代际变化相似;但从年际变化看,前汛期与全年发生持续性暴雨次数呈正相关关系,而后汛期与之则呈现一定的反相关关系.持续性暴雨有20~25 a的长周期变化和2~4 a的短周期振荡.     

中小流域暴雨洪水计算及参数地理综合研究进展

中小流域暴雨洪水计算及其参数综合在洪水灾害防治中起着关键作用。变化环境引发暴雨洪水等水文极值增加,中小流域暴雨洪水灾害面临严峻挑战。文章对中小流域暴雨洪水计算全过程及参数综合研究进展进行系统回顾、梳理和总结,并对目前常用的产汇流计算方法及其参数在实际应用中存在的问题和局限性进行探讨。流域下垫面和暴雨特性的空间异质性大,产流损失根据其地理特征形成以经验和半经验方法为主的计算方法;汇流计算以推理公式和单位线法为主,流域地形地貌汇流特征能基本反映,但流域形状和微地形在当前计算方法中反映甚少;当前使用的参数成果均由20世纪80年代前的数据得到,限于资料精度和技术水平,参数综合要素较为简单,多地出现不适用现象,亟需开展新一轮的暴雨洪水计算参数综合;在中小流域暴雨洪水过程模拟及实时预报上,结合雷达测雨、高分辨率遥感、高性能计算和深度学习等技术方法的研究已初具规模,建议加强利用新兴技术计算流域产汇流参数,推进其在暴雨洪水设计上的应用。     

1960—2009年湖南省暴雨极端事件的气候特征

本文采用湖南省88个地面气象站点1960-2009年的逐日降水资料,运用一元线性回归、M-K突变分析及小波分析等方法分析了湖南省50年来区域暴雨极端事件的时空分布特征及变化趋势。研究表明：过去50年暴雨极端事件增多、强度增大。暴雨极端事件有波动上升的趋势,20世纪60年代和80年代偏少,70年代和90年代偏多;在80年代末到90年代初暴雨极端事件由小变大是一突变现象,且存在2年、5年、7年和21年左右的周期振荡。降水量明显高于平均值的月份集中在4—8月,而暴雨降水量和暴雨总次数明显高于平均值的月份集中在5-8月。降水量湘西地区可能更加少雨,湘北洞庭湖区和湘中部分地区有可能向多雨转变的趋势;湘东和湘南有可能向干旱转变。暴雨降水量、最大日降水量、暴雨次数、暴雨强度和降水集中率在湘中、湘西南和湘西北个别地区可能比原来更少,其余地区均可能增多。     

贺兰山东麓暴雨气候特征及灾害防御对策

利用贺兰山东麓9个常规站及287个自动气象站汛期(5—9月)逐小时降水量资料,应用线性趋势系数、克里金插值及Morlet小波变换等方法,分析了该地区的暴雨时空特征和振荡周期。结果表明:(1)贺兰山东麓暴雨日数20世纪60年代最多,暴雨强度20世纪70年代最强,暴雨贡献率2011—2019年最大。(2)1961—2019年年平均暴雨日数为2.1 d,暴雨强度为46.6 mm·d-1。(3)1961—2019年暴雨日数有2.1 d·(10a)-1的下降趋势,暴雨强度变化不大,暴雨贡献率有1%·(10a)-1的弱上升趋势。(4)暴雨主要出现在7月和8月,集中出现在7月中旬至8月中旬。(5)贺兰山东麓各站不同时间段共出现短时强降水810次,主要出现在夜间21:00—22:00和白天16:00,其中夜间暴雨占57.8%。(6)暴雨日数存在2～6 a、7～15 a的周期性变化,变化的第一主周期为3 a,暴雨强度存在2～4 a、5～16 a的周期变化,变化的第一主周期为9 a。(7)暴雨出现日数最多、强度最强、量级最大的区域主要分布在贺兰山银川至石嘴山段的沿山区域。(8)洪涝灾害具有发生频率高、涉及范围广,季节性明显、区域集中,破坏性强、造成损失大等特点。     

百色市暴雨时空分布及环流分析

暴雨是一种影响力极其严重的灾害性天气之一,连降的暴雨或大暴雨、特大暴雨,常导致山洪爆发,危及人们的生命和财产安全。利用1961~2007年百色12个县(区)的降水实测资料,采用统计分析方法,对百色市暴雨进行分析,得出暴雨时空分布的特征,为该区域暴雨预报起到一定的指导作用。     

近十年来台风暴雨研究的若干进展与讨论

对近10年来国内外台风暴雨研究的进展简要归纳如下:高低空急流、西风槽等对远距离台风暴雨有重要影响;涡旋Rossby波说和重力惯性波说仍然是螺旋雨带形成理论的两种不同观点;地形、海岸线等不同的下垫面特征对台风暴雨有不同的作用;暴雨的异常分布;台风系统可以触发中纬度地区降水,也可以中断梅雨.同时对台风暴雨中尺度系统的源和汇、螺旋雨带的形成理论、台风暴雨异常分布的机理和暴雨的定量预报等问题进行了讨论.     

基于大数据的极端暴雨事件下城市道路交通及人群活动时空响应

随着全球气候变化加剧,极端降雨增多,暴雨内涝灾害频发,严重威胁城市的可持续发展。快速掌握暴雨给城市交通及人群的影响,有助于提高灾害应急管理水平和事件响应能力。利用实时动态的交通路况信息和手机定位请求数据,通过一种融合STL时序分解技术与极端学生化偏差统计检验的时间序列异常探测方法,监测和分析暴雨内涝灾害事件中,城市道路交通和人群活动的时空响应特征,并以2018年7月16日发生在北京的极端暴雨事件为例开展实证研究。研究结果显示,在降雨集中的早、晚高峰两个时段（8—9时、18—19时）,市区的拥堵道路数量超出往常水平最高可达150%,异常检测分析显示拥堵道路数量和交通拥堵指数均达到异常甚至极端水平。人群活动的异常响应分析结果显示,暴雨事件引起定位请求量异常升高、异常点增多,且异常点的空间分布与1 h前的降雨量分布存在较高相关性。以上结果不仅证明了大数据及异常检测方法对于快速洞察暴雨事件对城市交通及人群影响的有效性,也为城市暴雨内涝灾害的应急响应与管理提供了新的技术手段。     

中小流域设计暴雨雨型研究进展

设计暴雨是缺乏流量数据的中小流域推求设计洪水的基础,对水利工程设施、市政工程设计等建设标准具有重大影响,国内外对此展开了大量研究。近年来由于气候和环境变化的影响,洪水频发且流量极大,山洪和城市内涝灾害对山区人民和城市居民的财产及人身安全构成了威胁,引起了多起严重事故,因此对设计暴雨雨型提出了更高的要求。论文系统总结了典型暴雨雨型选择的原则与方法和雨型分类方法,梳理了相关方面的国内外雨型推求方法及其特点,包括芝加哥雨型法、Huff雨型法、三角形雨型法、Pilgrim & Cordery雨型法等4种短历时设计暴雨雨型,以及长历时的SCS雨型与同频率分析法;最后提出了中小流域设计暴雨雨型存在的问题并对未来研究方向进行展望。     

中国暴雨洪涝灾情时空格局及影响因素

暴雨洪涝灾害给中国造成了巨大人口和经济损失。本文通过对中国气象灾情普查数据的分析,结合小时降水数据、统计年鉴等资料,研究了1984—2007年间中国极端降水和暴雨洪涝灾情时空分异特征。在此基础上,采用地理探测器研究了中国暴雨洪涝灾情时空格局的影响因素。结果表明,研究时段内全国极端降雨指标没有一致的变化趋势。长江、珠江及东南沿海等流域暴雨洪涝频次显著增加,但因灾人口死亡率下降,表明设防能力的提升对人口损失的缓减影响明显;西北地区因灾死亡人数和人口受灾率、经济损失等均增加,表明设防能力薄弱;因暴雨洪涝受灾人口贡献率最高的因子是气象致灾因素,又因暴雨洪涝死亡人口贡献率最高的是地理等孕灾环境和社会经济等承灾体因素,故暴雨洪涝直接经济损失贡献率最高的是地理等孕灾环境因素。该研究可为洪水灾情的影响因素定量化分析提供理论参考。     

中国年代际暴雨时空变化格局

采用1951~2010年中国659个气象站点的日值降水数据,以中国气象局颁布的降水强度等级划分标准为依据,分别计算1951~1960、1961~1970、1971~1980、1981~1990、1991~2000、2001~2010年的年代际暴雨雨量、雨日和雨强,并统计了其相应的站点数目变化。结果表明,在时间上,中国年代际暴雨雨量和雨日显著增加,暴雨雨强也呈现增加趋势;在空间上,中国年代际暴雨雨量和雨日呈现出从东南沿海地区向华中和西南及环渤海地区逐渐扩张的梯度增加趋势,年代际暴雨雨强远不如暴雨雨量和暴雨雨日梯变明显。中国暴雨1951~2010年年代际时空变化格局很可能是在全球变暖大背景下中国地势与城市化共同作用的结果。