浙江省致灾强风暴天气监测预警业务平台建设设计

用网格化管理的思路,应用卫星、雷达、闪电定位仪、中尺度自动气象站等探测信息和中尺度数值预报产品,建立一套基于地理信息系统基础上的“浙江省致灾强风暴客观短时临近预报和预警业务系统”,实现强降雨、强风等短时灾害天气的监测预警定性到定量的转变,从主观到客观的转变。     

雷电临近预报方法在输电线路雷击预警中的应用初探

为了探讨雷电临近预报方法在输电线路雷击预警中的应用,以2013年湖北省宜昌地区一次电力线路雷击灾害事件为例,基于高分辨实时雷达资料和二维闪电定位资料,建立了一种雷电临近预报模型,从而实现对某一区域未来30 min雷电的临近预报;在此基础上,采用雷电预报区域和输电线路网格化方法,计算输电线路和临近雷电预报区域之间的距离,并实现输电线路雷击临近预警。该方法简单、实用,其预警结果可供电力部门进行输电线路雷击风险评估时参考,特别适合于电力部门使用推广。     

基于深度学习的京津冀地区精细尺度降水临近预报研究

精细尺度降水的临近预报对于提升现代城市内涝和山洪地质灾害预警能力具有重要意义。深度学习作为一种新兴方法,在挖掘数据内部特征及物理规律方面更具优势,近年来在天气雷达图像领域的应用已初见成效。为进一步提升精细尺度降水的临近预报能力,基于深度学习网络模型RainNet,研究建立了两种滚动预报方式,开展了京津冀地区1 km分辨率精细尺度降水滚动式临近预报试验和对比分析。 试验结果表明:与传统基于交叉相关的外推预报相比,深度学习网络模型RainNet总体可以明显改进降水1 h临近预报的绝对误差和相关系数;两个RainNet相结合的滚动预报方式对1.04 mm/（10 min）及以下阈值降水,在10—50 min预报性能一致优于传统的交叉相关外推预报。深度学习模型对降水消亡过程的时、空演变趋势刻画更好,尤其更适用于降水消亡过程的临近预报。采用两个RainNet模型相结合的滚动式预报方式优于单一模型滚动预报方式。      

浙江致灾强风暴网格化监测预警服务系统建设

通过浙江省强风暴天气监测预警技术研究,综合利用卫星、雷达、自动站、数值预报、闪电定位等系统的监测手段和技术,引用网格化管理的理念,建立一套基于地理信息系统基础上的“浙江省小流域致灾强风暴客观短时临近预报和预警业务系统”。将全省及周边区域按0.1经纬度间隔的区域为监测预警单元,完成强降雨、强风等短时灾害天气的监测预警从定性到定量的转变,从主观到客观的转变。建立预警用户信息库,利用互联网和无线通信技术,自动将预警信号有针对性地分发给网络用户,从而实现快速应急预警,实现致灾强风暴精细化的服务。     

高速公路高影响天气风险预报预警技术

阐述了高速公路高影响天气风险预报预警技术的思路、方法、业务化应用及效益产出,详细介绍了基于"风险普查—风险区划—典型个例灾害评估—建立风险预警和影响预报客观模型"的高速公路高影响天气风险预报预警技术方法。现阶段,为交管部门发布风险预报预警产品十分必要,但是在多源数据融合分析应用等方面还存在诸多薄弱环节,需进一步深入研究。     

降水引发的西南地区公路损毁风险预报方法

降水引发公路沿线滑坡、泥石流及其他灾害频繁发生,已成为引发公路损毁的最重要因子之一。该文利用2007年1月—2013年7月区域 (云、贵、川、渝4个地区) 公路损毁灾害数据、基础地理信息数据及国家气象中心降水量历史资料,通过对灾害发生频次、降水量等资料的统计分析,初步探讨降水与公路损毁灾害的关系,并重点针对公路损毁的降水影响因子 (即前期有效降水和损毁灾害发生当日降水),开发具有普适性的公路损毁概率密度函数及其概率拟合方程,建立公路损毁灾害概率预报模型;综合公路损毁灾害风险区划信息 (即灾害危险性等级) 与降水的等级临界阈值 (即降水危险性等级),建立区域公路损毁的危险性分级预警方案,得出综合的西南地区公路损毁风险预报模型,以1～5级划分, 分别为灾害发生可能性极小、灾害发生可能性较小、灾害发生可能性中等 (注意)、灾害发生可能性较大 (预警)、灾害发生可能性极大 (警报)。该预报方法结合降水危险性等级及公路损毁灾害危险性等级,明显优于仅考虑阈值降水量的判别方法。     

荆江航运气象灾害预报预警系统

荆江航运气象灾害预报预警系统投入运行该系统由荆州市气象局和荆州海事局联合开发,整合了共享船舶自动识别系统(Automatic identification system,简称AIS)、水域闭路电视监控系统(Closed-circuit television,简称CCTV)、海巡艇CCTV、气象雷达、精细化网格预报、预警信息发布等多个平台及系统,通过将航运信息与气象监测预警信息实时叠加,能面向具体船只提供精准及时的气象灾害预报预警服务。细网格预报叠加层提供各气象要素的中短期精细化网格预报,集合了各类数值预报模式,预报产品时间分辨率为3 h,空间分辨率为5 km,能实现定点、定时、定量的气象预报。     

杭州市萧山区气象灾害分区预警制作发布平台初探

针对县级预警信息发布平台精细化程度不高、技术集约化程度低等问题,开发了杭州市萧山区气象灾害分区预警制作发布平台。该平台集成了各种探测资料和浙江省气象局0～36 h内模式预报产品,根据监测实况和模式外推智能自动形成分区预警提示;将气象灾害预警精细到乡镇辖区;该系统与突发事件预警信息发布平台建立自动连接,一次性制作分区预警产品,可在5 min内完成分区预警信号编辑制作和发布,高效地解决了预警发布的"最后一公里"问题。     

基于GIS图层叠置法的精细化雷电灾害易损度区划模型

本文从雷电致灾因子、孕灾环境和承灾体方面研究雷电灾害风险评估及区划方法,根据自然灾害系统理论和自然灾害风险评估理论,以福建省三明市为例,利用气象探测资料、地理信息数据、社会经济发展规模、人口密度、土地利用现状以及雷电灾情等数据,采用统计方法、灾情解析、调查问卷确定权重等方法,建立起评价指标与风险评估的定量关系,利用GIS技术将易损性构成要素进行图层叠置,在GIS平台上将所有数据落实到1km×1km的格栅上进行处理,各地的雷电灾害易损性便以1km×1km的单元进行计算量化,最终得到精细化的雷电灾害易损性风险区划图,完成基于GIS图层叠置法的精细化雷电灾害易损度区划模型研究,形成较科学的雷电灾害风险评估及区划技术方法体系,具有很好的应用推广价值,为发展智慧气象,提升防雷减灾公共服务能力提供科学参考,对开展雷电监测、预警、预报以及防雷减灾研究都具有重要意义。     

基于高时空分辨率降水预报产品的城市内涝预警研究

使用高精度高程、路网、河网、排水管网、工程设施以及防洪调度等数据,将各类空间信息剖分为7 287个无结构不规则网格及相应通道,并针对城市立体化交通设施,对模型进行调参,最终构建了合肥城市暴雨内涝数值模型。采用城市地表、明渠河道、排水管网等主要水文水动力学物理过程,模拟积水深度及演进情况。在此基础上,将短时临近预报系统INCA (Integrated Nowcasting through Comprehensive Analysis)的降水估测产品和降水预报产品(空间分辨率1 km,时间分辨率1 h)作为驱动条件,得到未来6 h逐时的积水深度预报及内涝风险预警产品。研究结果表明:城市内涝模型对积水深度及积水演进过程的模拟和实况较为吻合,体现出对河网、路网、社区积水良好的模拟能力。对2017年8月25日合肥西南部严重内涝过程的检验表明,积水深度预报效果很大程度上依赖INCA的降水预报质量,对于短时强降水,INCA在临近时效预报效果相对较好,因此积水深度预报产品可在临近时效内较为准确的预报积水区域以及积水变化过程。可见利用高时空分辨率降水预报产品和城市暴雨内涝数值模型耦合制作内涝风险预警,可有效增加内涝灾害的预见期,为城市防涝减灾提供科学参考。     

基于多源监测数据的雷电预警方法

以浙江省气象台已经业务运行多年的基于雷达数据的雷电预警产品(预警时效为60min,分辨率为1km×1km,4个预警等级)为基础,融合闪电定位系统数据和大气电场数据,提出一种基于多源监测数据的雷电预警方法。使用2018年的观测数据进行预警效果检验,结果表明:雷电预警的漏报率为31.89%,空报率为30.54%,临界成功指数为60.53%,比使用单一监测数据的雷电预警效果有所提高。由此可见,该雷电预警方法对浙江省雷电天气的预警具有参考价值和指示意义。     

精细化暴雨监测预报及风险预警系统的开发与应用

近年来,极端天气频发,气象灾害增多且强度和影响程度不断加大,对经济社会发展和人民生命财产安全构成严重威胁。针对气象灾害监测预警工作中的不足,设计了精细化暴雨监测预报及风险预警系统。该系统采用B/S方式设计,依托省级CIMISS数据环境及现有的各类预报产品,建成当地数据支撑子系统,实现了暴雨精细化预报预警以及次生灾害预警、信息发布等功能。目前该系统已投入业务运行,有效提高了气象部门业务人员的工作效率,体现了浙江气象现代化建设成果。     

浙江省地质灾害气象预报模型研究

运用浙江省1950年以来的地质灾害个例,分类统计滑体性质、微地貌、原始坡高、原始坡度和滑体结构,计算灾害数量和灾害规模,并结合2008年实地考察获得的不稳定斜坡资料,通过归一化来划定浙江省地质灾害易发区,又将灾害发生时间划分成梅汛期和台汛期两大类型。对每一个类型,结合浙江省常规气象站点和中尺度雨量站资料,分别计算与地质灾害最近的气象观测点的当日雨量、前一日雨量以及连续雨日,利用拟合方法计算每日降水对灾害的贡献程度从而获得有效降雨量,根据地域气候特征计算每个气象站的各级预警临界值,从而划分地质灾害的预警级别,建立预报模型。最后对2010年梅汛期和台汛期的地质灾害进行预报检验,TS评分分别达到89.5%和75.7%。      

基于微信的气象灾害预警信息精准智能推送技术的实现

本文提出了基于"江西预警发布"微信服务号的预警信息精准智能推送平台的设计思路和总体框架,搭建了由运行支撑层、数据层、服务层和业务应用层组成的业务平台,实现了基于位置的网格化临近预报信息的实时发布和预警信息的靶向发布,预警服务模式从"单向推送"向"双向互动"转变。研究应用了多项关键技术支持平台的智能化,包括基于位置服务(LBS)的实时预警、临近雨情、预警定制、定向群发和后台管理等平台核心功能技术。平台操作简单,使用便捷,为用户实时实地提供量身定制的预警服务。     

基于Fisher判别的南方双季稻低温灾害等级预警

为了建立南方双季稻低温灾害综合预测预警技术体系, 基于南方双季稻种植区1961—2010年708个气象站的逐日气象资料、水稻生育期资料和低温灾害发生的气象行业标准,采用Fisher判别分析法、因子膨化法、相关性分析法,利用SPSS软件构建早稻春季低温灾害高风险区 (Ⅰ区) 未来10 d、晚稻寒露风高风险区 (Ⅰ区)、主灾区 (Ⅱ区) 未来5 d的低温灾害发生等级逐日滚动预警模型。其中,1961—2009年资料用于模型构建和回代检验,2010年资料用于模型的外延预测。结果表明:早稻、晚粳稻、晚籼稻Ⅰ区平均外延预测基本一致准确率分别达到90.5%,74.2%,80.3%,晚粳稻、晚籼稻Ⅱ区平均外延预测基本一致准确率分别为89.4%和80.3%。构建的南方双季稻低温灾害逐日滚动预警模型的外延预测基本一致准确率多超过80%,等级预测检验误差总体上在1个等级以内,模型评价效果较好。     

基于WebGIS的农业气象业务平台的设计与实现

农业气象业务平台的建设对于保障农业由传统农业向高产、优质、高效、生态、安全和可持续发展的现代农业加快转变具有积极意义。以浙江全省地面气象观测网数据为基础,结合精细网格化气象要素预报产品、农业气象诊断指标、作物分布信息,研发了以气象指数为主的14类农业气象灾害监测预警指标、6类作物农用天气预报指标和水稻等作物生长发育动态诊断模型;基于B/S结构和ASP.NET开发平台,遵循SOA架构原则,采用C#、Java等计算机语言研制了基于WebGIS的浙江省省、市、县三级应用的农业气象业务平台。该平台集成了气象学、统计学、农学等研究领域的算法和模型进行跨领域数据分析,具备强大的定量及定性分析功能,平台操作简便、功能灵活,且支持自主构建评价体系,目前已经在浙江省省、市、县三级气象部门推广应用。     

近年来我国农业气象灾害预报方法研究概述

概述了近年来我国农业气象灾害预报方法研究的进展，介绍了当前正在探讨的一些新技术，并就今后发展的若干关键技术问题提出一些看法。指出①我国农业气象灾害预报方法基本以数理统计模型为主。近年来在多种统计方法的应用、气候模式与农业气象模式结合、信息技术的应用、作物生长模拟模型的应用等方面取得了一些成果。但总体上说，农业气象灾害预报研究还不很成熟。②当前农业气象灾害预报应在指标的针对性，统计模型因子的物理概念和生物物理机理、数学模型和资料处理方法以及基于作物生长模拟模型的农业气象灾害预报方法等方面加强研究。③多学科交叉、多种预报方法结合、长中短期预报相结合、动态预报和补充订正相结合、卫星遥感动态监测信息与预警模式相结合是开展农业气象灾害预报的有效途径。建立预警业务系统，开展预警服务势在必行。     

凝冻灾害预警系统

介绍贵州凝冻灾害预警模型建立的思路、确定了凝冻灾害等级划分标准,并对欧洲中心850hPa变温预报及日本降水预报结果进行了初步检验,结果表明将数值预报结果引入凝冻灾害计算模型中基本可行;同时还介绍了凝冻灾害预警系统主要功能,该系统的建立实现了凝冻监测和预报预警自动化。     

贵州省小流域洪水预报系统开发与应用

贵州夏季突发性山洪频繁发生,山洪灾害损失巨大。对小流域的雨情、水情进行实时监测,结合精细化的降水预报数据,并与水文模型进行耦合开发贵州小流域洪水预报系统可有效地减少山洪灾害带来的损失。贵州省小流域洪水预报系统以AreGIS为平台,依托GIS、数据库技术,利用地理信息数据和气象数据实现小流域降水、流量和水位变化的监测、预报、预警,系统可根据降水预报数据输入水文模型中模拟小流域未来相应时间段的水位和流量变化情况,当达到一定阈值之后系统会自动报警,为决策部门及时提供监测预警信息,最大限度的减少小流域陡涨洪水造成的各种损失,有效地提高贵州省小流域山洪或洪水灾害的防灾减灾能力。     

暴雨型滑坡灾害预报预警方法研究评述

滑坡灾害对人类和社会经济的影响已成为仅次于地震的第二大自然灾害。暴雨诱发的滑坡占滑坡总数的90％左右。从滑坡预报方法、暴雨型滑坡灾害时空预报预警、降雨和滑坡机制及稳定性、GIS在滑坡预报中的应用等几方面,分析了国内外动态及发展趋势。分析结果认为,现代数理科学新理论在滑坡预报中的综合应用得到了较快发展;“3S”技术作为滑坡监测预报手段,仍存在没有开发出来的较大潜力;从理论上,机理研究与区域统计研究结合程度有待进一步发展和突破;已建立的滑坡灾害预测预报模型具有很大的地域性、分散性以及由于监测资料不足带来的不稳定性,有必要进行更加系统深入的探讨,尤其要着力建立基于滑坡灾害发生机理的宏观区域预警模型;降雨-滑坡关系需有更准确的模型;受降水影响的土体含水量和孔隙水压力的测量方法应更精确、有效;基于Web-GIS平台建立区域滑坡灾害实时预警预报系统十分必要。