基于Copula函数的暴雨要素三维联合分布——以宽甸县为例

以辽宁省宽甸县为例,利用1955~2012年逐日降水数据,提取年暴雨日数（D₅₀）、年暴雨量（P₅₀）、年均暴雨强度（I）和暴雨比（R）共4个暴雨要素,运用K-S法确定各单要素最优概率分布函数;针对暴雨要素多面性,通过引入Copula函数,构建三维联合分布并进行AIC和RMSE优度检验,确定适合暴雨要素的最优Copula函数,分析多要素联合后暴雨的概率和重现期特征。研究表明： ① 单变量拟合仅反映暴雨单个要素本身的信息,无法涉及要素间的联系;三维Copula联合可从3方面呈现暴雨要素间的内在信息,更贴近实际;暴雨本身的多要素性,为Copula函数在暴雨分析上提供了广阔前景; ② 年暴雨日数、年暴雨量和年均暴雨强度的联合适合反映宽甸县暴雨重现期;宽甸县暴雨联合重现期短,多为0~2 a,同现重现期较长,集中于200 a左右;2种重现期变化趋势一致,存在同步效应,反映了暴雨要素的不可分割性。     

河西走廊东部极端降水的时空分布及影响因子分析

利用线性回归分析、Mann-Kendall检验法和和小波分析法,统计分析了河西走廊东部1961-2012年近52 a来暴雨日数的变化规律。结果表明：河西走廊东部年平均暴雨日数为1.2 d·a-1,多为局地暴雨,暴雨日数时空分布差异大,从南向北、从东向西暴雨日数迅速递减,暴雨最多的地方出现在祁连山北坡迎风坡的古浪县。然而,年暴雨日数变化总体呈上升趋势,其线性倾向率为0.24次·（10 a）-1,年暴雨日数最多年代出现在21世纪00年代,出现15场次;最少的年代出现在20世纪80年代,仅为6场次;区域性暴雨出现最多年代、最少年代与区域性暴雨强度呈相反态势。暴雨日数受季风变化影响显著,出现时段集中在6～8月,占全年暴雨日数的90.3%。其中8月暴雨日数最多,占总次数的48.4%;一日中暴雨主要出现在白天。采用Mann-Kendall检验法进行检验,河西走廊东部年暴雨日数增加从1963年开始,1985-2012年为显著增加,气候变暖使区域内极端降水出现次数增多。小波分析发现暴雨日数存在9 a和6 a周期。区域内年降水量与暴雨日的变化趋势相同,说明区域内极端降水日数增多导致了年降水量的增加。利用1983-2012年近32 a的NCEP再分析资料,将暴雨出现的高空环流形势归纳为副高西部西南气流型、河套阻塞高压型,大量级暴雨产生在高空河套阻塞高压型中;根据暴雨产生的物理机制,归纳总结出河西走廊东部暴雨产生的物理要素阈值。     

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。     

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。     

玉溪暴雨天气发生规律及成因分析

1951~2008年玉溪市暴雨发生次数最多的是澄江县,其次是华宁、元江、红塔区。进入21世纪后,随着全球气候变暖,暴雨次数比20世纪明显增多,主要集中在盛夏6~8月,占总次数的72%,其中单点暴雨和小范围暴雨占全部过程暴雨的95%,造成了玉溪市主汛期洪涝灾害频繁发生。形成玉溪暴雨时空分布差异大的天气环流系统主要有切变冷锋型、高原糟冷锋型、两高辐合型、热带天气系统北上型四大类,其次,特殊的地形地貌也是造成玉溪单点暴雨和小范围暴雨较多的原因。     

东南沿海西溪流域暴雨洪水的时空变化特征

为了进一步揭示我国南方地区暴雨洪水的时空变化特征,以东南沿海晋江西溪流域为例,基于1956-2011年历年最大一次洪水及其相应暴雨实测资料,以及东南沿海台风资料,将暴雨洪水区分为台风和非台风暴雨洪水两类,分别统计分析反映暴雨时空变化特征的一系列指标;应用多元线性回归模型,建立洪水洪峰流量与暴雨特征要素的多元相关关系。结果表明,西溪流域的非台风暴雨洪水主要发生在前汛期,其中81%分布在4-6月;台风暴雨洪水主要发生在后汛期,70%集中发生在7-9月份,其数量为非台风暴雨的两倍之多。暴雨类型的不同,其前期降水、次降雨量、降雨强度、暴雨中心位置、暴雨的空间分布和时程分配特点也相应变化,非台风暴雨通常降雨强度小,历时长,降雨时间上分布不均,暴雨前期流域下垫面含水量大;而台风暴雨降雨量较大,降雨强度明显较高,具有明显的降雨中心,空间分布较不均匀导致台风和非台风暴雨洪水时空变化特征差异明显。     

红河州暴雨时空分布特征分析

基于云南省红河州13个气象观测站1961~2010年逐日降水资料,使用Morlet小波分析等方法分析了红河州暴雨时空分布特征以及暴雨与降雨极值、降水量等的关系。结果表明:红河州暴雨日数和年暴雨雨量自北向南增多,单点暴雨最多,占69%,主要出现在南部地区;红河州大部分站点20世纪80年代后期暴雨日数、站次数和暴雨量都有增多的趋势;红河州全年均有暴雨发生,1月、2月最少,6月、7月最多;年暴雨雨量存在着3~7 a、5~11 a、8~17 a的周期变化规律,各县市以3年左右的小周期最具有普遍性;暴雨极值大多出现在5~9月份,年暴雨量与年雨量的丰-枯变化趋势一致。     

近50年北京市暴雨趋势及其空间差异分析（英文）

在全球气候变暖大背景下,暴雨等极端天气事件频发,引发城市洪涝灾害。研究大城市暴雨的时空变化特征,可以为城市排水设施的设计提供参考,减轻城市洪涝灾害的危害。本文基于1960–2010年北京市20个气象台站的逐日降水量数据,采用Mann-Kendall趋势分析、累积距平曲线等方法,分析了北京市暴雨日数和暴雨量的时空变化特征。研究结果表明,北京市暴雨日数下降趋势不显著,但次均暴雨量、年最大日降水量在0.1显著水平上呈显著下降趋势。年均暴雨日数的空间分布由东南向西北递减,东南部平原区是暴雨特别是高强度暴雨的多发区。本文的研究结果对理解北京市暴雨洪涝灾害风险及其空间差异具有重要价值。     

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。     

1957—2019年山西省暴雨时空分布特征与暴雨灾害风险评估

利用1957—2019年山西省27个气象站点逐日降水数据,使用小波分析等方法对山西省暴雨时空分布特征进行分析,并基于自然灾害理论使用决策分析法（AHP）进行暴雨灾害风险评估。结果表明：（1）从时间尺度上看,山西省暴雨发生时间呈现周期性和季节性;暴雨年际变化存在4 a、9 a、14～15 a和27～28 a 4个时间尺度震荡,且震荡周期在缩短,暴雨发生的频次呈增加趋势;暴雨季节分配不均匀,多集中在夏季且形成暴雨灾害的几率较大,每年6—8月期间累积暴雨日数占全年比重高达85.23%,其中7月占比最大,达到45.18%。（2）从空间尺度上看,暴雨多发生在山西省中南部和海拔较高的山区,整体呈现出由东南向西北递减的规律,地区差异明显;以恒山为界,以南区域强降水发生的概率以及暴雨量普遍要高于北部区域,其中垣曲、五台山、阳城年平均暴雨量在65 mm以上,累积暴雨日数超过60 d。（3）通过对山西省暴雨灾害风险进行评估,发现山西省暴雨灾害综合风险等级空间上呈现出由南向北逐渐递减的趋势,运城盆地东北部属于高风险区,而山西省东北、西北地区则属于低风险区,其余大部分地区属于中风险区和次高风险区。     

1788年夏季长江流域持久性洪水暴雨及其前期气候异常现象

1788年夏季,长江流域持久性洪水暴雨范围广,特大洪水暴雨时空分布趋势呈现绳套形.这种持久性洪水暴雨前期冬春两季,前冬系流域性范围降雪,嗣后,流域主要为持时长和范围广的多雨水气候异常现象,中下游流域入梅期早.     

珠江三角洲洪水变化及洪水风险与保险

珠江三角洲经济发达,河网密布,洪水问题一直比较突出。原因不仅在于这一区域内水系交错、堤围众多、洪水时空分布不均,还在于伴随该区域经济发展及受人类活动影响的洪水变化。人们对利益与洪水风险的取向直接决定了本区域洪水灾害损失的程度和抗御洪灾的能力。在各种防洪减灾的工程和非工程措施中,洪水保险是值得重视并应尽快开展的工作。     

天山独库公路北段泥石流形成的水文气象条件

分析了新疆独库公路泥石流的形成特点及其水文气象条件，得出周期性气候背景是泥石流形成的有利条件，气温连续升高或高强度暴雨则是泥石流发生的关键。     

浙江山地滑坡现状及其成因

在考察浙西、浙南山地滑坡灾害点的基础上,结合地质、土壤、土地背景资料确定了庆元、青田、龙泉等１５个县（市）为滑坡集中分布区;中小型基岩风化残坡积土层滑坡是浙江主要滑坡类型。山高坡陡的地貌特征、软硬互层的地层岩性、多组断珐交叉的区域地质构造和发育深厚的土壤类型,是滑坡形成的地学基础;人为切坡、流水蚀坡、水耕梯田、植被破坏和集中降雨,是滑坡的诱发因子。     

南宁、百色盆地红土风化壳的地球化学特征及其环境意义

本文以广西南宁盆地那桐风化壳，及百色盆地江泽风地壳的大量土体化学分析数据为依据，进行了第四纪红土的确认、形成、分布和土壤肥力状况．以及通过地球化学强度、硅铁系数、硅铝系数等指标进行了两风化壳的对比研究。同时，还探讨了风化壳的发育过程及其与环境的关系。     

南宁、百色盆地红土风化壳的地球化学特征及其环境意义*

本文以广西南宁盆地那桐风化壳,及百色盆地江泽风地壳的大量土体化学分析数据为依据,进行了第四纪红土的确认、形成、分布和土壤肥力状况。以及通过地球化学强度、硅铁系数、硅铝系数等指标进行了两风化壳的对比研究。同时,还探讨了风化壳的发育过程及其与环境的关系。     

孟湾槽在百色市异常降雪天气中的作用

通过对1983年12月28日、2002年12月26日百色市两次异常降雪天气过程的对比分析,发现冬季孟加拉湾槽的发展东移在其中起到了关键性的作用。由于孟加拉湾槽前暖湿气流强盛,这种强盛的西南暖湿气流在低空冷空气堆(冷锋)上发生强烈的系统性上升运动,从而导致百色市及其邻近地区出现异常的雨雪天气。     

全新世以来永定河洪水的发生规律

本文通过对永定河流域内全新世地层、考古遗址和历史文献的综合分析,表明在距今约10000—9500年、7700—7500年、5200—4600年、3200—3000年、1900—1700年前以及公元1801—1896年间,永定河流域曾出现过六次暴雨洪水频繁发生的时期。     

宁夏7—8月暴雨发生次数与北太平洋海温的相关分析

利用1961—2004年宁夏7—8月暴雨发生次数和北太平洋范围的逐月海面温度资料,运用相关和合成分析方法,分析了近44 a宁夏7—8月暴雨发生次数与北太平洋海温的相关关系。结果表明：赤道区内的5°S—5° N,135°—95° W范围的海区被选定为影响的关键区域,当年4—5月被选定为关键时期;关键区关键时期的海温与宁夏7—8月暴雨发生次数有较好的年代际对应关系,冷（暖）水年与宁夏7—8月暴雨发生次数偏多（少）年有密切的相关关系;关键区关键时期的海温异常导致当年7—8月西太平洋副热带高压和印缅槽的异常,从而影响宁夏7—8月暴雨发生次数。     

贵州一次连续暴雨的低值系统及湿位涡分析

利用自动站资料以及NCEP再分析资料,对2017年6月末贵州区域连续暴雨过程进行分析。结果表明:连续暴雨期间,西太平洋副热带高压位置较常年偏强,副高西伸脊点偏西,副高西北侧的西南风为持续性暴雨提供水汽输送;东亚中纬度地区维持“西高东低”形势,有利于引导冷空气南下影响贵州,与西南暖湿气流在贵州交汇,这种大尺度系统的稳定维持有利于连续暴雨的发生;贵州西部地区的低值系统是造成贵州区域连续暴雨的重要中尺度系统;MPV1低层负值区,高层正值区的配置为贵州暴雨的有利形势;低层辐合高层辐散的形势使得贵州区域呈现强烈的上升运动,为连续性暴雨提供有利的动力条件,同时低层水汽丰富并伴有强的水汽辐合,为连续性暴雨提供有利的水汽条件。