大地震临震预测的研究进展

短临地震预报尤其是临震预报 ,是当今国内外公认的世界性科学难点。文章综述了中国科学家从多学科交叉和内外因耦合的科学途径 ,已在大地震临震信号方面获得了次声波异常、地应力突跳、虎皮鹦鹉跳跃异常、地电和地磁异常、卫星红外异常、重力高频脉冲等临震预测的手段。笔者通过典型分析和普查对比各种地球物理因子和各种天文因子可能影响的整体研究 ,找到了大地震临震的主要触发因子———以月亮为主的非经典引潮力共振的异常叠加。在此基础上 ,采取内外因耦合的途径和方法 ,在 6a多来联合进行的临震预测内部试验表明 ,地震三要素均基本正确的成功率已达40 %。最后 ,还对临震预报问题提出了一些看法。     

世界性科学难题——地震预报有可能首先在中国实现突破

采用多学科交叉的地震前兆观测方法 ,成功地做出了一些地震的临震预测及年度 (中期 )预测。可以预测几千km以外的 7级以上大地震。预测地震 3要素 (发震时间、震级及地点 )所达到的精度在地震史上也是罕见的。文中介绍了我们所用的主要地震前兆观测方法 :次声波、地应力、地电脉冲、大地微动、引潮力共振叠加等。文中还介绍了几次较好的临震预测及年度预测震例。从近几年的地震预测实践证明 ,对 7级以上大地震做出准确的预报是可能的。     

德宏州芒市2014年“7·21”暴雨洪灾分析

2014年7月受第九号超强台风"威马逊"残余云系影响,德宏州各县市普遍遭到暴雨袭击,伊洛瓦底江和怒江流域发生了特大暴雨洪水,特别严重的是21日6:00,芒市芒海镇发生特大山洪、滑坡、泥石流灾害。分析本次暴雨洪水的雨量、暴雨特性及灾害特征,有助于掌握和了解该地区暴雨洪水的特性,为防洪减灾、防御自然灾害[1]提供依据。     

自然灾害综合防御技术研究重点确定

“十一五”期间,我国将以地震、暴雨、洪水、崩塌、滑坡、泥石流、风暴潮等重大突发性自然灾害为重点,积极开展自然灾害综合防御技术研究。我国将开发未来极端气候事件和重大气象灾害预测技术,研究未来5年至10年内我国极端天气事件和重大气象灾害的变化规律和形成机理,建立相应的监测预测、预警、影响评价和灾害风险管理系统。     

台风暴雨条件下滑坡变形特征物理试验研究

研究台风暴雨条件下滑坡变形规律对东南沿海地区滑坡的预测预报有重要意义。文章以浙江省文成县中林村滑坡为例,根据相似理论合理选择相似材料,建立了室内滑坡地质力学模型,以物理模型试验再现其演化过程,归纳总结台风暴雨条件下滑坡的变形破坏特征。研究结果表明:台风暴雨渗流特征与滑坡失稳密切相关,含水量突变位置为滑裂面,192 mm/d为中林村滑坡的临界降雨量,降雨的持续时间与强度与滑坡稳定性呈负相关。     

特大洪水日地水文学长期预测

对于大江大河重现期为 5 0 10 0a的因暴雨产生的特大洪水 ,要提前 0 5a作出确定性预测和最大洪峰流量预报 ,国内外学者一般认为 ,由于缺乏相应的预测理论和方法 ,实际上不可能。笔者积40a的研究 ,在所创建的日地水文学理论和大洪水长期预测方法多次应用成功的基础上 ,对于 1998年长江特大洪水 ,先提前 10a作出初步预测 ,临期又提前 0 5a作出定性和定量预报。其依据是太阳活动、西太平洋海温下降、印度洋海温异常上升、东南非经南亚至中国西南气流异常降雨降雪、长江下游南侧特别是闽浙赣相邻地区前冬暴雨洪水 ,以及长江中游 133a来枯水季 1月破纪录罕见特高水位等一系列日地水文物理的新发现和先兆分析。经过和 1870年、195 4年、1931年等多次特大洪水的比较研究 ,从初步预测逐步深入 ,结果求得确定性预测。最后再根据上一次 2 2a周期性大洪水 ,按照日地水文相似模型 ,以太阳活动相对增量为参变量 ,建立最大洪峰流量预报公式 ,从而计算求得为80 0 0 0m3 /s。经 1998年 1月下旬提出预报 ,1998年 7月、8月已获得完全证实。在中国和全球大河中 ,80 0 0 0m3 /s特大洪水的成功长期预测 ,这是第一次。在洪水物理和定量预报上获得突破。     

长江中、下游特大暴雨洪水的成功预报和科学依据

进入 2 0世纪 90年代以来 ,中国七大江河流域旱涝频繁 ,旱涝灾害和由旱涝引起的次生地质灾害十分严重 ,特别是长江中、下游地区的洪涝几率高达 5 0 % (5 /10 )。 195 1— 2 0 0 0年长江中、下游地区发生了 9个大水年 ,几率为 18% (9/5 0 ) ,90年代洪涝的频繁程度属 2 0世纪之最 ,1998年特大暴雨洪水的时空集中强度也属 2 0世纪之最。长江的大暴雨洪水在近 10a来很频繁 ,但从气候分布几率来看 ,它毕竟是小概率事件 ,对小概率事件的长期预报具有很大的难度 ,而且暴雨洪水的长期影响因子也错综复杂 ,这就给预报带来了艰巨性。通过对降水的各种影响因子的分析研究和多因子集成预报模型的研制 ,对 1998年长江流域的特大暴雨洪水从时间、地区和量级三要素的长、中期预报都取得了成功 ,对其他 5个洪涝年也从趋势和分级两方面做出了成功的长期预报。文中重点剖析了预报取得成功的科学依据。     

大气灾害学

人类一直与自然灾害进行着抗争,暴雨、洪涝、干旱、台风、风暴潮、地震以及其它几十种灾害不时威胁着人类的生存与发展。在与灾害斗争中,自然灾害学逐渐诞生而且得到了人们的关注。 大气灾害学是自然灾害学的一个重要分支学科,近十年来得到了迅速的发展。众所周知,气象学或大气科学的许多分支学科(比如天气动力学、气候学、大气物理、人工影响天气等)都     

1917年海河流域洪涝灾害过程重建

洪涝灾害历来是影响中国的主要自然灾害之一。根据历史文献记载及观测资料,从天气过程、水文过程、受灾情况等方面对1917年海河流域洪涝灾害的自然过程作了详细梳理。得出以下结论： (1) 1917年洪涝灾害呈现由台风袭扰→集中降水→山洪暴发/河流决口→积水/淹没→受灾的成灾过程。 (2) 7月份2次台风带来大范围暴雨,集中性降水出现于7月20—28日,沿燕山、太行山分布,而9月份2次台风带来的暴雨则使灾情更加严重。 (3) 1917年海河流域各河于7月中旬开始涨溢、决口,9月中旬上游降雨结束后,中下游水位趋于稳定并下降,10月份以后洪水才迟缓退去,而洪水泛滥引发的涝灾影响一直延续到1918年。 (4) 1917年洪涝灾害在海河南系和北系都有发生,南系尤为严重,共造成156个县受灾。受灾田亩级数在5级以上的区域主要集中于海河干流沿线、南运河沿线以及河北省文安县等低洼地区。     

海河流域暴雨的气候特征与环流分型

选用海河流域1961~2012年132站逐日降水资料,通过趋势分析、M-K检验、EOF和REOF等方法分析了50余年海河流域暴雨的气候统计特征。利用NCEP/NCAR再分析资料和历史天气图资料,研究了海河流域14个典型强致灾暴雨过程的大气环流特征。结果表明:(1)海河流域夏季暴雨日站数和暴雨量的时空分布相近,暴雨日站数下降趋势较为显著;(2)海河流域夏季暴雨的空间分布可划分为3个分布型态:西南型、东北型和东南型;(3)海河流域暴雨在20世纪70年代末至80年代初存在一次突变现象;(4)海河流域强致灾暴雨过程可归纳为5类主要环流型,即高空低槽型、高空冷涡型、副高外围切变线型、低空低涡型和台风北上型。     

台风暴雨型土质滑坡演化过程研究

台风暴雨型滑坡是我国东南丘陵山地主要的滑坡类型,揭示其失稳演化规律对东南丘陵山地台风暴雨型土质滑坡监测预警具有重要的理论及实际意义。本文以福建泉州德化石山滑坡为研究对象,结合现场地质勘察资料,建立滑坡物理与数值模型对其变形演化过程进行模拟,探究边坡失稳涉及的渗流和变形位移等规律。研究结果表明:(1)初期雨水以垂直入渗坡体为主,且入渗速率较大;后期入渗速率随坡体饱和度增加而减小。有前期小降雨的情况下,坡脚位置更易出现积水饱和现象;(2)雨水入渗是导致坡体稳定性下降的主要原因:在暴雨工况中E3(模拟全程降雨为暴雨雨强100 mm·d-1)中,稳定系数保持下降,从1.197降至1.125;在双峰暴雨工况E4(前期30 mm·d-1小雨强降雨,后期100 mm·d-1暴雨雨强降雨)中,小雨强降雨过程中稳定系数基本保持不变,从1.197降至1.188,当暴雨一开始,稳定系数骤降至1.060;(3)台风暴雨型滑坡位移演化过程具有阶段性特征:压缩沉降微变形阶段,该阶段位移曲线变化平缓,基本不发生位移;匀速变形阶段,该阶段位移匀速增长,位移速率不变;加速变形阶段,加速变形直至失稳阶段,破坏迅速,具有突发性,曲线呈非线性;(4)当前期发生小雨强降雨(降雨强度≤30 mm·d-1),后期突发大暴雨雨强降雨(降雨强度≥100 mm·d-1)情况下滑坡的发生具有突变性,在试验中暴雨初期位移骤增20 mm,而后快速发展到90 mm左右。     

西北太平洋热带气旋和台风活动若干气候问题的研究

热带气旋和台风是严重的突发性自然灾害之一。近20年来,对热带气旋和台风活动的气候学研究成为台风领域的一个重要研究方向,并取得了显著的研究进展。通过对西北太平洋热带气旋和台风活动的季节、年际和年代际时间尺度变化的研究回顾,揭示了造成热带气旋和台风活动不同时间尺度变化的主要影响机制,其中包括低频振荡、季风槽和西传赤道波动、ENSO和QBO现象等,这些系统主要通过改变西北太平洋上空的环流,而影响到西北太平洋热带气旋活动以及登陆我国台风的不同时间尺度变化。还在西北太平洋海域热带气旋和台风活动的气候学研究进展和作者最新的研究成果的基础上,展望了该领域的研究前景,并提出当前此研究领域中一些亟需研究的科学问题,主要包括了季风槽区能量交换、不同海域动力过程、赤道波动演变,以及热带气旋的季节和更长时间尺度的预测。     

台风暴雨矿渣型泥石流形成机制与动力特征——以兴宁乌石坑沟泥石流为例

受台风“尤特”登陆影响,台风暴雨直接激发兴宁乌石坑沟特大矿渣型泥石流灾害,物源巨大,潜在危害极大。笔者等通过现场调绘及室内试验,对本次泥石流的形成机制及动力特征进行研究,旨在为此类泥石流致灾机理及危害性评价提供借鉴。研究表明,其独特的流域地形特点为泥石流形成的基本因素,以沟道堆积物为主的丰富矿渣型物源是基础条件,高强度的台风暴雨是直接激发因素,与矿山开采、矿渣随意堆放等人为因素共同作用扩大了灾害规模。泥石流形成过程与动力特征为前期强降雨—崩滑碎屑流—矿渣型泥石流—台风暴雨—沟道堵塞雍高—溃决、规模放大。     

2012年“海葵”台风期间甬江流域来水量分析

2012年"海葵"台风给宁波市带来罕见的暴雨洪水。分析了本次暴雨特点,通过对宁波市内最大流域-甬江流域内各水系的河道径流量、各水库增蓄水量的统计,推算台风期间整个甬江流域的来水量,并与2005年"麦莎"、"卡努"台风带来的水量进行比较分析,为以后抵御特大台风暴雨灾害的调度提供参考,为掌握甬江流域的入海径流量提供依据。     

台风暴雨矿渣型泥石流形成机制与动力特征——以兴宁乌石坑沟泥石流为例

受台风“尤特”登陆影响,台风暴雨直接激发兴宁乌石坑沟特大矿渣型泥石流灾害,物源巨大,潜在危害极大。笔者等通过现场调绘及室内试验,对本次泥石流的形成机制及动力特征进行研究,旨在为此类泥石流致灾机理及危害性评价提供借鉴。研究表明,其独特的流域地形特点为泥石流形成的基本因素,以沟道堆积物为主的丰富矿渣型物源是基础条件,高强度的台风暴雨是直接激发因素,与矿山开采、矿渣随意堆放等人为因素共同作用扩大了灾害规模。泥石流形成过程与动力特征为前期强降雨—崩滑碎屑流—矿渣型泥石流—台风暴雨—沟道堵塞雍高—溃决、规模放大。     

广东省中部"97·5"特大暴雨洪水分析

分析了1997年5月8日发生在广东省中部的特大暴雨的成因以及本次暴雨、洪水的特性，有助于人们对该地区突发性暴雨、洪水的认识，对该地区的经济建设具有借鉴作用。     

舟曲三眼峪沟特大泥石流形成及径流特征分析

本文基于对舟曲三眼峪沟“8·8”特大泥石流灾害现场调查、勘测,对激发泥石流的暴雨范围及特征、流域内松散物质补给特征、泥石流发生过程及流速变化、堆积区冲淤变化等特征的分析认为。激发舟曲特大泥石流的暴雨区域集中于擂鼓山东坡—陡石山—东山一带,局地性强,面积小于50km2。暴雨区距离舟曲县城4.0～4.5km,具有突发性、骤然增强、破坏力大的特征。     

“三带”天气系统交会和引潮力共振对华北特大暴雨形成的影响

分析、研究华北和邻近的辽宁地区曾发生过的“58.7”、“63.8”、“75.8”和“30.8”等4次罕见特大暴雨,结果表明,它们的气象学成因都是由于热带、副热带、西风带三种不同性质的天气系统的特定配置,引起暖湿气流和干冷气流在本区交绥所致。而这些天气系统的特定配置又与引潮力共振的特定迭加有密切联系。尤其是在暴雨天气形势具备之后,如果华北继续遇引潮力共振减压的迭加,将触发罕见特大暴雨的发生。其中台风在影响本区时(假定台风登陆我国大陆时强度为35m/s),如遇一个引潮力共振减压,当天的最大日降水可达500mm左右;如一天内遇两个引潮力共振减压的迭加,则当天的最大日降水将达1000mm左右。     

基于Fisher判别法的台风暴雨泥石流预测模型

对台风暴雨泥石流发生的可能性进行定量预测,有助于减少危险区内的人员伤亡、降低经济损失。以台湾地区南投县陈有兰溪流域的47条泥石流沟为研究对象,从泥石流形成所需的地形地貌、物源和降雨条件中,初步选取台风暴雨泥石流发生的影响因子,包括沟床平均坡度、有效流域面积、形状系数、主沟长度、岩性、崩滑比和平均雨强。根据因子重要性排序结果,选择崩滑比和平均雨强作为模型的预测因子,基于Fisher判别法建立了台风暴雨泥石流预测模型。采用随机取样技术,选取70%的数据用于构建模型,剩余30%的数据用于验证模型。以精确度、准确率、漏报率和误报率指标,定量评价模型的预测效果,并确定最优的预测模型。结果表明:基于Fisher判别法构建的台风暴雨泥石流预测模型,综合考虑了泥石流形成所需的物源条件和降雨条件,弥补了降雨阈值模型仅依靠降雨资料分析的不足,预测效果更好。     

我国登陆台风影响区地质灾害易发性分析

地质环境脆弱的地区,台风的特大暴雨可以诱发山体滑坡和泥石流等地质灾害,造成严重人员伤亡。本文分析了我国登陆台风影响区域内的地质灾害时空分布特点,利用信息量方法,通过灾害的易发性区划来分析登陆台风影响区地质灾害特征,进而比较台风和非台风影响条件下地质灾害产生的地理条件和信息量差异。分析结果表明,在台风强降雨条件下,地质灾害的触发地质环境条件较非台风降雨触发地质灾害明显降低,地质灾害脆弱性明显增加。