气候变化条件下青藏铁路沿线多年冻土概率预报(I):活动层厚度与地温

对1961-2100年IPCC气候模拟与预测结果进行降尺度处理,得到铁路沿线空间分辨率为1km、时间分辨率为1h的大气边界条件.对铁路和公路沿线钻孔资料在垂直和水平两个方向进行空间差值处理,得到水平1 km、垂直0.1m分辨率的沿线地下含水（冰）量的二维分布,作为初始条件.考虑气候模型预测误差和空间格网内地形的变化,以...     

中国西南地区冻雨灾害特征分析与评估

利用1961-2015年中国西南地区96个气象台站逐日气象观测资料,采用模糊信息分配法分析了我国西南地区出现冻雨天气时有利气象要素的变化规律。选取气温、湿度及日照时间确定了西南地区冻雨天气判断的评估标准：日平均气温≤ 2℃,日最高气温≤ 8℃,日最低气温≤ 0℃,相对湿度≥ 80%,日照时间≤ 1 h。通过重建发现发生冻雨的天数在11月-次年3月间呈现单峰型变化,其季节内冻雨日数的演变规律是少~多~少,每年的1月冻雨日数最多。经检验上述指标可用于重建西南地区各站点冻雨强度指数,并由此评估了西南地区冻雨灾害的时空分布状况。四川盆地南缘、云贵高原大部,以及湖南省东部地区冻雨指数大,表明该区域遭受冻雨灾害严重;青藏高原、川西高原地区气温虽低,但相对湿度小,日照时间长,均不满足冻雨条件,因此发生冻雨灾害的风险小。近年来我国西南地区冻雨强度总体呈现减弱的趋势。     

唐古拉山冬克玛底冰川雪冰度日因子研究

度日模型通过正积温将冰雪消融和气温有效的联系到一起,模型中的关键参数是度日因子,即为正积温对应时段内的消融量.根据唐古拉山冬克玛底冰川2008年的实测资料,计算得到夏季消融期内冰川上的度日因子,并分析其空间变化规律.雪度日因子平均值为8.5mm.℃-1.d-1,大冬克玛底冰川雪冰混融度日因子和冰度日因子从海拔5330～5520m分别为4.5～9.6mm.℃-1.d-1和8.7～11.6mm.℃-1.d-1;小冬克玛底雪冰混融度日因子和冰度日因子从海拔5460～5710m分别为4.4～14.6mm.℃-1.d-1和9.9～16.1mm.℃-1.d-1.度日因子随海拔升高而递增,可能是随海拔增加,温度降低而太阳辐射增强所致.局地气候,地形等其它因素也使得度日因子在空间上的分布存在差异.     

重庆山地月平均气温空间分布模拟研究

利用月平均气温物理经验统计模型,结合重庆市及周边51个气象站1961-2000年常规气象观测资料和重庆市1:25万DEM数据,充分考虑地形(海拔、坡度、坡向和地形遮蔽)、太阳辐射、长波有效辐射等因素对气温的影响,完成了复杂地形下重庆市山地100 m×100 m分辨率月平均气温空间分布的模拟.模拟结果能较好地反映气温的宏观分布趋势和局地分布特征,月气温模拟平均绝对误差最大为0.40℃,全年平均为0.21℃.采用交叉验证、个例年验证和野外考察资料验证对模拟结果和模型性能进行了多方面的考察,结果表明:交叉验证误差全年平均为0.26℃;个例年验证误差全年平均为0.30℃;8个野外考察点验证各月误差总体小于1.0℃.     

青藏高原冰崩隐患发育分布规律及危险性

随着全球气候变暖，青藏高原冰崩灾害日益加剧.通过大量遥感解译及数据分析，系统查明青藏高原冰崩隐患数量、类型、发育规律及危险性:(1)40 269条冰川共发育冰崩隐患581处.按失稳方式分为滑移式和崩落式；按成灾模式分为冰崩直接灾害、冰崩-堵江溃决和冰崩-冰湖溃决灾害.(2)冰崩敏感坡度40°~50°，集中分布高程为4 500~5 500 m，坡向具有“亲北性”.(3)区域分布差异大.西藏和新疆区域分布共占89.5%，雅鲁藏布江和塔里木河流域分布共占80.4%，念青唐古拉山脉和横断山脉分布共占49.4%.(4)空间分异明显.冰崩前缘高程以喜马拉雅东构造结为界，以西呈自西向东增大的趋势，以东呈先减小后增大的“V”型趋势，40.1%的冰崩前缘高程4 500~5 000 m、位于雪线附近，受山脉控制具有气候带交界“群聚性”特点.(5)高危险的冰崩隐患点36处、中等危险215处、低危险330处.      

泥石流致灾因子敏感性分析——以四川都江堰龙溪河流域为例

泥石流是我国山区常见的地质灾害,为了定量研究泥石流灾害致灾因子的敏感性并确定各个致灾因子的权重大小,本文通过野外调查、数理统计法和层次分析法对龙溪河流域泥石流灾害的主要致灾因子进行定性规律分析和定量权重计算。结果表明:（1）泥石流灾害的发生与致灾因子的敏感性区间主要定性表现为:流域面积小于1 km2以内、高差在200~400 m范围内、距断层距离为0~2 km、山坡坡度30°~50°、岩性为砂岩、纵比降在400‰~600‰等,其泥石流发生与致灾因子具有相关性,且相关性较好;（2）选取了泥石流灾害致灾因子中的历史因子、地形因子、地质因子和降雨因子等4个一级因子以及流域面积、高程、相对高差、纵坡比、地层岩性等14个二级因子建立层次分析模型和计算判断矩阵,定量计算权重值得出降雨,流域面积,地层岩性,纵比降等四个因子对泥石流发生的敏感性最强。这一结论具有普遍性,可对该区域泥石流的易发性,危险性,风险性评价提供一定的数据参考意义。     

基于遥感影像的祁连山区俄博岭热融滑塌发育特征

热融滑塌是山地多年冻土退化最直接的表现形式之一,通过解译祁连山俄博岭地区遥感影像,结合实地考察,对俄博岭热融滑塌的空间分布和时间变化进行了研究,明确了热融滑塌的发育特征。结果表明,俄博岭热融滑塌发育活跃,1997~2015年热融滑塌数量增加(11~13个),面积增大(7765~20605m^2),其中1997~2009年面积增加速率为679.9m^2/a,2009~2015年面积增加速率为780.2m^2/a。通过分析热融滑塌景观分布与地形因子的关系,发现俄博岭热融滑塌在海拔3570~3700m,坡度3°~10°的富冰多年冻土区北向斜坡发育;通过对典型热融滑塌溯源后退速率分析发现,1997~2009年其平均后退速率为2m/a,2009~2015年平均后退速率为5m/a,呈明显增大趋势,且其后退速率主要与坡度、地下冰含量和地表径流相关。     

祁连山八一冰川雷达测厚与冰储量分析

基于2006年5月利用探地雷达对祁连山八一冰川厚度的系统测量资料,绘制了该冰川冰厚度分布等值线图,计算出了该冰川的平均厚度为54.2 m,冰储量为0.153 km2.这几乎是我国第一次冰川编目资料中给出的八一冰川平均厚度(30 m)和冰储量(0.0843 km3)数据的1倍.由此可见,准确评估我国冰川的冰储量是冰川水资源研究亟待解决的重要问题.将八一冰川冰面地形图与冰厚度分布图相结合,绘制了该冰川的冰床地形图,结果表明:其崎岖不平的冰床地形与其相对平缓的冰面地形形成了显明的对比,显示了冰帽冰川的形貌特征.     

地形对青藏高原丰枯水年雨季降水量空间分布的影响

采用高分辨率的3"数字高程模型及青藏高原东部102个常规气象观测站5～9月份的降水量资料,根据降水随高度分布将站点分为三类,再采用多元逐步回归的方法,建立了青藏高原40年(1961-2000年)逐年雨季降水量与经度、纬度、海拔、坡度、坡向、开放度等6个地理、地形因子关系模型,并以此为基础,分析了三类区域在丰枯水年里的因子系数的变化规律.结果表明,此法建立的关于高原降水量与诸因子之间方程的相关性显著,相对误差20%,平均相对误差4.4%,估算模型的相关系数均通过0.05的显著性检验;海拔低于1 400 m的第一类区域,主要受地形高度和开放度等局地地形的影响,来改变旱涝年的降水分布特征,海拔高度大于3 600 m的第三类区域,主要受开放度和坡度的影响,其他区域主要受地形的海拔、经度和开放度等局地地形的影响;高原季风是影响第三类区域水汽分布的主要因素,在季风加强时,开放度和经度的影响也随着加强,而坡度和海拔的影响减弱,从而使得水汽的局地性分布特征增强,东西分布差异加大,相应地局地降水分布特征加强,东西差异加大.地理地形因子影响大气的水汽输送和大气的垂直运动,从而导致其对空间降水分配的差异.     

萨吾尔山木斯岛冰川厚度特征及冰储量估算

冰下地形与冰川体积的估算对冰川水资源研究具有重要意义.以萨吾尔山木斯岛冰川为研究对象,利用Landsat影像数据、探地雷达(ground penetrating radar,简称GPR)冰川厚度数据以及差分GPS数据,分析模拟了萨吾尔山木斯岛冰川横纵剖面的厚度分布特征,采用多种插值方法比较分析,得到木斯岛冰川冰舌区的厚度分布图,初步估算了该冰川的冰储量.结合数字高程模型数据及冰川厚度分布图,绘制了木斯岛冰川冰舌区冰床地形图.研究表明,两个横剖面的冰川槽谷形态存在较大的差异.横剖面B1-B2有典型的“U”型地形发育,冰川厚度可达116.4 m;C1-C2横剖面底部地形比较平缓,冰川厚度分布较均匀,平均在70~90 m.纵测线A1-A2冰下地形成阶梯状分布,纵剖面冰体平均厚度约为80.89 m,最大冰体厚度为122.67 m.木斯岛冰川的冰床地形图与该冰川的冰厚度等值线图形成明显对比.在海拔3 240 m和3 280 m处存在明显的冰斗地形地貌.初步估算木斯岛冰川冰舌区的平均厚度和冰储量分别为60.5 m和0.195 km3.与传统计算冰储量的方法相比,利用GPR测量得到的冰川厚度数据来插值计算冰储量的方法,具有更高的准确性.      

不同地表覆盖条件下区域水分盈亏的遥感分析——以中国北方为例

依据能量平衡和水分平衡原理，建立不同地表覆盖条件下的区域缺水计算方法，实现了利用遥感数据对我国北方缺水状况的宏观监测和快速反应。模型的具体步骤是：首先，利用NOAA/AVHRR数字影像进行地表覆盖分类，结合气象数据建立区域实际蒸散模型，并利用经联合国粮农组织修正的Penman公式计算区域潜在蒸散量。然后，由区域实际蒸散量和潜在蒸散量，构造出反映区域缺水程度的缺水指数。最后，利用该方法对1999年7月我国北方的区域水分盈亏状况进行了研究，讨论了区域缺水指数与土壤墒情、背景环境参数、地表覆盖类型的关系。     

四川青川县区域地质灾害气象风险预警模型研究

降雨是诱发地质灾害的重要因素之一,中国大陆于2003年启动的区域地质灾害气象预警取得了较好成效,目前区域地质灾害气象预警业务逐步从地质灾害发生的"危险性"预警向"风险性"预警转变,开展区域地质灾害气象风险预警模型研究具有重要意义。本文总结提出了区域地质灾害气象风险预警概化模型及其计算方法,以四川省青川县为例,构建了青川县区域地质灾害气象风险预警模型,并以典型实例进行了预警效果校验。（1）区域地质灾害风险预警指数（R）可以概化为地质灾害潜势度（Q）、降雨诱发因子（T）和地质灾害承灾体脆弱性指标（V）三者的乘积,并分别给出了三者的计算公式。（2）构建了青川县区域地质灾害气象风险预警模型,给出了根据预警指数值划分区域地质灾害气象风险预警等级的依据,提出当Q、T、V中两项达到高等级（0.8）,一项达到较高等级（0.6）时,为红色预警;当Q、T、V中两项达到较高等级（0.6）,一项达到中等级（0.3）时,为橙色预警;当Q、T、V中一项达到较高等级（0.6）,两项达到中等级（0.3）时,为黄色预警。（3）以2018年6月26日为典型实例,模拟了四川青川县区域地质灾害气象风险预警实况并进行校验,结果显示94.1%的灾害点位于预警区范围内     

气候变化下中国主要流域气象水文干旱潜在风险传播

全球气候变化影响了气象水文要素的时空分布特性,气象水文干旱事件的转化关系及风险传播特征亟待研究。基于站点、栅格观测资料和CMIP5（Coupled Model Inter-comparison Project Phase5）的19个气候模式输出数据,采用新安江等4个水文模型模拟了中国135个流域历史（1961—2005年）和未来时期（2011—2055年,2056—2100年）的水文过程,计算了SPI（Standard Precipitation Index）和SRI（Standard Runoff Index）干旱指标,通过游程理论识别了气象干旱与水文干旱事件,利用Copula函数与最大可能权函数度量二维干旱风险特征,定量评估了气象干旱至水文干旱的潜在风险传播特性。结果表明:①气象-水文干旱对气候变化响应强烈,华北和东北地区的干旱联合重现期增大,干旱潜在风险减小,华中和华南地区的干旱联合重现期减少60%~80%,干旱潜在风险增加;②气象干旱与水文干旱风险在历史和未来时段均存在显著的正相关关系,相关系数超过0.99;③各流域水文干旱风险变化对气象干旱风险变化的敏感程度不会随气候变暖发生较大变化,但未来北方地区水文干旱同气象干旱同时发生的概率将会小幅度增加。     

基于不同耦合模型的县域滑坡易发性评价对比分析

为有效预测县域滑坡发生的空间概率,探索不同统计学耦合模型滑坡易发性定量评价结果的合理性和精度,以四川省普格县为研究对象。选取坡度、坡向、高程、工程地质岩组、断层和斜坡结构等6项孕灾因子作为评价指标体系,基于信息量模型（I）、确定性系数模型（CF）、证据权模型（WF）、频率比模型（FR）分别与逻辑回归模型（LR）耦合开展滑坡易发性评价。结果表明:各耦合模型评价结果和易发程度区划均是合理的,极高易发区主要分布于则木河、黑水河河谷两侧斜坡带,面积介于129.04～183.43 km2（占比6.77%～9.62%）,各模型评价精度依次为WF-LR模型（AUC=0.869）>I-LR模型（AUC=0.868）>CF-LR模型（AUC=0.866）>NFR-LR模型（AUC=0.858）。研究成果可为川西南山区县域滑坡易发性定量评估提供重要参考。     

多尺度气象干旱与土壤相对湿度的关系研究

通过分析我国东北、华北、西北地区东部、西南以及黄淮、江淮和江汉5个区域不同时间尺度气象干旱指数与20 cm土壤相对湿度的相关关系, 探讨了前期气象干旱对后期土壤湿度的影响, 并利用多元线性回归方法分区域、分季节建立了土壤湿度预测模型.结果表明: 春季, 东北地区土壤湿度主要受前5~6个月, 尤其是上年秋末冬初的降水的影响, 而其他4个区域土壤湿度主要受前1~2个月大气水分的影响;各区域夏季土壤湿度与前1~2个月时间尺度上的大气水分相关最密切;秋季, 东北地区20 cm土壤湿度主要受前2~4个月的气象干旱的影响, 其余区域土壤湿度仍与前1~2个月尺度的大气水分相关最密切.基于前期气象干旱指数建立的各区域、各季节的土壤湿度回归模型对当地土壤湿度具有一定的拟合能力, 平均估计偏差在10.1%~13.9%之间, 其中, 西北地区东部和华北地区春、夏季偏差较大, 2008-2011年间干旱等级拟合准确率在65%~74.9%之间;东北、西南、黄淮、江淮和江汉区域拟合较好, 拟合准确率在88%以上.     

四面山国家级风景名胜区地质灾害危险性分区及评价

针对重庆市江津区四面山国家级风景区的滑坡、危岩崩塌,选择灾害体、地表坡度、森林植被、水文地质、岩性、地表高程、库水位和地质构造等8个地质灾害的影响因子;在MAPGIS技术支持下,采用综合指数评价模型,通过层次分析法（APH法）及灰色聚类法获取每个因子的平均值;将各影响因子的权重进行空间叠加,据此结合综合评估指数将四面山国家级风景名胜区的地质灾害危险性分为三级区,即：高易发区,中易发区和低易发区,每区所占面积分别为96.66km^2,113.37km^2,23.96km^2,其结果符合实际情况。     

基于改进后地表湿润指数的我国西南干旱气候特征研究

利用1961-2014年西南地区96个观测站日平均气温和降水资料、1961-2010年ERA-20C 0.5°×0.5°再分析资料,运用REOF方法、计算地表湿润指数以及改进后的地表湿润指数,研究了西南地区干旱时空分布特征。结果表明：（1）综合REOF（旋转经验正交函数）前四个模态,除川西高原外,西南地区1961-2010年整体土壤湿度有所降低,其中以四川盆地和云贵高原南部下降趋势更为明显。（2）根据REOF空间模态对西南地区做出气候区划,以历年月平均降水和干旱气候区划为基础,对地表湿润指数做出改进。其结果显示,原地表湿润指数（SHI）与改进后地表湿润指数（MSHI）空间分布特征均与年降水量的空间分布特征存在一定的相似性,指数低值区与弱降水区吻合,西北部较为干燥,云贵高原南部较为湿润。（3）从空间分布上来看,MSHI在西南南部更接近降水的空间分布且空间连续性更好。从时间序列上来看,MSHI比SHI更能体现西南地区干旱年,用MSHI识别典型干旱年份,识别能力较强。研究结果对合理配置和利用水资源,进行未来气候变化研究有重要意义。     

二十世纪以来西南地区地质灾害研究历程与展望

西南地区发育有我国近30%的地质灾害隐患点,是我国地质灾害成因最复杂、数量最多、灾情最严重的地区之一,为更好地了解西南地区地质灾害研究历史和防灾减灾工作,本文在系统梳理西南地区地质灾害发育分布规律及危害特征现状基础上,简要回顾了二十世纪以来西南地区地质灾害研究的主要历程,并分三个主要阶段对所取得的进展和成效进行了总结。在此基础上,对未来西南地区地质灾害的主要研究趋势进行了展望,提出了西南地区地质灾害研究应重点关注高山极高山区高位远程地质灾害识别技术、特大地质灾害链形成机理与风险防控、基于地质灾害孕灾背景大数据智能挖掘的风险动态评价等,可供西南地区地质灾害研究与防治参考。     

贵州省积冰变化的气象特征

为认识连续电线积冰过程中的积冰变化及对应的气象要素特征, 对贵州省2008-2014年7个冬季进行了实际积冰厚度值的估算, 发现连续电线积冰过程中并非积冰日数越长积冰危害越重. 对多个连续积冰过程中不同积冰变化状态下的气象要素特征进行统计分析, 结果表明: 积冰厚度值与气温因子的相关性更好, 积冰变化值与变温的相关系数较高; 日雨量和平均湿度对积冰的影响相互独立; 蒸发量的影响不可忽视. 积冰消融与增长的影响因子明显不同, 积冰消融和积冰维持仅在变温项上差异明显, 最高气温上升是影响积冰消融的关键因素; 积冰增长时大多为较平稳的降温, 过去24 h有降雨, 相对湿度大, 蒸发量小, 与其余两种情况有显著差异. 一次典型连续结冰过程中, 负变温更利于积冰的增长和维持; 积冰消融时无降水; 明显的日降雨量利于积冰增长, 但两者无线性关系. 最后, 对显著积冰变化做了定义及分析, 显著增长和消融在连续过程中易出现的时段不同, 显著积冰变化的高温日变化差异明显; 显著积冰增长要求的雨量更多, 湿度更高, 蒸发量更小.