基于CMIP6的中国未来高温危险性变化评估

评估高温灾害的危险性变化,能够为区域高温灾害风险管理和制定减灾措施提供决策依据。本研究选取高温日数、最高温度和平均高温强度3个指标,基于1961—2020年中国2517个气象站点日最高温数据和CMIP6情景模式比较计划中SSP2-4.5情景下12个气候模式提供的2031—2099年未来气候预测数据集,用核密度概率估计方法计算了4个重现期（即5、10、20和50年）下3个指标的取值,对中国未来高温危险性变化进行了评估。结果表明：① 在SSP2.4-5情景下,中国的高温日数呈现出4个危险中心,分别是：西北干旱（半干旱）地区中部、华北和华中地区的交汇区域、西南地区中部和华南地区南部,并且高温日数从这4个中心向外逐渐减少;最高温度在空间上的分布北部大于南部,东部大于西部。平均高温强度的分布则呈现出从华北地区南部、西北干旱（半干旱）地区西部和东部地区西部向我国除青藏高原地区外的其它地区减少的趋势; ② 在SSP2.4-5情景下,随着重现期年限的增长,中国地区3个高温指标均呈增长趋势且增幅较大,并且高值范围也在不断扩大;③ 3个高温指标变化值均呈现出了明显的空间聚集性,3个指标共同显示的热点区域包括西南地区北部和南部、西北干旱（半干旱）地区中部和华北、华中地区的少部分区域,这些地区发生高温灾害的可能最大,同时根据高温日数变化和最高温度变化,东部地区西部发生高温灾害可能也较大,3个指标共同显示的冷点区域包括青藏高原地区东南部、西北干旱（半干旱）地区的西部和我国东南沿海地区,这些地区几乎不会发生高温危险。     

长江三角洲地区高温热浪人群健康风险评价

在全球极端气象、气候事件频发的背景下,获取高分辨的灾害风险信息对于区域防灾减灾决策具有重要的参考价值。而在当前的灾害风险评估中,基于行政单元的人口和社会经济等承灾体信息与栅格水平上的致灾因子普遍存在空间不匹配的现象。本文通过融合多源遥感数据和人口、社会经济统计数据,在利用人居指数对高温人口暴露进行空间化的基础上,获取了250 m分辨率的长江三角洲地区高温热浪人群健康风险空间格局。结果表明,风险等级较高的地区集中在上海、常州、杭州、宁波、无锡、嘉兴、泰州等城市的中心城区,主要是较高的人口暴露度和城市高温共同作用的结果;而大城市近郊以及各规模较小的城区的风险等级次之;相对欠发达地区虽然人口暴露程度较低,但较高的高温危险性和社会经济脆弱性指数使得这些地区的高温人群健康风险也不容忽视。识别高风险地区的风险主导因子对于提高人群高温适应能力以及减轻高温健康风险具有重要意义。     

高温热浪风险评估研究综述

在全球气候变化大背景下,极端高温事件发生频率及强度明显增多。据相关气象数据统计,若任由灾害肆虐,越来越多的人将死于全球热效应、疟疾、登革热和其他热相关疾病。本文根据近年来国内外学者研究进展,梳理了高温热浪风险评估的基本步骤,讨论了高温热浪风险评估的风险性框架,提出未来可利用遥感技术构建高温热浪风险的空间评估体系,将孕灾环境的暴露度、危险性、系统脆弱性及适应性相结合,综合构建风险评估体系。针对评估因子的选择进行论述,探讨了图层叠置法、主观赋权法、客观赋权法及组合赋权法等多种确定各指标权重的方法,分析比较了不同方法的利弊,将H-AHP与图层叠置结合的方法与简单的加减、乘除法进行对比,论述其在综合评价模型构建中的优势,并针对高温热浪风险等级的划分方法进行了对比,论述了不同方法适用的不同情况及其优势,为未来建立合理高温热浪灾害风险评估体系提供了方法参考,为进一步了解高温热浪危害,建立高温热浪监测、评估、报告制度,进一步完善建立高温热浪灾害预警体系提供有利依据。     

湖南省山丘区小流域山洪灾害危险性评价

本文采用信息量模型法研究湖南省山丘区小流域山洪灾害的危险性程度。信息量模型的最大意义是能从影响山洪灾害发生的众多因素中找到“最佳因素组合”。基于湖南省1955-2015年近60年的历史山洪灾害数据,结合地形、下垫面以及降雨条件,利用信息量模型按危险性程度高低划分出湖南省山丘区山洪灾害危险性的分布情况。研究结果表明,湖南省山丘区山洪灾害容易发生在坡度小于10°,高程小于100 m,起伏度小于30 m,土地覆被为人工表面,土壤类型为粘土以及降雨量在1584.3~1662.0 mm之间的区域。湖南省山丘区危险等级较高的地级市有永州市、郴州市、株洲市、岳阳市、娄底市以及长沙东部山区,经过混淆矩阵验证后,通过信息量方法建立的山洪灾害危险性评价模型准确率为75.36%,基本可信。     

小流域山洪灾害危险性分析之降雨指标选取的初步研究

降雨是诱发山洪灾害的直接动力和激发条件,是山洪灾害危险性分析中不可或缺的重要指标。对于不同的研究区,不同频次和历时的降雨对山洪灾害的影响不同,危险性分析所选取的降雨指标也可能不同。本文基于1:5万小流域数据、历史山洪灾害空间分布数据和暴雨图集资料,以江西省婺源县小流域为例,采用相关分析法对初步选取的24个降雨指标进行相关性分析,筛选出相关性不强的降雨指标;利用GIS技术和基于局部Getis-Ord Gi*算法的优化热点分析工具对历史山洪灾害点进行空间聚类分析,获得研究区每个小流域山洪灾害危险度的估值,该值能够较好地反映小流域山洪灾害危险性的空间分布;通过地理探测器模型中的因子探测器和交互探测器对已筛选出的降雨指标和小流域山洪灾害危险度进行综合探测分析,从而获取对该研究区小流域山洪灾害危险性影响较大的降雨指标,即100年一遇最大6 h降雨和100年一遇最大24 h降雨。本文研究对小流域山洪灾害危险性分析降雨指标的定量选取具有参考和指导意义。     

川滇地区主要活动断裂运动特征及地震危险性分析

利用1980~2019年跨断层形变资料,基于断层三维运动模型和改进的灰色关联度方法研究川滇地区主要活动断裂的运动特征及地震危险性。结果表明：1）鲜水河断裂带总体呈左旋拉张运动,并具有明显的分段差异性运动特征;则木河断裂带具有正-逆断阶段性变化特征;滇南和滇西北主要表现为拉张运动。2）断层三维累积活动量与改进的灰色关联度综合指标对断裂附近6级以上地震均具有明显的震前异常及震后趋势转折变化,可能与断裂附近强震孕育-发生、同震及震后调整等影响有关。3）通过分析跨断层综合指标可知,川滇地区需重点关注鲜水河断裂带南东段、则木河断裂带及滇南地区。     

南京市高温热浪时空分布研究

在全球气候变暖的背景下,城市夏季高温热浪已经成为城市最严重的气象灾害之一,给城市居民健康和经济发展带来了巨大的影响。以2013年8月7日-13日的南京高温热浪灾害事件为例,基于Landsat 8 OLI 卫星遥感数据、MODIS卫星遥感数据和气象站点数据,在MODIS地表温度降尺度基础上,估算近地表气温,进而结合空气相对湿度的空间插值数据计算南京地区100 m分辨率的炎热指数和高温热浪指数,分析其时空分布特征。结果表明：在这次高温热浪演变过程中,南京炎热指数呈现先升高后降低的变化趋势,8月11日炎热指数最高,平均达到86.99,12日降到最低值,平均值为85.05;高温热浪强度主要集中于轻度热浪与中度热浪,随着时间的推移,其范围也呈现先扩大后减小的趋势;在空间分布上,南京北部及中心城区的炎热指数较高,主要表现为中度热浪,而南部地区及中心城区周边郊区较低,主要为轻度热浪,山体和水域炎热指数则最低,多为无热浪。     

厦门市高温热浪人群健康风险格局分析

高温热浪已成为世界范围内夏季频繁发生的极端气象灾害事件,威胁着人类健康。研究高温热浪人群健康风险的空间格局,可以识别灾害高风险区域,有助于预防和应对高温热浪灾害。本文以厦门市为例,在历史气象数据分析的基础上,建立了高温热浪案例库,分析了厦门高温热浪的基本特征。通过结合卫星遥感影像和人口统计数据,选取2010年的一次高温热浪事件,进行人口因子和环境因子叠加分析,研究了厦门市高温热浪人群健康风险的空间格局,得出如下结论：（1）厦门市高温热浪强度较轻,频率较高,偶尔会发生强等级高温热浪;（2）高温热浪人群健康的高风险区域集中在厦门本岛内,沿东北-西南方向呈带状分布,较高等级的风险热点主要位于湖里区江头街道的北部与东南部和思明区夏港街道大部分区域;（3）高温热浪人群健康风险的空间格局与环境和人口的空间分布特征密不可分。本文对完善国内高温热浪人群健康风险分析的科学体系具有重要意义。     

四川省滑坡灾害气象预警模型建立与验证

四川省滑坡灾害严重,特别是2008年之后,灾情显著加剧,如何预防滑坡灾害是保护人民生命财产安全的有效途径。滑坡灾害的预警模型研究是滑坡灾害预防领域的核心课题。本文对四川省滑坡灾害危险性进行了评价,并开展了滑坡灾害气象风险预警模型研究。①以确定性系数的方法量化坡度、地形起伏度、水文地质岩性、植被覆盖度、地震烈度和年均降雨量因子,建立逻辑回归模型,定量地进行四川省滑坡灾害危险性区划,并对结果进行验证。结果表明,四川省滑坡灾害高危险性区域成“Y”字型分布,此外川中、川东北地区滑坡灾害危险性也非常高,这与四川省滑坡灾害的空间分布情况相符。②在前期滑坡灾害与降雨量统计分析、滑坡灾害危险性评价的基础上,以滑坡灾害危险性评价为静态因子,日降雨量数据为动态因子,通过逻辑回归模型的结果,确定以当日降雨量概率化值、滑坡灾害危险性值、前一日降雨概率化值、前两日降雨概率化值、前三日降雨概率化值为临灾模型影响因子,各因子对预警结果影响程度按上述顺序递减,建立了地质-气象耦合的临灾气象预警模型。通过检验区数据对模型的检验表明,该预警模型能成功预警80%以上的滑坡灾害;通过滑坡灾害群发个例检验发现,该预警模型与四川省现用模型相比,预警区域明显减小,空报率和漏报率显著降低。     

民采空区危险性两级模糊综合评判——以招远市北截村为例

在充分搜集资料的基础上,对招远市北截村民采空区进行实地勘查,从地质条件、灾害发育程度及采空区特征3个影响因素入手,选取了9个评判因子进行两级模糊综合评判,采取最大隶属度原则确定采空区危险性等级,并进行了评估分区。评判结果能较准确地反应实际情况,为该区地质灾害防治工作及开发建设规划提供了依据。     

基于格点数据的1961—2018年中国多种积温时空变化研究

积温能够影响植物的物候期和农业作物的产量及空间分布。在研究中,通常将有限数量站点积温数据外推插值到空间进行分析,在站点空间分布稀疏和地形复杂的地区,积温数据在空间上有较大的不确定性。目前,已有高分辨率的格点化气象数据,在此基础上直接计算可解决上述问题。本研究使用1961—2018年长时间序列的高分辨率格点气温数据（CN05.1）,分析了中国大陆≥0 ℃、≥ 5 ℃、≥10 ℃和≥ 15 ℃的4种积温时空变化,结论如下：① 在中国大陆范围,4种积温的低值区主要分布在青藏高原、新疆天山和中国东北地区,高值区分布在华南地区;② 在58年间,4种积温均表现出显著增加的趋势,尤其以内蒙古和东北地区积温增温趋势显著;③ 这种积温在空间上趋势变化引起了农业区划中热带和亚热带地区面积显著增加,温带和寒温带面积减少;④ 在58年中,4种积温开始时间显著提前,结束时间显著推后。4种积温开始时间转变间隔时间（0~5 ℃、5~10 ℃和10~15 ℃转变所需时间）在黄土高原和内蒙古地区较为剧烈。对于结束时间转变间隔时间,在华中地区趋势变化剧烈。     

Spatial-temporal Dynamics and Driving Forces of Land Development Intensity in the Western China from 2000 to 2015

The change in land development intensity is an important perspective to reflect the variation in regional social and economic development and spatial differentiation. In this paper, spatial statistical analysis, Ordinary Least Squares(OLS), and Geographically weighted regression(GWR) methods are used to systematically analyse the spatial-temporal characteristics and driving forces of land development intensity for 131 spatial units in the western China from 2000 to 2015. The findings of the study are as follows: 1) The land development intensity in the western China has been increasing rapidly. From 2000 to 2015, land development intensity increased by 3.4 times on average. 2) The hotspot areas have shifted from central Inner Mongolia, northern Shaanxi and the Beibu Gulf of Guangxi to the Guanzhong Plain and the Chengdu-Chongqing urban agglomeration. The areas of cold spots were mainly concentrated in the Qinghai-Tibet Plateau, Yunnan, and Xinjiang. 3) Investment intensity and the natural environment have always been the main drivers of land development intensity in the western China. Investment played a powerful role in promoting land development intensity, while the natural and ecological environment distinctly constrained such development. The effect of the economic factors on land development intensity in the western China has changed, which is reflected in the driving factor of construction land development shifting from economic growth in 2000 to economic structure, especially industrial structure, in 2015.     

基于夜间灯光数据的晋陕蒙能源消费碳排放时空格局

晋陕蒙三省区既是能源生产基地又是碳排放主要地区。对晋陕蒙市县的碳排放估算难度较大,如何准确快捷地获取其碳排放时空动态信息,对于合理制定区域碳减排规划具有重要的应用价值。本文选取中国晋陕蒙三省作为研究对象,基于夜间灯光数据,模拟晋陕蒙地区碳排放空间分布,进而系统地刻画其碳排放空间分布特征和规律。研究结果表明：① 1997-2016年,晋陕蒙三省区夜间灯光像元总值与能源消耗碳排放量之间的相关系数较高,均通过了1%的显著性检验;② 1997-2016 年,晋陕蒙地区的CO₂排放总量呈逐年增长趋势,鄂尔多斯市属于“高碳”地区;铜川市、安康市、商洛市、汉中市、阿拉善盟和阳泉市属于“低碳”地区;③ 陕西省碳排放清晰地呈现出“陕北>关中>陕南”的格局。晋陕蒙地区碳排放空间分布规律分析为该区域制定切实可行的碳减排政策提供了重要的理论依据。     

内蒙古贫困地区生态安全评价及空间格局分析

在压力-状态-响应(Pressure-State-Response, PSR)模型确立指标体系的基础上,采用灰色关联度分析和熵值赋权相结合的方法,测算出2012年内蒙古贫困地区生态安全综合,压力,状态和响应指数,对研究区生态安全状况进行综合评价;并利用地理空间分析方法和空间分析软件GeoDA对生态安全综合状况进行空间相关性分析,同时结合研究区自然地理特征和社会经济状况,对其生态安全空间格局特征及成因进行诊断性分析.研究发现:(1) 内蒙古贫困地区生态安全水平整体处于一般状态,等级布局具有大聚集,小分散的特点;(2) 生态安全状况分布并非完全随机性,而是表现出空间相似值之间的空间聚集,具有正相关性;(3) 生态安全等级分布状况呈现出区域分异的特点,总体表现为内蒙古西部和东部贫困地区处于一般状态,而中部贫困地区生态安全水平整体处于良好状态,区域内部生态安全水平具有明显的县域差异;(4) 生态安全水平较好的县域和生态安全处于一般水平的县域,压力,状态,响应指标方面差距明显,且影响因素各异.     

Changes of temperature and precipitation extremes in Hengduan Mountains, Qinghai-Tibet Plateau in 1961–2008

Variations and trends in extreme climate events are more sensitive to climate change than the mean values,and so have received much attention.In this study,twelve indices of temperature extremes and 11 indices of precipitation extremes at 32 meteorological stations in Hengduan Mountains were examined for the period 1961-2008.The results reveal statistically significant increases in the temperature of the warmest and coldest nights and in the frequencies of extreme warm days and nights.Decreases of the diurnal temperature range and the numbers of frost days and ice days are statistically significant.Regional averages of growing season length also display the trends consistent and significant with warming.At a large proportion of the stations,patterns of temperature extremes are consistent with warming since 1961:warming trends in minimum temperature indices are greater than those relating to maximum temperature.As the center of the Shaluli Mountain,the warming magnitudes decrease from inner to outer.Changes in precipitation extremes is low:trends are difficult to detect against the larger inter-annual and decadal-scale variability of precipitation,and only the wet day precipitation and the regional trend in consecutive dry days are significant at the 0.05 level.It can be concluded that the variation of extreme precipitation events is not obvious in the Hengduan Mountains,however,the regional trends generally decrease from the south to the north.Overall,the spatial distribution of temporal changes of all extreme climate indices in the Hengduan Mountains illustrated here reflects the climatic complexity in mountainous regions.     

近46年中国冬季日均气温及极端温度的变化

应用1961—2006年我国599个站的冬季逐日平均温度资料,分析了冬季各月最低（高）日均温度、低温日数及三种极端温度指数的变化趋势。结果表明冬季各月最低、最高温度的变化均呈明显上升趋势,2月份升温最显著,日均气温低于5℃的冷日数和日均气温低于-10℃的严寒日数在冬季各月都是减少的。全国近46年冬季极端低温日数呈明显减少的趋势,1986年出现一次跃变,2006年最少;极端高温日数普遍增加,1995年出现跃变,1998年达到峰值;霜冻日数在27°N-46°N间区域显著减少,跃变点在1987年,最低值出现在1998年。     

1961-2013年东北与华北气温变化速度空间差异

全球气候的不断变化使得生物生境受到极大影响。气温作为最基本的气候要素,其变化迁移会胁迫生物对此做出响应,造成生物群落的迁徙。气温变化速度将气温看作物质的运动,能够直观地表示气温时空变化特征,对研究生物分布地理界限变化具有重要的指导意义。本文利用1961-2013年的全国每月平均温度数据集,分析了过去50多年中国东北与华北地区之间气温变化速度的区域差异。结果表明：东北与华北两地区整体气温变化速度均值为5.60 km/year,速度范围主要集中于0~9 km/year之间,约占总数的90%。东北地区气温变化速度均值大于华北地区。其中,东北速度均值为5.85 km/year,华北为5.41 km/year。从区域内部来看,东北地区气温变化速度整体较高,三省中黑龙江与吉林速度较高,辽宁省速度变化相对较小。华北气温变化速度高值区域主要分布在内蒙古高原与河北、天津的小部分地区,其他地区的气温变化速度则相对较小。     

近46年中国冬季日均气温及极端温度的变化

应用1961—2006年我国599个站的冬季逐日平均温度资料,分析了冬季各月最低（高）日均温度、低温日数及三种极端温度指数的变化趋势。结果表明冬季各月最低、最高温度的变化均呈明显上升趋势,2月份升温最显著,日均气温低于5℃的冷日数和日均气温低于-10℃的严寒日数在冬季各月都是减少的。全国近46年冬季极端低温日数呈明显减少的趋势,1986年出现一次跃变,2006年最少;极端高温日数普遍增加,1995年出现跃变,1998年达到峰值;霜冻日数在27N-46N间区域显著减少,跃变点在1987年,最低值出现在1998年。     

CO_2改性水玻璃砂的热强度、高温强度和发气性

研究了CO2改性水玻璃砂的热强度、高温强度和发气性,结果表明,随着粘结剂加入量的增加,热强度、高温强度和发气性增大;粘结剂种类不同,型砂的热强度、高温强度和发气性不同;其中,l#改性树脂改性水玻璃18#的热强度、高温强度均比普通水玻璃高,发气量则小于普通水玻璃;用扫描电镜分别观察了普通和改性水玻璃砂在加热温度为600℃、800℃、1000℃、1200℃时的高温炉内折断断口,解释了改性水玻璃砂比普通水玻璃砂高温强度高的原因。