我国对南极大气科学研究初获成果

我国在1985年首次南极综合考察期间,气象工作者在长城站进行了地面气象要素、高空风、辐射、卫星云图接收、雷达回波分析、大气化学成份和气溶胶采样分析等综合性观测和分析。所获资料虽然最长仅一年,但这是我国气象工作者第一次获得由我们搜集到的第一手的南极气象情报,来之不易,极为宝贵。经气象考察人员的初步分析和研究,已撰写了内容包括:“南极地区天气和水文分析预报”“气象要素变化特征”“大气结构及辐射状况”     

粤西沿海“4.20”特大暴雨特征分析

根据气象常规观测资料、湛江新一代天气雷达资料、CFL-08风廓线雷达资料及卫星云图,分析2012年4月20日粤西沿海特大暴雨的天气环流形势、能量场、对流不稳定度、水汽输送和辐合辐散等环境特征及物理量场特征。结果表明:这次暴雨过程粤西地区共经历两次强降水过程,分别是受飑线系统、以及高空槽和低空切变影响;西南低空急流的出现有利于粤西暴雨的形成、维持和发展;暴雨过程粤西上空垂直累积液水含量达25~30g/m2;暴雨期间风向随高度明显逆转,有冷平流输送;约2.0 km高度以下低空急流的下传和增强与暴雨的产生有密切关系;短时间内多普勒天气雷达的速度回波低层辐合区域远远大于辐散区域是可能产生强降水的标志。     

西藏高原短临天气预报预警系统构建研究

参考气象信息综合分析处理系统和卫星广域网灾害天气短时临近预报预警系统的界面操作特征,利用现有卫星遥感资料、自动站资料、闪电定位资料、探空资料和常规气象要素资料等观测资料,以及已研制的有关西藏高原的降水预报预警模型、物理统计诊断模型和三维云模式预报模型等,同时考虑西藏高原地区雷达资料应用的地理障碍,设计构建了西藏高原短临天气预报预警系统。通过可视化简单编程指令代码语言环境实现了能集成气象信息综合分析处理系统的信息分析功能、适合西藏高原的短临天气预报预警的实用系统。     

2010年夏季湖南一次持续性暴雨过程分析

为了提高暴雨预报的准确率,利用常规观测资料、NCEP1°×1°再分析资料和多普勒雷达等资料,使用天气学诊断方法,剖析了2010年7月8~15日湖南西部和北部强降雨过程的降水特征、天气背景、对流暴雨中尺度系统演变特征及其成因。结果表明:此次强降雨过程发生在500hPa巴湖附近的低槽和西太平洋副热带高压稳定、中低空切变线长时间维持及摆动的大尺度背景下,低层强的水汽辐合和上升运动、高低空急流耦合、大气层结不稳定和垂直风切变是强降水的主要成因。由于梅雨锋带状回波在湘西北移动速度缓慢,产生"列车效应",导致湘西北地区雨强增大,雨量增幅明显。基本速度图上强降雨位于高空东北气流与西北气流交汇或汇合回流、低空气旋性弯曲的西南气流左侧区域。另外,迎风坡强迫和湖陆锋作用的区域容易产生极端降雨。     

基于RAMMS数值模拟的短时强降雨型泥石流危险性评价

浙江省由短时强降雨诱发的泥石流灾害频发,严重威胁当地居民的生命财产安全,因此对此类泥石流进行危险性评价对浙江省“灾害智治”工作具有十分重要的理论与实际应用价值。为研究浙江短时强降雨诱发小型泥石流的危险性,选取武山坑泥石流为对象,通过现场调查、三维倾斜摄影与数值模拟等手段,查明了武山坑泥石流的地质环境与发育特征,揭示了由短时强降雨诱发的泥石流灾害链生过程特征,选用RAMMS软件对不同降雨频率下泥石流运动特征进行了模拟,获取了泥石流深度、流速、堆积范围等特征参数,并基于特征参数进行了泥石流危险性评价。研究结果表明：陡坡处松散岩土体在短时强降雨作用下发生浅层滑坡,随后在坡面与沟道地形控制下向沟口运移,运动过程中通过侵蚀作用扩大泥石流规模,最终在宽缓堆积区沉积。随着研究区降雨强度增大至50 a一遇及100 a一遇,泥石流冲出规模扩大,但受限于堆积区宽缓的地形条件,未能于沟口形成有效冲出;但堆积扇上游居民区泥石流深度、流速等强度指标显著增大,堆积区内高强度区域面积大小由7 276 m²增大至12 660 m²。结合泥石流活跃性分析结果,采取形成区雨量监...     

基于压缩感知的气象雷达回波压缩采样与重建

由于Nyquist采样定理的限制,高分辨率气象雷达面临采样率过高、数据存储量过大等问题。压缩感知理论可以实现气象雷达信号的压缩采样,解决采样率过高等问题。基于压缩感知理论,分析了气象雷达回波信号的稀疏性,建立了气象雷达回波信号的压缩采样和重建的过程,并结合气象雷达实测的回波数据进行仿真。仿真结果表明,0.3倍采样率下的重建回波与原始回波存在较大误差,0.5倍采样率时误差明显降低,0.7倍采样率时则可高概率重建出原始回波。因此,将压缩感知理论应用于高分辨率气象雷达的信号处理中,可以实现在较低采样率下高概率重建原始回波信号。     

“山洪/泥石流灾害遥感监测与数值模拟”专辑导言

<正>中国地形地貌类型复杂,山丘区面积约占全国陆地总面积的2/3,是世界上山洪/泥石流灾害最严重的国家之一。随着地理信息系统、高分辨率遥感、无人机遥感、移动互联、物联网、大数据等技术的出现、发展和广泛应用,山洪/泥石流灾害领域面临新的发展机遇和挑战,将给山洪/泥石流监测、风险评价与数值模拟的理论、方法、技术研究创造了便利条件。以地图为载体的传统山洪/泥石流风险评价方式很难适应多维度灾害信息的获取、管理、计算、表达和应用的需求,主要体现在:(1)小流域山洪/泥石流灾害成因困境:由于小流域降水等资料不足,降水与下垫面作用过程复杂且差异较大,对山洪/泥石流成因机理认识不清;(2)中国     

X波段气象雷达回波强度的衰减订正

用KZS算法(地物回波)做标准来实现X波段气象雷达回波的微波衰减订正.首先对晴空地物回波进行多次采样,表明地物回波强度具有较好的稳定性.然后对业务性X波段气象雷达回波强度衰减订正进行观测,同时把订正后的回波与采用经验公式进行衰减订正的雷达回波强度进行比较,结果表明地物回波衰减订正法对X波段气象雷达衰减订正是可行的.     

青海互助一次局地强降水天气多普勒雷达回波分析

利用西宁CINRAD/CD多普勒天气雷达资料及自动站观测数据等从影响降水的主要因子方面探讨了2011年7月2日晚青海互助县一次局地强降水的成因,结果表明:多单体强回波带的活动是造成互助短时强降水的主要原因;速度图上强的辐合和逆风区是预报强降水的关键因子;垂直风廓线图上强烈的垂直风切变是不稳定能量积聚的表现,与强降水联系紧密;垂直累计液态含水量(VIL)和回波顶高也能为强降水预报提供有效信息。     

2010～2011年西藏雷暴的雷达回波统计特征分析

为了揭示西藏雷暴的雷达回波特征,利用雷暴观测资料和新一代多普勒雷达资料,采用统计分析方法对西藏地区2010、2011年6～9月108个雷暴个例进行了研究,结果表明:西藏高原地区雷暴类型多样,时空分布不均匀,雷暴生命史较短,与平原雷暴有明显的区别。西藏雷暴天气雷达回波源地、移动等有一定的规律性。西藏地区雷暴的回波形状多表现为团块状,其次是孤立的对流云回波;日喀则热力雷暴雷达回波强度大部分在40～50dBz,次之是50～70dBz,动力雷暴回波强度主要在40～60dBz,拉萨热力雷暴和动力雷暴回波强度均主要在30～50dBz;日喀则热力雷暴回波顶高平均5.07km,拉萨热力雷暴回波顶高平均4.79km,日喀则和拉萨地区动力雷暴回波顶高主要集中在6～10km;西藏地区热力雷暴和动力雷暴的垂直液态含水量较低,大部分在30kgm-2以下。     

Impacts of future climate change (2030-2059) on debris flow hazard: A case study in the Upper Minjiang River basin,China

An increase in extreme precipitation events due to future climate change will have a decisive influence on the formation of debris flows in earthquake-stricken areas. This paper aimed to describe the possible impacts of future climate change on debris flow hazards in the Upper Minjiang River basin in Northwest Sichuan of China, which was severely affected by the 2008 Wenchuan earthquake. The study area was divided into 1285 catchments, which were used as the basic assessment units for debris flow hazards. Based on the current understanding of the causes of debris flows, a binary logistic regression model was used to screen key factors based on local geologic, geomorphologic, soil, vegetation, and meteorological and climatic conditions. We used the weighted summation method to obtain a composite index for debris flow hazards, based on two weight allocation methods: Relative Degree Analysis and rough set theory. Our results showed that the assessment model using the rough set theory resulted in better accuracy. According to the bias corrected and downscaled daily climate model data, future annual precipitation (2030-2059) in the study area are expected to decrease, with an increasing number of heavy rainfall events. Under future climate change, areas with a high-level of debris flow hazard will be even more dangerous, and 5.9% more of the study area was categorized as having a high-level hazard. Future climate change will cause an increase in debris flow hazard levels for 128 catchments, accounting for 10.5% of the total area. In the coming few decades, attention should be paid not only to traditional areas with high-level of debris flow hazards, but also to those areas with an increased hazard level to improve their resilience to debris flow disasters.     

Artificial Neural Network-based prediction of glacial debris flows in the ParlungZangbo Basin,southeastern Tibetan Plateau,China

Accurate prediction on geological hazards can prevent disaster events in advance and greatly reduce property losses and life casualties.Glacial debris flows are the most serious hazards in southeastern Tibet in China due to their complexity in formation mechanism and the difficulty in prediction.Data collected from 102 glacier debris flow events from 31 gullies since 1970 and regional meteorological data from 1970 to 2019 in ParlungZangbo River Basin in southeastern Tibet were used for Artificial Neural Network(ANN)-based prediction of glacial debris flows.The formation mechanism of glacial debris flows in the ParlungZangbo Basin was systematically analyzed,and the calculations involving the meteorological data and disaster events were conducted by using the statistical methods and two layers fully connected neural networks.The occurrence probabilities and scales of glacial debris flows(small,medium,and large)were predicted,and promising results have been achieved.Through the proposed model calculations,a prediction accuracy of 78.33%was achieved for the scale of glacial debris flows in the study area.The prediction accuracy for both large-and medium-scale debris flows are higher than that for small-scale debris flows.The debris flow scale and the probability of occurrence increase with increasing rainfall and temperature.In addition,the K-fold cross-validation method was used to verify the reliability of the model.The average accuracy of the model calculated under this method is about 93.3%,which validates the proposed model.Practices have proved that the combination of ANN and disaster events can provide sound prediction on geological hazards under complex conditions.     

台风“莫拉克”降水观测与云物理特征的模拟研究

为了研究云中微物理量与台风降水的关系,选取0908号台风"莫拉克"作为个例,利用中国自主研发的全球区域同化预报系统对台风引起的暴雨过程进行了数值模拟。该模式系统中包含有详细的云微物理过程。结合TRMM卫星资料、MODIS云顶温度资料、FY-2卫星云图以及常规地面观测等资料与模式结果进行对比分析。分析结果表明,此次强降水主要发生在福建大部分地区以及浙江东南部地区,模拟6小时累积降水最大值超过90m,模式对此次暴雨的雨带位置及其走向都有较好的模拟。台风中云微物理量的垂直分布基本可以分为3层,由冰晶与雪组成的冰相层,一般位于100～400hPa;由云水和雨水组成的液相层,一般位于600hPa之下,以及由霰与云水、雨水形成的混合层,主要分布在400～600hPa。霰在暖区的融化以及云水、雨水的碰并是降水的主要来源。     

湖南“6.19＂暴雨过程的中尺度特征分析

针对2010年6月19～20日湖南一次大范围暴雨过程,利用常规观测资料、FY-2E卫星TBB资料、NCEP1°×1°格点资料及WRF模式输出的高分辨率资料,采用数值模拟和诊断分析相结合的方法,综合分析了此次暴雨过程.结果表明：东移短波槽及低层低涡是此次暴雨的主要影响系统;卫星资料分析显示,α中尺度对流云团前部不断有β中尺度扰动分裂和发展;WRF模式模拟结果表明,此次大范围暴雨过程是多尺度系统影响的结果,在有利的大尺度环流背景下,激发了中小尺度对流系统的活动,导致强降水带中出现了多个中尺度扰动和与此对应的中尺度雨团有组织的活动,是暴雨发生的主要原因;中尺度雨团对应着强上升气流柱、正涡度柱和低层强辐合、高层强辐散的散度结构.     

一次影响山东强暴雨过程的中尺度分析

利用１９９０年华北区域中尺度暴雨监测联防业务试验期间的获得的较为稠密的地面观测资料,卫星云图及常规天气图资料,对１９９０年８月中旬的一次影响山东强暴雨天气过程作了初步的天气学分析和中尺度分析,指出了直接造成这场大暴雨的中尺度系统和有利于它们发展的环境条件,文中重点讨论了中尺度天气系统及云团与雨团的关系。     

暴雨过程中不同尺度运动性质演化的比较

通过设计合适的滤波器,对2001年9月18-20日华西暴雨过程中气象探测资料进行滤波处理,提取大、中尺度运动信息.在此基础上,通过对不同尺度运动信息的诊断分析,研究暴雨过程的不同阶段大、中尺度大气运动非平衡性质的演化及其对暴雨的影响,结果表明:在暴雨发生的不同阶段,大、中尺度运动的非平衡性质变化是不一样的,中尺度非平衡强迫对暴雨落区有重要影响.     

应用多普勒雷达资料对成都地区暴雨的研究

利用多普勒天气雷达资料结合其它实测资料,分析研究了2003年8月28～31日发生在大成都地区的区域性暴雨过程.从回波的强度、结构、风场以及影响系统等方面得知:由冷锋激发的絮状回波有利于区域性降水的产生;回波强度、VIL和RZ值与降水有很好的相关性;当近地层具有低空急流和强烈垂直风切变以及低层径向速度辐合时对暴雨的发展十分有利.     

Forecast method of multimode system for debris flow risk assessment in Qingping Town, Sichuan Province, China

The Wenchuan Earthquake of May 12,2008 triggered large numbers of geo-hazards.The heavy rain on 13 August 2010 triggered debris flows with total volume of more than 6 million cubic meters and the debris flows destroyed 500 houses and infrastructure built after the Wenchuan Earthquake.The study area Qingping Town was located in the northwestern part of the Sichuan Basin of China,which needs the second reconstructions and the critical evaluation of debris flow.This study takes basin as the study unit and defines collapse,landslide and debris flow hazard as a geo-hazard system.A multimode system composed of principal series system and secondary parallel system were established to evaluate the hazard grade of debris flow in 138 drainage basins of Qingping Town.The evaluation result shows that 30.43% of study basins(42 basins) and 24.58% of study area,are in extremely high or high hazard grades,and both percentage of basin quantity and percentage of area in different hazard grades decrease with the increase of hazard grade.According to the geo-hazard data from the interpretation of unmanned plane image with a 0.5-m resolution and field investigation after the Wenchuan Earthquake and 8.13 Big Debris Flow,the ratio of landslides and collapses increased after the Wenchuan Earthquake and the ratios of extremely high or high hazard grades were more than moderate or low hazard grades obviously.23 geo-hazards after8.13 Big Debris Flow in Qingping town region all occurred in basins with extremely high or high hazard grades,and 9 debris flows were in basins with extremely high hazard grade.The model of multimode system for critical evaluation could forecast not only the collapse and landslide but also the debris flow precisely when the basin was taken as the study unit.     

COSTAS环解调器设计及实践初探

本文详细介绍自行设计的COSTAS环解调器的工作原理,环路参数选择以及实际工作效果。     

栖霞市生木树泥石流隐患点发育特征及发展趋势分析评价

栖霞市生木树泥石流隐患点为烟台市471处地质灾害隐患点其中1处,曾于1979年7月因暴雨引发泥石流灾害,给当地村民造成严重经济损失。以该泥石流沟流域作为研究区,并以区内泥石流发育的自然环境、基本特征及形成泥石流的地质条件、物源条件和水源条件等勘察成果为基础,综合分析区内泥石流发育特征、类型、形成机理、引发因素,并选取相关参数对泥石流基本特征值进行计算,为同类型泥石流的防治提供科学依据。综合研究确定区内泥石流易发程度为轻度易发,现阶段泥石流沟发展阶段为发展期,泥石流灾害趋于相对稳定,但一旦遭遇暴雨至特大暴雨,可能会再次引发泥石流地质灾害。