利用小波变换对暴雨过程中GNSS气象要素的初步探索

利用小波分解对地基GNSS获取的可降水量(PWV)、气压和对流层延迟(ZTD)等时序进行处理和分析,以暴雨的实际降水量作为判别依据。研究结果表明,1 h间隔PWV与ZTD的小波高频分解系数接近,均能够从中提取暴雨预报特征信息,可用高频ZTD代替PWV进行小波分析;频率在30 min-1h之间的ZTD,预报时间信息应在第1~3层级进行搜寻,30 min以下频率的应在第3~5层级进行搜寻;db4小波分解PWV的暴雨预报阈值可设为-1.2,db4小波分解ZTD的暴雨预报阈值可设置为-0.007,db2小波分解ZTD的暴雨预报阈值可设为-0.01。     

重庆"9.5"特大暴雨的诊断分析

利用NCAR/NCEP逐日资料（一日4次）和北京大学物理学院大气科学系研制的客观分析诊断系统对2005年重庆“9．5”特大暴雨的成因进行了天气动力学诊断分析。结果表明：向南运动的高层北风急流下沉与低空急流上升支组成的西南低涡是本次特大暴雨的主要影响天气系统，“桑达”台风移动缓慢可能是造成此次特大暴雨的间接原因；特大暴雨出现在中低层辐合、高层辐散的正涡度中心下方和负涡度中心西侧；湿位涡高值带对应着降雨带，高值中心与暴雨中心基本吻合，对暴雨预报有指示意义。     

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.     

一种优化的GA-KF与BP-Adaboost地表下沉组合预测模型北大核心CSCD

为提高矿区GNSS CORS自动化监测系统地表下沉预测精度,提出一种结合小波分析,采用遗传算法优化的卡尔曼滤波模型(GA-KF)与相空间重构的BP神经网络强预测模型(BP-Adaboost)的组合预测方法。利用小波分析获取原始监测数据的趋势项和随机项,并分别通过GA-KF模型和相空间重构BP-Adaboost模型预测趋势项和随机项,两者之和即为最终预测结果。以亳州板集矿监测站数据为例进行预测,结果表明:1)与单一使用GA-KF和相空间重构BP-Adaboost模型预测值对比,该组合模型预测精度更高;2)组合模型受建模序列长度影响较小,平均相对误差在0.003%以内,远小于两种单一模型,具有一定抗干扰性。     

四川"9.3"大暴雨中的水汽输送分析

利用NCEP／NCAR再分析资料对四川“9．3”大暴雨中水汽来源进行了讨论。结果表明,这次暴雨的水汽主要来源于南海、西太平洋地区;异常水汽输送在这次暴雨中占了较大的比例。暴雨日及前3天的异常水汽输送表明,造成此次川东暴雨的异常水汽来源于西太平洋经南海、东海、黄海的向北水汽输送和暴雨区北方的向南水汽输送,以及青藏高原的异常偏西风输送,孟加拉湾的水汽输送对异常强降水并没有明显的作用。大暴雨发生的前期,副高突然异常加强西伸。     

基于相空间重构的GA-SVR组合模型边坡位移预测研究

在传统支持向量回归机的基础上,考虑观测数据的混沌特性,通过对训练样本的相空间重构,并结合遗传算法在寻参上的优势,建立边坡变形的相空间重构GA-SVR组合模型。通过组合模型对某矿山边坡位移预测值与实测值进行对比分析,发现组合模型在预测精度上更具优势。     

川东北一次秋季暴雨的诊断分析

针对2012年8月30日~9月1日发生在川东北地区的一次暴雨过程,利用24小时加密雨量观测资料、NCEP再分析格点资料,采用Barnes滤波方法及天气学诊断方法,对此次暴雨过程进行了分析。结果表明:在高原槽后冷空气与副热带高压西北侧西南暖湿气流交汇的环境场下,中尺度低压是此次暴雨的直接影响系统;低空西南急流不仅为川东北暴雨提供丰沛的水汽,同时也为中尺度系统的形成、发展提供能量来源和有利的动力条件;大尺度环境场为暴雨提供水汽来源及能量,而中尺度系统在层结不稳定触发下释放潜热产生对流,并为水汽的辐合和向上输送做出贡献;低层辐合、高层辐散的散度配置,有利于暴雨的发生与维持。     

湖南地质灾害防治拉响集结号

自5月6日开始,暴雨频繁袭击湖南,暴雨引发的山洪地质灾害、城市渍涝给湖南多个市州造成巨大损失,持续降水致使湘江水位也再度上涨。据气象部门预测,湖南省将进入降水相对集中期,山洪地质灾害的预警及防治工作须时刻准备。地质灾害的防治措施得当,可以最大限度的降低地质灾害的损失。     

看国外大城市如何排水

日本是个台风多发吲家,台风季节首都圈地区也经常降暴雨．但东京却很少出现内涝、首先,尔京设有先进的降阿信息系统来预测和统计各种降雨数据,再进行各地的排水调度？其次．暴雨后东京路上不积水得益于人工建造的“川”？类似壕沟的“川”密布尔京都,排涝作用非常大,所有细小水道都通往“川”,再通过比“川”更深更宽的地下水道通入东康湾进海。     

以地壳运动整体观进行地震综合预测

“中国科学界应以地壳运动整体观和地震预测整体观进行地震综合监测与综合预测，走出中国地震预测预防自己的路子”。5月30日，在中国地质大学（北京）交流中心，地学哲学委员会发起的“汶川大地震给我们的启示”座谈会上，专家们的讨论异常热烈。     

夏季东亚副热带西风急流特征指数表征方法对比分析

为了能够给科研工作者和业务技术人员合理使用各种东亚副热带西风急流表征方法提供科学依据,利用1960～2009年NCEP/NCAR再分析资料和中国714个基准站20时(北京时)降水观测资料,归纳总结了以往夏季东亚副热带西风急流客观定量表征方法,并以2005年6～8月为例,进行了表征方法的数值反演和性能分析,结果表明:表征位置指数的方法有轴线法、EOF分解法、区域风速差法。轴线法定义合理且有明确的物理意义,方法简单易行、意义清晰、表现直观,适用于逐日实时监测和诊断分析。EOF分解法与区域风速差法适用于气候评估和季节诊断;表征急流强度的方法有区域风速法及中心强度法,均适应于逐日实时监测与环流观测,且对华北地区及长江中下游雨量多寡有较好的指示意义,方法计算简便、意义清晰、指示性好。同时还指出,业务工作者和科研工作者实际应用时应根据需求合理选择指数或者对指数进行适当改进。     

基于湖南CORS网的PWV时空变化分析及其在暴雨落区预报中的应用

针对2017-05-22~05-23湖南地区的一次暴雨过程，结合气温、气压等大气热动力条件，分析此次降雨过程的大气可降水量(precipitable water vapor，PWV)时空分布及其动态变化特征。研究表明，在水汽条件充足的情况下，降雨的形成需要强烈的水汽辐合上升作用，可以结合热动力条件来预判降水时间和强度；PWV与实际降雨量平面分布图的对比分析表明，PWV高值区和实际降雨落区基本重合，PWV时空变化分析对预测暴雨落区有一定的指示意义。     

利用卷积神经网络提取微博中的暴雨灾害信息

从社交媒体中挖掘灾害应急信息,能够有效帮助传统灾害管理获取实时、主题丰富的灾害信息,从而成为灾害应急管理的新手段。得益于深度学习在自动特征提取上的成就,本文研究了一种利用卷积神经网络对社交媒体中的灾害应急信息进行自动实时提取与分类的方法。首先,利用社交媒体数据和Word2vec模型,构建与灾害类事件相关的语料库并获得相应的词向量;其次,将词嵌入文本和相应的灾情类别作为卷积神经网络的输入,经过多分类学习得到分类模型,用以提取近实时灾害信息。以2012年“7.21北京特大暴雨”事件为案例,通过分类模型获得常见灾情类别的暴雨灾害社交媒体信息。该模型在测试集上的精度达到了90%以上,并且将模型运用于新爬取的2016年暴雨数据集上也得到了较好的表现,说明该模型在近实时自动提取灾害信息方面具有可行性。在对2012年分类结果进行时空分析结果表明,通过社交媒体获得的暴雨灾害主题信息符合灾害发展的规律,说明了利用深度学习提取社交媒体数据中的灾害应急信息的有效性和可行性,能够为实时灾害应急管理提供新的思路。     

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。     

InSAR在云南德钦县一中河泥石流物源汇集及失稳模式中的探究

针对传统方法难以定量描述大尺度泥石流形成机理的问题,提出一种联合SAR卫星影像相位信息和后向散射信息全面识别泥石流发育机制的方法,并使用该方法探究云南省德钦县一中河泥石流物源汇集及失稳模式.通过后向散射系数反演研究区土壤含水量的时空变化趋势,利用升降轨Sentinel-1 A数据获取坡表二维形变.结果表明,研究区土壤含...     

基于WRF模式的陕西两次区域性秋季暴雨的数值模拟

2005年陕西秋淋天气明显且偏晚,通过WRF模式对秋淋期间的两次区域性暴雨模拟结果显示,暴雨雨带走向、强降雨中心位置以及强降水出现的时间段等都与实况基本吻合,预报时效可达36-48小时;模式能成功地模拟出暴雨的主要影响系统和不同时段的风场演变变化.分析表明,利用该模式可以对不同类型暴雨进行机理分析和研究,能够作为未来客观预报陕西转折性天气和暴雨天气一种新的技术手段和工具.     

不同防风标准雨量计的观测差异

针对不同的防风标准在翻斗雨量计观测时对风场变形误差的防护作用,从降水总量随风速波动的变化、设备间的均方差及其相关系数和观测时间灵敏度等几个方面对观测数据进行分析。数据分析表明不同的防风标准翻斗式雨量计对风场变形误差的防护作用存在一定的差异,其中SMALLDIFR具有更高的时间灵敏性,在雨量比较大时,偏斜式雨量计更优。     

Analysis of typhoon wind hazard in Shenzhen City by Monte-Carlo Simulation

As one of the most serious natural disasters, many typhoons affect southeastern China every year. Taking Shenzhen, a coastal city in southeast China as an example, we employed a Monte-Carlo simulation to generate a large number of virtual typhoons for wind hazard analysis. By analyzing 67-year historical typhoons data from 1949 to 2015 using the Best Track Dataset for Tropical Cyclones over the Western North Pacific recorded by the Shanghai Typhoon Institute, China Meteorological Administration(CMASTI), typhoon characteristic parameters were extracted and optimal statistical distributions established for the parameters in relation to Shenzhen. We employed the Monte-Carlo method to sample each distribution to generate the characteristic parameters of virtual typhoons. In addition, the Yan Meng(YM) wind field model was introduced, and the sensitivity of the YM model to several parameters discussed. Using the YM wind field model, extreme wind speeds were extracted from the virtual typhoons. The extreme wind speeds for different return periods were predicted and compared with the current structural code to provide improved wind load information for wind-resistant structural design.     

内外因耦合预测1998年长江持续性特大暴雨的实践检验及其发生机理

特大暴雨的成因和预测,至今仍是世界性科学难点之一。然而,我们运用内外因耦合方法,对1998年长江发生的6次持续性大暴雨到特大暴雨过程,事先比较准确地报出了其中5次。特大暴雨的内外因耦合的原理是:特大暴雨必须在暴雨天气形势基本具备情况下,与月亮奇异位置时的非线性引力效应及其引潮力共振减压的触发相耦合而引起。两者缺一不可,其机理是:引潮力共振减压是在暴雨区上空施加一个异常的提升力,加强暴雨区的上升运动,引起水汽凝结潜热加速释放,形成中尺度系统,并且通过多次正反馈,导致暴雨区水汽凝结潜热的强烈释放,从而形成特大暴雨。由于引潮力共振严格取决于月亮奇异位置的发生时刻,即它是瞬时的和突然发生的,因而特大暴雨往往属于突发性的非线性现象是不足为奇的。     

独立变量频率法计算P—T大气稳定度频率及其误差分析与订正

本文把确定大气稳定度的因子:太阳高度角、云量和风速看作相互独立的变量,并用韦伯分布拟合风频,通过计算三个独立变量的频率的方法计算大气稳定度频率。成都地区实例计算表明,该法与传统的P-T法统计结果十分吻合,但却具有所需资料少,计算工作量小等明显优点,通过对该法的误差进行分析,提出合理的订正方法,得出精确的订正结果。并提出更精确的三参数风频拟合设想。通过与传统P-T法比较,指出了传统P-T法风速分级与实测风速整数取值之间的矛盾,给出了切实可行的解决方法。