Complex Site Effects in Thessaloniki (Greece): I. Soil Structure and Comparison of Observations with 1D Analysis

This paper presents a 2D model of the geological structure of Thessaloniki city and results of empirical and theoretical approaches for the evaluation of site response due to complex site effects. The construction of the 2D model is based on the available geophysical and geotechnical data in terms of the most important parameters needed to model site response. The well-known subsoil structure, despite the existence of some local uncertainties, gave the possibility to correlate the geometry and the dynamic properties of the 2D model with the results of site response determined from the analysis of one event in frequency and time domains and 1D numerical modelling. The study of site response shows the effect of the lateral variations on ground motion and suggests that the contribution of locally generated surface waves to the resonant peak may be important. In this case history, the limitations of the 1D approximation to simulate ground motion under complex soil conditions in both frequency and time domains are also shown. This paper lays the ground for a companion article dealing with 2D site effects.     

一次罕见飑前强降雹超级单体风暴特征分析

2009年6月5日,受一个飑线前超级单体雷暴的影响,上海部分地区出现了直径25—30mm的冰雹,随后,飑线尾随该超级单体扫过上海,造成大风、雷电和强降水天气。基于常规天气观测、多普勒天气雷达、风廓线仪和自动气象站等资料分析发现,该超级单体发生在东北冷涡西南侧的高空强冷平流与低空暖平流形成的强不稳定层结背景下,超级单体风暴发生、发展在飑线前的暖区中,经过由"热岛效应"和海陆风锋共同形成的低空辐合线时明显加强发展;该风暴呈现出"指"状、"楔"状、弱回波区(WER)等超级单体雷达反射率特征,"指"状回波处出现了中气旋的径向速度特征,具有标志大冰雹的三体散射长钉(TBSS)特征回波,通过三体散射长钉多普勒速度发现了大冰雹的下降区和增长区。分析还表明:东北冷涡西南侧横槽南摆导致中空降温,0℃层和-20℃层高度明显下降,为冰雹的空中增长提供较好的温度环境条件,较低的0℃层也保证冰雹在空中下落中融化较少。双风廓线仪对比观测表明,超级单体发展的低空风场环境中具有较大的垂直风切变和风暴相对螺旋度,中尺度对流系统与环境场的相互作用形成了有利于风暴发展和维持的正反馈机制。飑线前超级单体雷暴与飑线主体关系密切,起到类似"箭"与"弓"的引导作用,飑线主体的一部分进入超级单体所遗留下的"冷"区后明显减弱,东侧入海后也逐渐减弱,其余部分仍在发展加强;最终,强风暴逐渐减弱,超级单体特征也开始消失,飑线与之合并形成新的"人"字型中尺度对流系统,新的"弓"形回波带与原回波带相比移动方向发生右偏,因此,飑前超级单体在飑线主体移动和演变的临近预报中有重要指示意义。     

北京721特大暴雨极端性分析及思考（二）极端性降水成因初探及思考

本文是“北京7.21特大暴雨极端性分析及思考”的第二部分,第一部分“观测分析及思考”对此次过程的降水特点、水汽特点、中尺度对流系统（MCS）的环境场条件和发生发展过程进行了分析,指出这是一次极端降水过程。本文进一步从影响降水的因子：降水效率、水汽、上升运动、持续时间等方面进一步探讨极端性降水的成因,所用资料为业务中常用的模式分析和各种观测资料。分析表明,本次过程为典型华北暴雨环流形势,其中高层气流辐散区与低层低涡切变线的耦合是直接诱因;较高的环境相对湿度和湿层较厚,较低的抬升凝结高度和自由对流高度以及热带降水性质提高了本次过程的降水效率;异常大的水汽含量（可降水量达60－80mm）及与其相关的物理量异常,可作为判断极端降水的重要因子;环境大气具有中下层条件性不稳定,上层湿中性层结特性,CAPE值中等,同时上层干侵入增加了对流不稳定,有利于上升运动发展;低涡切变线及华北地形共同触发了MCS的在暖区生成发展;低涡北跳、MCS后向传播特性使暖区MCS东移速度慢,形成“列车效应”,造成降雨持续时间长。本文最后探讨了极端降水的预报思路。     

1967-2006年中国东南沿海盛夏降水强度变化特征分析

利用中国地面台站逐日和逐时降水资料,对中国东南沿海地区近40年(1967-2006年)盛夏(7-8月)降水强度变化特征进行了分析.逐日降水资料的分析结果表明我国东南沿海盛夏的降水量呈显著增加趋势,且主要是由日降水强度增强所致,日降水频次的贡献不显著.结合逐时降水资料的分析结果发现,东南沿海地区虽然降水日的平均降水时数显著增加,平均逐时降水强度也显著增强.通过按降水持续时数确定的降水事件分类分析发现,短持续降水(≤4h)平均小时强度显著增强,具体表现为弱小时强度降水减少和强降水增多.长持续性降水(≥15h)平均小时强度减弱,但降水频次增加.由于长持续性降水的平均小时降水强度远大于短时降水平均小时强度,对整体小时强度增强是正贡献.总之,我国东南沿海盛夏平均降水强度增强主要来自长持续性降水频次的增多、短时强降水频次的增多和短时弱降水频次的减少.     

1951-2008年辽宁冰雹的时空分布特征

选取1951-2008年辽宁省56个站气象资料和中国气象灾害大典等资料,对冰雹时空分布进行了统计分析。结果表明：辽宁冰雹日数以山地为最多,丘陵次之,平原和沿海最少。移动路径基本与山脉、河流、海岸线等地形走向一致。冰雹具有明显的季节变化,主要出现在4-10月。5-6月为冰雹多发期,6月为最多,5月次之。近30a辽宁省年冰雹日数呈减少趋势。冰雹发生主要集中在中午至傍晚。辽西走廊、辽宁中部平原及辽东半岛南部大连地区为冰雹灾害重点防御区。产生冰雹的天气系统按高空形势分类主要有4种：冷涡、冷涡后部横槽、高空槽和槽后西北气流,对应地面形势多为低压冷锋。     

下垫面对雹云形成发展的影响

利用中尺度模式WRF(Weather Research and Forecasting)对2005年5月31日发生在北京地区的一次强冰雹天气过程进行了数值模拟研究,并与观测的雷达回波、冰雹云移动路径和冰雹落区进行比较,在此基础上探讨了城市和农田两种下垫面对雹云的影响。结果表明,由于"城市热岛"效应的作用,城市下垫面的地面感热通量显著增加,有利于雹云的发展增强和大冰雹的形成,使地面累积降雹量增加,但对雹云移动路径影响不大。农田下垫面具有较大的潜热通量,局地蒸发强,有利于大量小冰雹的形成,云中冰雹含量增加,但降雹强度较弱,地面累积降雹量小。     

Comparison of the return period for landslide-triggering rainfall events in Japan based on standardization of the rainfall period

The intensity of rainfall events with potential to cause landslides has varying temporal characteristics. In this study, the time at which the 72-h accumulated rainfall reached its maximum was used to standardize the period of rainfall measurement. The proposed standardization of the rainfall period was used in conjunction with the return level of rainfall intensity, obtained from intensity–duration–frequency curves, to investigate rainfall intensity anomalies associated with 10 hazardous rainfall events that triggered numerous landslides at the regional scale in Japan. These landslides included shallow landslides in volcanic and non-volcanic areas, as well as deep-seated landslides. The rainfall events that triggered the shallow landslides were divided into two types: downpours that repeatedly reached close to the 100-year return level within approximately 3–4 h, and accumulated rainfall that reached close to 200–400 mm over longer time intervals but within 72 h. Lithological differences seemed unrelated to the differences between the two types of shallow-landslide-triggering rainfall; however, precipitation >1000 mm was necessary to trigger deep-seated landslides. Although the characteristics of the hyetographs differed markedly among the landslide-triggering rainfall events, all the landslides could have been triggered when the mean rainfall intensity reached the 100-year rainfall level during the standardized period. Thus, the landslide trigger can be evaluated indirectly based on the increase in the return level of the mean rainfall intensity, which could provide a means for estimating the time of landslide occurrence.     

青藏高原东北侧冰雹微物理过程模拟研究

以青藏高原东北侧及毗邻地区诱发冰雹灾害的东移短小切变线天气过程为研究背景,采用中国科学院大气物理研究所三维冰雹云分档模式,用MM5V3中尺度气象模式提供冰雹云模拟研究所需的环境大气状况,模拟研究了冰雹形成和增长的微物理过程。结果表明：模式再现了当时冰雹、大风及暴雨的实况;中尺度水分和动力条件是冰雹形成和增长的重要因素,它们决定了冰雹云的强度和冰雹的大小;冰雹形成和增长过程中的微物理过程决定了冰雹云的消亡,冰雹在空中形成的潜热释放延长了降雹的时间;云中冰雹发生、增长的主要区域和云内上升气流配合良好,是防雹消雹的主要范围。     

西北地区东部冰雹云的卫星光谱特征和遥感监测模型

根据气象台站的冰雹观测记录,针对冰雹灾害多发的西北地区东部,选取2001—2004年间14次NOAA卫星过境的AVHRR资料,共88个样本数,对冰雹云和其他云的光谱特征进行对比分析。结果表明,雹云的热红外亮度温度的变化基本在245K以下,中红外波段反射率相对较低,基本变化在0.4及以下范围,可见光和近红外波段反射率>0.6。冰雹产生的两个重要条件是高的云光学厚度和大的云粒子有效半径共同发生的区域;西北地区冰雹发生的云顶高度基本在4.5～7km之间。根据雹云的光谱特征,确定雹暴指数及其模型阈值>0.35的冰雹监测方法,多普勒雷达回波和气象站观测结果说明,雹暴指数等多参数结合判别冰雹云效果显著。     

甘肃时段暴雨主要统计参数的水平分布规律研究

甘肃是一个干旱同时又是暴雨多发的省份。通过介绍与暴雨关系密切的甘肃自然地理概况,选用甘肃境内及其周边700个雨量站的观测资料,在统计计算10min、60min、6h、24h、3d这5个时段在每个时段的多年平均时段最大暴雨量和变差系数的基础上,研究了5个时段的两个主要统计参数在甘肃省境内的水平分布规律。对甘肃及其周边干旱地区的公路铁路建设、暴雨洪水集蓄利用、水土保持和防洪减灾等具有重要意义。