基于气象干旱综合监测指数(MCI)的陕西省干旱灾害风险评估与区划北大核心CSCD

利用陕西省94个国家气象站1961—2018年逐日气象资料,根据干旱灾害气候背景和社会经济环境,结合灾害风险评估相关理论方法,选取致灾因子危险性、孕灾环境脆弱性、承灾体暴露度、防灾减灾能力4个方面指标,建立干旱灾害风险评估指数,基于GIS平台,对陕西省不同季节进行干旱灾害风险区划。结果表明:(1)陕西各区域干旱致灾因子危险性季节差异明显,陕北北部除夏季外各季节干旱危险性较高,关中地区易发生伏旱。陕南的汉中各季节干旱危险性均较大,安康东部和商洛各季节干旱危险性则较小。(2)春季、夏季和秋季,陕南的汉中平原及安康的汉江河谷地带,关中的西安和渭南地区,陕北北部榆林地区为干旱孕灾环境高脆弱性区或较高区;冬季陕南大部、秦岭地区的高脆弱性区较其他三季范围有所减小;海拔较高的秦岭山地,关中平原和陕北北部各季节皆为低脆弱性或较低脆弱性地区。(3)承灾体暴露度的高风险区主要分布于关中地区。(4)全省抵御干旱风险能力最高地区为陕北黄河沿线、关中各地的城镇地区。(5)干旱灾害综合风险的高风险区主要在陕南巴山地区、秦岭南北两侧、陕北南部,陕南汉江平原、关中平原及陕北延安、榆林等地为干旱较低、低风险区。     

西南地区秋季干湿时空变化特征及其成因分析

利用西南地区97站1960—2009年的日平均气温、降水量资料计算干湿指数,分析了西南地区秋季干湿、降水、气温的时空变化特征,并使用再分析资料探讨其异常的大气环流特征。结果表明:西南地区秋季在1980年代末期出现干旱化趋势,21世纪初干旱化趋势明显,其中以东部干旱化趋势显著。西南地区秋季干湿变化存在全区域一致和东、西部相反变化两个主要异常模态,而且干湿异常的空间模态主要由降水异常决定,其演变则受气温的影响更明显一些。全区域一致变化的模态与前期夏季西太平洋暖池附近海温以及同期西太平洋副高、东亚大槽、南支槽有关,并且此模态对应的偏干年基本上均是高温和少雨共同作用造成的,而偏湿年则有低温偏湿和多雨偏湿两种类型。东、西部相反变化的模态与垂直运动和东部低层的南、北风异常有关。      

1971—2018 年陕西省人体舒适度时空分布特征研究

根据陕西省 94 个气象观测站 1971—2018 年逐日气象资料，对人体舒适度指数（I_CHB）时空分 布特征及其影响因子权重进行了统计分析。结果表明：（1）陕西近 48 a 省 I_CHB 呈现显著上升趋势， 线性趋势达到 0.07?a^-1，陕北、关中和陕南地区年际变化与全省变化趋势基本一致。四季 I_CHB 变化均 呈上升趋势，其中春季上升趋势最为显著，冬季次之，秋季最低，四季I_CHB 在 2000 年以来增幅减缓。 各区四季 I_CHB年际变化与全省趋势一致，各区I_CHB 夏季差异最小，冬季最大。I_CHB 月变化呈单峰型，1 月最低，7 月最高。（2）陕西各地 I_CHB介于 26～52 之间，体感属于冷、凉和凉爽等级。I_CHB 空间分布差 异显著，陕南地区最高，其次是关中，陕北地区最低。四季 I_CHB 分布特征与全年分布特征相似，均呈 现自北向南逐步升高的趋势。（3）R/S 分析预测未来气温将升高，风速则呈减少趋势，I_CHB 将继续升 高，四季气候舒适性将发生改变。（4）温度（湿度、风速）与 I_CHB 存在显著的正（负）相关关系，温度和 风速是影响陕西省I_CHB的最主要因子，且二者影响程度基本相当，湿度主要通过温度影响 I_CHB。3 个 地区温度的正影响和风速的负影响均较大，关中地区 3 个要素之间互相影响较大；陕北和陕南地区 各要素之间互相影响较小，对 I_CHB的直接影响较大。     

基于GIS的中国西南地区覆冰气象条件评估

采用中国西南地区(95°~110° E、 25°~35° N) 96个常规气象观测站1961年1月1日至2009年12月31日逐日气象要素资料提取覆冰相关要素, 利用1 km×1 km DEM资料通过GIS技术建立经度、 纬度、 海拔高度3个宏观地形因子以及坡度、 坡向和开放度3个微观地形因子的数据库, 通过三维二次趋势面的逐步回归方法, 在ArcMap/Info中进行与覆冰有关的气象要素栅格空间化, 在此基础上按照轻、 中、 重三个级别建立了各级覆冰模型并划分了覆冰风险分布. 结果表明: 满足覆冰条件日数序列在2000年以来呈显著上升趋势, 覆冰灾害发生的可能性增大. 一般来说, 宏观地形因子对气象要素的分布影响较大, 相对湿度模型和日照时数模型通过微观地形因子订正后, 精度有所提高. 通过模型得到的西南地区覆冰风险分布图能够较为精确的模拟出西南地区覆冰的风险分布, 与实际情况相符.     

基于Logistic回归的陕南秦巴山区降雨型滑坡预测方法

通过建立陕南秦巴山区降雨型滑坡灾害数据库,分析了不同降雨因子的雨强分布,计算了降水突发型滑坡灾害、降水滞后型滑坡灾害的雨强与滑坡发生概率的相关系数,采用Logistic回归方法确定不同时效降雨因子,得到陕南秦巴山区降雨型滑坡预测模型,并利用滑坡灾害实例,运用ROC曲线和kappa系数法对模型进行了验证。结果表明：滑坡前第m日降雨量R_dm(m=0,1,2)及综合雨量R_c四个降雨因子为诱发降雨型滑坡较为显著的因子。当降雨强度≥75 mm·h^-1时,最易引起突发型滑坡;当连续降水达到2 d,且24小时雨量达到小雨或中雨时,应警惕滞后型滑坡灾害的发生。模型预测准确率达82.1%,ROC曲线的AUC值为0.836,kappa系数为0.616,验证结果显示该模型可靠。研究成果可作为陕南秦巴山区降雨型滑坡预报预警研究工作的重要参考。     

陕西省季节变化特征研究

利用陕西省98个气象台站1961—2017年的逐日平均气温资料,以GIS为数据处理平台,分析了全省四季起始日期、长度、平均气温及其相应变化趋势。结果表明：陕西省四季入季时间呈春夏提前、秋冬推后的特征,春、夏季气候倾向率分别为-19 d/10 a和-07 d/10 a,而秋冬季分别为01 d/10 a和09d/10 a;四季持续时间冬季最长,秋季最短,春、夏两季长度相当;近57年来陕西省春、夏和秋季持续时间延长,冬季缩短,四季长度倾向率分别为09 d/10 a（春季）、08 d/10 a（夏季）、08 d/10 a（秋季）、-25 d/10 a（冬季）;1960—2000年代,四季起始日期及长度波动较大。21世纪以来,陕西省入春、入夏时间较常年提前,春、夏季长度明显延长;秋季起始的日期明显向后移动,且结束时间也后延;入冬时间推后,结束时间却在显著提前。     

西安市温室气体浓度变化规律研究

利用陕西省气象局长安大气科学实验基地(简称秦岭基地)2013年7月—2015年12月温室气体在线连续监测数据及同期气象观测数据,计算分析了两种温室气体(CO_2和CH_4)平均浓度日、月、季变化特征以及气象因素对温室气体浓度变化的影响。结果表明:(1)CO_2和CH_4平均浓度的日变化分布表现为下午低,早晨高的单峰型形态;月变化为明显的两头高中间低;(2)春、夏、秋三季大气中CO_2平均浓度日变化呈较为明显的单峰型,尤以夏季振幅最大,且全天浓度值为各季最小;而冬季CO_2全天浓度值整体高于其他三季。CH_4冬季日平均浓度最高值出现时间略滞后于其他三个季节,春夏两季变化趋势基本同步;(3)CO_2和CH_4采暖季及非采暖季的变化规律与各季节的变化规律极为相似;(4)CO_2和CH_4平均浓度随地面风速的增加而降低,冬季随地面风速的增加降低幅度最小,白天随风速下降的幅度大于夜间;气温越高,CO_2的降低幅度越大,而CH_4则随着气温的升高出现先增加后降低的趋势。     

陕北沙漠边缘区风速均一性检验及其重现期计算

以陕北沙漠边缘区6个气象站自建站至2013年的年平均风速和最大风速序列为研究对象,分析了各序列的线性倾向趋势,采用t-检验法以及对台站历史沿革的详查,对各站点风速序列进行均一性检验,并对非均一序列应用方差法和比值法等数理方法进行订正,分析了重现期最大风速变化和序列的频率分布。结果表明:陕北沙漠边缘区各气象站年最大风速全部呈显著递减趋势;定边站、靖边站、横山站和榆阳区站年平均风速于2003—2004年间分别出现了间断,并且与其更换测风仪器时间同步;订正后年最大风速在间断点后较原始序列都有较大幅度的增大,定边站订正前、后年最大风速主要分布区间增大,主要集中在(18,22]m/s区间;订正的序列与原始序列的50年一遇风速差别不大,但是在大型工程设计和工程气象专题评估时,应考虑适合工程应用的气象站测风资料和订正方法。     

CHARACTERIZATION AND CAUSAL ANALYSIS OF TEMPORAL AND SPATIAL VARIATION IN DRY-WET CONDITIONS IN AUTUMN IN SOUTHWEST CHINA

Based on the daily precipitation and temperature data of 97 stations in Southwest China(SW China) from1960 to 2009, a dry-wet index is calculated. The spatiotemporal variation characteristics of dry-wet conditions,precipitation and temperature are studied. Then the abnormal atmospheric circulation characteristics are discussed using reanalysis data. The results show that SW China has exhibited an overall trend of autumnal drought since the late1980 s, and this drought trend became more significant early in the 2000 s, especially in the eastern SW China. Autumnal dry-wet variation in southwestern China showed two major modes: consistent change across the entire region and opposing changes in the eastern and western regions. The spatial distribution of dry-wet anomalies was more significantly affected by precipitation, while temporal variation in dry-wet conditions was more strongly influenced by temperature. The former mode is affected by the anomalies of the precedent SST near the Western Pacific Warm Pool,the Western Pacific Subtropical High, the East Asian Trough and the South Trough. The latter mode is related to the wind anomalies in the eastern SW China and the vertical movement in the western and eastern SW China. These are the main influencing factors for the autumn dry-wet variation in SW China, which are of great significance to the prediction of drought.     

基于水土耦合机制的流域滑坡预报研究

降水诱发型滑坡灾害涉及水文与土壤失稳过程,是个非常复杂的预报难题。本研究应用CRESLIDE(Coupled Routing and Excess Storage and Slope-Infiltration-Distributed Equilibrium)模型,研究基于水土耦合机制的流域滑坡预报。模型输入格点降水由基于流域逐小时加密雨量站的反距离权重法插值获取;基于GIS、DEM和遥感技术,提取滑坡流域下垫面信息;采用分布式水文模型CREST模拟预报出滑坡研究区域的流域水文过程,作为中间变量驱动滑坡模型SLIDE,实现降水诱发型滑坡的预报。选择陕南月河流域2012年7月3—5日降水诱发型滑坡过程进行模拟预报,验证模型的适用性。结果表明,基于CRESLIDE模型的流域水土耦合滑坡预报模型在滑坡时空预报上表现稳定;通过ROC曲线分析CRESLIDE模型取得的特异性(87.8%)和敏感性(52.9%)均较好;本研究基于流域水土耦合机制研究滑坡机理预报,耦合了流域水文过程与土力学过程,使得流域水文模拟更为合理,在滑坡的预报与早期预警中表现良好,对同类滑坡预报有一定的借鉴意义。