明清时期宝鸡地区旱涝灾害链及其对气候变化的响应

通过对明清时期宝鸡地区旱涝灾害资料的统计和整理,利用滑动平均、累积距平及小波分析等方法探讨分析了1368-1911年宝鸡地区旱涝灾害链及其对气候变化的响应。结果表明：① 1368-1911年,宝鸡地区共发生297次旱涝灾害事件,其中旱灾和涝灾分别发生191次和106次,占旱涝灾害发生总次数的64.31%和35.69%。② 宝鸡地区旱涝灾害具有较为明显的阶段性特征,1368-1644年为偏旱阶段,1645-1804年为旱涝灾害波动阶段,1805-1911年为偏涝阶段,整体上呈现出干旱—湿润期的交替特征。旱涝灾害在时间尺度上大致存在70年、110年和170年左右3个振荡周期,与太阳黑子活动周期相对应。③ 旱涝灾害具有显著的空间差异性特征。渭河流域以北、以东地区既是旱灾的多发区,也是涝灾的多发区。④ 明清时期宝鸡地区旱涝灾害链的相继发生是对全球气候变化的响应。18世纪60年代以来,全球气候环境变化导致极端旱涝灾害事件频繁发生。     

千河流域近540 a来旱涝灾害变化规律研究

 通过收集整理千河流域1470-2009年旱涝灾害资料,结合滑动平均、累积距平,以及小波变换处理等方法,分析了千河流域近540 a来旱涝灾害变化规律。研究结果表明:千河流域旱涝灾害交替频繁,具有明显阶段性与周期性规律。通过11 a滑动平均和累积距平分析,可以将千河流域历史旱涝灾害分为3个阶段,在此基础上,又可分为7个明显的偏旱或偏涝时期。另外,由小波分析得出,千河流域近540 a来的旱涝灾害具有明显的周期变化,并且与太阳活动周期有着密切的联系。而且千河流域历史旱涝灾害的发生与我国西北地区,尤其是关中地区旱涝灾害发生规律具有明显的相关性。这对了解千河流域旱涝灾害发生规律和制订防灾减灾措施等具有重要的现实意义。     

1736-1911年中国水灾多发区分布及空间迁移特征

重建历史时期极端气候灾害的时空格局,对于认识当前和未来的灾害演变趋势,辨识灾害高风险区,更好地应对气候变化的挑战具有重要意义。本文基于《清史·灾赈志》中的历史水灾记录,以县级政区为单元,逐年提取了1736-1911年间中国境内的8582个水灾发生地点;利用核密度估计法对这一时期及3个特征时段(1736-1795、1796-1850和1851-1911年)的水灾空间分布特征进行分析,并结合风险理论框架讨论水灾多发区的分布及迁移的影响因素。主要结论如下：①1736-1911年水灾多发区主要集中在华北平原北部的海河、黄河下游,淮河下游,长江中下游三大平原及沿江地带,与现代分布格局存在一定差异;②华北平原北部是清代水灾最为集中的区域,这与当时华北平原降水偏多有关,而进入19世纪后,当地社会经济系统的高脆弱度也大大加重了灾情;特别是1855年黄河改道后,因政府应对不力,使得1851-1911年间鲁西北地区沿黄河下游河道出现一个条带状水灾多发区;③19世纪长江中下游地区水灾频次激增,其原因除梅雨变化导致的极端降水事件增多外,人类不合理的农业开发活动大量挤占湿地和水体,也在相当程度上增大了当地面对水灾时的物理暴露度。     

区域洪水灾害风险格局演变分析——以马来西亚吉兰丹州为例

准确了解区域洪水灾害风险演变状况及规律,对于洪水灾害预警与管理具有重要意义。本文利用1990年和2000年洪水灾害风险等级数据和风险指数数据,分析了10年来区域洪水灾害风险演变规律。研究表明:(1)1990~2000年10年之间,研究区的洪水灾害风险在空间分布格局及时间演变过程上都发生了显著变化。(2)高风险区与较高风险区的面积在增加,较低风险区、中等风险区的面积在逐渐减少,这是区域洪水灾害风险等级结构变化最突出的特征。(3)区域洪水灾害风险等级之间的不对等转化是各种风险等级结构特征发生实质性变化的主要原因。(4)2000年区域洪水灾害风险较1990年高,整个区域洪水灾害风险在增加,但局部地区洪水灾害风险变化不一。(5)区域洪水灾害风险演变的本质就是风险等级类型结构和功能的自组织,对于揭示洪水灾害演变的普遍现象和机制具有重要意义。     

新疆春夏洪灾受灾面积长期变化趋势及其对农作物的影响

选用新疆1950-2006年84个县2038条洪水灾害资料,以春夏3～8月洪灾受灾面积为研究对象,用最小二乘法与二阶主值函数分析各月受灾面积的长期变化趋势,非参数化秩统计量做趋势的显著性检验,计算累计距平值判定时间序列的拐点,以拐点前后的变差系数比较受灾面积振幅的变化,采用morlet小波分析其振荡周期发现,春季3～5月农作物苗期是融雪洪水多发季节,洪灾受灾面积占全年的37%,各月受灾面积均有长期增加的趋势.其中,春季洪灾高发期的5月增加趋势十分显著,平均每年增加2.01%,是春季农田防洪的重点时期.夏季6～8月各种农作物的旺盛生长期,是暴雨洪水的频繁发生期,受灾面积占全年的60%,夏季各月洪灾受灾面积均有长期增加的趋势,其中,洪灾高发期的6、7月增加趋势十分显著,7月平均每年增加2.13%,6月增加1.86%,因此6、7月是夏季农田防洪的重点时期.另外,洪灾高发期的5、6、7月存在12～15年、5～7年的振荡周期,以及2～3年的小扰动,各类周期振荡在拐点之前比较弱,之后振荡较强.其中,春季3、4、5月拐点在1984年,夏季6、7、8月拐点分别在1974.年、1986年和1988年.同样以拐点为界,之前是洪灾少发时期,之后即开始处于洪灾频发期气候背景上的年代际与年际尺度振荡,另外,拐点前后平均受灾面积相差很大,增幅在58%～164%之间.     

关中地区公众气候变化感知的时空变异

公众对气候变化的感知是制定有效适应策略的基础。通过问卷调查和实测数据对比的方式,揭示了关中地区居民对当地气温和降水变化的感知差异。结果表明:(1)从总体趋势上,居民对温度、降水的感知与实测数据相对一致。在温度、降水变率较大的时段,居民的感知差异也较大;(2)关中东、西部地区居民对当地温度的感知强度均随年龄变小而在波动中呈上升趋势,中部地区则相反;对当地降水的感知强度,中、西部在波动中呈下降趋势,东部地区则相反;(3)居民的感知变化与实测数据的变化具有偏差。与实测的数据对比,居民的温度变化感知一致率东、中、西部分别为37.5％、75％、37.5％,而对降水变化的感知的一致率均为50％。     

南疆近60年来洪灾时空变化特征分析

对南疆洪灾时空变化特征进行深入分析。结果表明:①南疆洪灾,在20世纪50~70年代发生频次较低,自1980年开始显著上升。洪灾年内主要集中在3~9月,其中7月频次最多为7.8次。春季发生融雪型洪灾,夏季以暴雨洪灾和暴雨融雪型洪灾为主。②阿克苏和喀什是南疆洪灾频次最多,暴雨洪灾持续时间最长的地区,巴州是暴雨洪灾频次及持续时间增长速度最快的地区。③阿克苏和喀什属于重洪灾区、巴州属于中洪灾区、克州与和田属于轻洪灾区。④洪灾损失随着工农业生产总值的增长而增加,而且增长速度比经济增长速度快,建议加大防洪投入力度,建设控制性水利工程。     

灾害链灾情累积放大研究方法进展

近年来全球范围内频发的重大自然灾害事件,表明一种灾害引发一系列次生灾害的灾害链现象使得灾情通过累积放大效应而大大超过单一灾种灾情,深入研究灾害链灾情累积放大过程是有效防范巨灾风险的前提.首先,本文梳理了国内外研究中不同视角下对灾害链现象的理解,认为灾害链一般性概念中应当包含孕灾环境、致灾因子链、承灾体以及它们在时间和空间上复杂相互作用关系,只有从地理学的综合性角度出发,才能正确而完整的理解灾害链过程灾情累积放大机制.其次,按研究思路的差异,综述了当前研究灾害链灾情累积放大过程的5 类方法,包括经验地学统计方法、概率模型、复杂网络模型、灾害模拟以及多学科理论方法.从描述灾害链要素在时间和空间上复合作用的角度出发,分别讨论了它们在刻画灾害链灾情放大过程中的优势与不足.选取了影响较大、灾害引发关系典型的地震灾害链与台风灾害链,从灾种维度综述上述几种方法在实际应用中的概况及进展.最后,提出综合多种方法发展与完善灾害链灾情累积放大效应过程的动态模拟是灾害链的研究趋势,其中关键在于模拟灾害链系统各要素的时间与空间上的耦合,研究思路从“静态—描述—解释”向“动态—过程—模拟”的转变是理解灾害链、灾害系统复杂性的重要途径.     

黄河中上游流域夏季异常降水的变化特征及环流分析

 从中国气象局信息中心提供的全国地面台站逐日观测资料中选取黄河中上游流域66 个台站资料,结合NCEP/NCAR再分析资料,运用小波分析等统计方法,对黄河中上游流域夏季降水异常的变化特征、周期分布及影响降水的因子进行分析,研究结果表明：（1）流域旱涝年夏季降水空间分布上差异显著,易涝区位于河套平原,易旱区位于黄土高原东北部;（2）1960-2008年,流域夏季降水量线性趋势变化不明显,但年际间波动较大,多雨年少雨年相间出现,近50 a中降水整体呈现平稳—少雨—多雨—平稳—多雨—少雨的过程;（3）黄河中上游流域降水变化周期复杂多样,总体以2 a周期振荡为主,异常少雨年多表现为9 a周期振荡,异常多雨年多表现为15 a周期振荡,且流域主周期的空间分布可能与地形地貌、海拔高度及流域分布等地理因素有关;（4）丰、枯雨年环流形式差异显著,影响流域降水的环流系统有季风,西太平洋副高,温带气旋及贝加尔湖低压。     

1961-2010年长江中下游地区农业洪涝灾害时空变化

为揭示长江中下游地区农业洪涝灾害的发生、分布及时空演变特征,基于1961-2010年研究区内426个气象站点的逐日降水数据,以湖北省单站洪涝等级标准为初始指标,对该指标临界值在-50~100 mm范围内进行同步增减,结合该区7省（市）的洪涝历史灾情记载和农业洪涝受灾面积,采用逐步剔除的方法筛选指标,构建分省农业洪涝等级指标并验证指标的合理性,分析该区近50年农业洪涝灾害的时空变化。结果表明：① 近50年长江中下游地区的农业洪涝灾害发生总体呈增加的趋势,但不同区域和不同年代际差异明显;② 20世纪60年代至80年代农业洪涝发生次数相对平稳,90年代洪涝明显增多,21世纪初洪涝又相对减少;③ 区域农业洪涝灾害明显呈现出江南多、江北少的分布特征。农业洪涝多发区主要集中在江西中北部、江汉平原、浙江沿海,以及安徽、江西和浙江三省交界地带。     

北美洲干旱灾害应对策略及其对中国的启示

在全球气候变化背景下,各地极端气候事件有上升趋势。其中以洪涝和干旱灾害对人类生活的影响最大、最频繁。在长期应对干旱灾害的经历中,北美洲各国逐渐形成了较为完善的干旱灾害应对模式,通过立法、风险管理、制定干旱计划、工程措施与非工程措施相结合等多种手段降低干旱灾害带来的损失。通过文献查阅与综述方法,结合北美洲国家相关网站介绍...     

Constrction of watershed flood disaster management information system and its application to the catastrophic flood of the Yangtze River in 1998

lintroductionFlooddi~rbringsaboutgreatdamagestopropellesandseriouslossoflives.InChina,onetenthofterritory,500billionPeople,3300X104haofculhvatedland.morethan100largeandndddiecihesand70%ofindusthalandagricultoloutputvaluearethreatenedbyfloodings'l.Watershedflooddisastermanagementconcernsmonitoringandforecastingflood,assessingtheflooddamageandfloodcontrolanddiSasterreduchondecision-makinginthescopeofthewholewatershed.RemotesensingandGeographicalinfonnahonSystemarepowerfultoolstoconstIUctWate…     

1735—1911年汉江流域季节旱涝等级序列的重建与特征分析

基于汉江流域雨雪分寸等史料记录的特点,以发生地区、影响程度和持续时间为衡量标准,提出了利用史料重建汉江流域季节旱涝等级序列的方法,重建了1735—1911汉江流域7府（州）四季的旱涝等级序列,据此分析了各府（州）1735—1911年季节上的旱涝变化特征。结果表明：① 汉中府、兴安府、商州和南阳府有更多的春季、夏季、冬季偏旱年,而郧阳府、襄阳府和安陆府有更多的春季、夏季偏涝年和秋季偏旱年;② 夏季和秋季旱涝等级的波动明显,而春季和冬季旱涝等级的波动较小;③ 年代际尺度上来看,汉江流域,1820s—1840s偏涝,1850s、1870s偏旱;④ 影响较大的季节连旱事件多发生在19世纪,而影响较大的季节连涝事件多发生在夏季和秋季。这一研究,对汉江流域定量化气候研究具有一定的价值,也为汉江流域未来的降水变化研究提供了数据支持。     

近44 a宁夏严重干燥事件对气候变暖的响应

 利用1961—2004年宁夏20个测站逐日降水资料，分析近44 a来不同时间尺度严重干燥事件对气候变暖的响应特征。结果表明：宁夏发生严重干燥事件的频次高，持续时间长，自北向南逐渐减少。冬季出现频次远高于其他季节，跨季节出现最多的是秋冬两季和秋冬春三季；在川区春小麦和山区冬小麦生长的农事关键期，严重干燥事件频发对其生长造成严重影响，夏季偶发的严重干燥事件会导致严重的旱灾发生；小波分析表明，严重干燥事件存在8 a左右的振荡周期。在全球气候变暖背景下，发生严重干燥事件的次数明显增多，尤其是n≥90 d的严重干燥事件在20世纪90年代中期明显进入增多阶段，目前正处于高发时段，进一步印证了极端干旱气候事件频发的事实。     

安徽淮河流域洪涝灾害防灾减灾能力评估

采用层次分析法并融合专家意见,遵循客观性、数据获取便利性、指标量化可行性并突出主导因素等原则,构建综合防洪除涝能力、监测预警能力、抢险救灾与恢复重建能力以及灾害管理能力的洪涝灾害防灾减灾能力综合评估指标体系,对安徽淮河流域各县市洪涝灾害防灾减灾能力进行评估.评估表明:蚌埠市防灾减灾能力最高,其次为难南市、淮北市,再次为...     

Expansion of the northern hemisphere subtropical high pressure belt: trends and linkages to precipitation and drought

A critical issue in research concerning long-term climate change is the relationship between circulation features and global temperature variations. We establish that the annual areal size of the northern hemisphere subtropical high pressure belt (SHPB), as defined by seven 500-hPa height isohypses, shares over 70% of the variability with global annual near-surface air temperature since 1948. The area enclosed by the 5850-m isohypse of the 500-hPa surface in the northern hemisphere has more than doubled since the 1950s, with greatest increases over northern Africa, the Middle East and India. A long-term historical run of a coupled global climate model shows rapidly increasing SHPB annual sizes, since the mid-1970s. Since the SHPB’s descending air produces increased aridity, SHPB expansion may transition humid regions to more arid lands. To examine this aspect, first, variations in recorded precipitation using a gridded database for the region experiencing expansion of the SHPB show a decrease in precipitation (though significant only at the 88% confidence level) over the last 60?years. Second, variations in a 0.5° spatial resolution monthly drought index, the Standardized Precipitation Evapotranspiration Index, are highly correlated (+0.78) with annual variations in the area enclosed by the 500-hPa height isohypses. These results support those of previous investigations that suggest further northward expansion of the northern hemisphere subtropical dry zones with continued global climate change.     

甘肃省农业干旱灾害损失特征及其对气候变暖的响应

随着全球气候变暖,干旱频次和强度增大,粮食生产与安全面临严重的挑战。利用1960-2012年甘肃省农业干旱灾情和气象资料,分析不同干旱程度的农业受灾率、成灾率和绝收率变化特征,并构建了农业干旱灾害风险指数(农业干旱综合损失率),揭示了甘肃农业干旱灾害损失特征及其对气候变暖的响应,讨论了关键时段气象条件对灾害损失的影响,阐述干旱灾害损失在气温和降水气候态中的分布特征,模拟出农业干旱受灾程度的气象阈值,并对未来情景下干旱灾害风险进行预测。结果表明:甘肃省近50多年农业干旱灾害范围、程度和频次均呈增加趋势,粮食受干旱灾害减产的风险加大。受灾率、成灾率、绝收率和综合损失率均呈明显上升趋势,尤其是20世纪90年代气温突变以后干旱灾害损失增大的趋势更明显。21世纪00年代干旱增幅最大,干旱受灾率、成灾率、绝收率和综合损失率均高于全国平均水平。多年平均综合损失率为10.8%,约为全国平均值(5.1%)的2倍。气温和降水量是甘肃农业干旱灾害损失的关键致灾因子,并且关键时段降水量和气温对干旱灾害的影响比全年平均值更加明显,年降水量每减少100 mm,综合损失率增加5.6%。年平均气温每升高1 ℃时,综合损失率增加6.3%。年平均气温6.45 ℃和年降水量460 mm是干旱高风险的临界值。未来气候变暖情境下,甘肃综合损失率增幅将可能达到1.85倍,气候变暖导致农业干旱灾害风险加大。     

三江源地区1961-2010年降水时空变化(英文)

Based on a monthly dataset of precipitation time series (1961-2010) from 12 meteorological stations across the Three-River Headwater Region (THRHR) of Qinghai Province, China, the spatio-temporal variation and abrupt change analysis of precipitation were examined by using moving average, linear regression, spline interpolation, the Mann-Kendall test and so on. Major conclusions were as follows. (1) The long-term annual and seasonal precipitation in the study area indicated an increasing trend with some oscillations during 1961-2010; however, the summer precipitation in the Lantsang (Lancang) River Headwater Region (LARHR), and the autumn precipitation in the Yangtze River Headwater Region (YERHR) of the THRHR decreased in the same period. (2) The amount of annual precipitation in the THRHR and its three sub-headwater regions was greater in the 1980s and 2000s. The springs were fairly wet after the 1970s, while the summers were relatively wet in the 1960s, 1980s and 2000s. In addition, the amount of precipitation in the autumn was greater in the 1970s and 1980s, but it was relatively less for the winter precipitation, except in the 1990s. (3) The normal values of spring, summer, winter and annual precipitation in the THRHR and its three sub-headwater regions all increased, but the normal value of summer precipitation in the LARHR had a negative trend and the normal value of winter precipitation declined in general. (4) The spring and winter precipitation increased in most of the THRHR. The summer, autumn and annual precipitation increased mainly in the marginal area of the west and north and decreased in the regions of Yushu, Zaduo, Jiuzhi and Banma. (5) The spring and winter precipitation in the THRHR and its three sub-headwater regions showed an abrupt change, except for the spring precipitation in the YARHR. The abrupt changes of spring precipitation were mainly in the late 1980s and early 1990s, while the abrupt changes of winter precipitation were primary in the mid-to late 1970s. This research would be helpful for further understanding the trends and periodicity of precipitation and for watershed-based water resource management in the THRHR.     

近60年来厄尔尼诺事件对广东省旱灾的影响

厄尔尼诺是影响全球的大尺度气候现象,对广东省的气候也有影响。在对厄尔尼诺事件进行系统分类研究的基础上,利用X²检验和条件概率检验的方法,对近60年来厄尔尼诺事件与广东省旱灾的关系进行研究,结果表明:广东省的旱灾和厄尔尼诺关系较为密切,23次旱灾,有17次和厄尔尼诺事件有关。研究还发现厄尔尼诺事件的强度、发生的季节以及持续的时间与广东省旱灾的发生有一定关系:中等及强厄尔尼诺事件往往会导致广东省旱灾的发生;春季和秋季发生的厄尔尼诺事件,广东省不易发生旱灾,而夏季发生的厄尔尼诺事件则广东省易发生旱灾; 发生连续性的厄尔尼诺事件时,广东省易发生旱灾。     

Optimization of simulation and visualization analysis of dam-failure flood disaster for diverse computing systems

Simulation and subsequent visualization in a network environment are important to glean insights into spatiotemporal processes. As computing systems become increasingly diverse in hardware architectures, operating systems, screen sizes, human–computer interactions and network capabilities, effective simulation and visualization must become adaptive to a wide range of diverse devices. This paper focuses on the optimization of simulation and visualization analysis of the dam-failure flood spatiotemporal process for diverse computing systems. First, an adaptive browser/server architecture of the dam-failure simulation application was designed to fill the hardware performance and visualization context gap that exists within diverse computing systems. Second, a data flow and an optimization method for multilevel time-series flood data were given to provide more support to network simulation, visualization and analysis on diversified terminals. Finally, a user interaction friendly and plugin-free prototype system was developed. The experiment results demonstrate that the methods addressed in this paper can cope with the challenge in simulation, visualization and interaction of a dam-failure simulation application on diversified terminals.