青海高原气象地质灾害特征及致灾雨量研究

基于2008~2019年青海地质灾害的灾情记录和CLDAS融合数据,分析青海高原滑坡、泥石流和崩塌等气象地质灾害的时空分布,研究诱发气象地质灾害的降水量和土壤湿度变化特征,确定了灾害预警条件。结果表明：近12a青海高原气象地质灾害共发生了23次,灾害易发区在西宁市、海南州、黄南州和玉树州,7月是气象地质灾害发生次数最多的月份。有效降水量和土壤湿度是气象地质灾害的重要影响因子,灾害预警条件为：当天及前一天有效降水量之和达到10mm或持续有效降水量达到18mm,并同时满足0~10cm和10~40cm的土壤体积含水量差值≤0.03mm³/mm³或其中一个深度的土壤体积含水量≥0.27mm³/mm³。     

青海省洪涝灾害及致洪降雨特征综合分析

利用2008-2020年青海省常规气象站和区域站逐小时降雨资料,以及青海省洪涝灾情直报记录,使用直接经济损失、受灾总人数、倒塌房屋数、农业经济损失、农业受灾面积等多种灾情要素以比值法构建灾损指数,再利用百分位法将洪涝灾害划分为一般、较重、严重、特重四个等级。分析不同等级洪涝灾害分布特征及差异性,并与青海省降雨特征进行对比分析。综合利用主成分分析、箱线图分析以及相关分析等方法,探讨导致青海省洪涝灾害的主要降雨因子以及区域间的差异性特征。结果表明：青海省洪涝灾害频发,洪涝灾害所造成损失总体呈现加剧状态,较重、特重灾害在2016年后频次明显增多,而每年7、 8月则是青海省洪涝灾害高发时期。洪涝灾害频发区域和受灾最为严重区域均位于青海省东部,其中海南州是洪涝灾害最为频发区域,海东市是灾害损失最严重区域。诱发青海省洪涝灾害的降雨过程主要为大雨以上降雨。青海省致洪降雨过程可分为两类,第一类降雨过程历时短但雨强大,造成累积降雨量较大,降雨历时在12 h内。第二类为降雨过程历时较长造成累积雨量较大,这类降雨历时超过12 h。诱发青海省东部城市洪涝灾害的降雨过程以第一类为主,多发于青海省东部城市海南、黄...     

榆林市致灾暴雨的时空分布特征

利用1971-2012年42a榆林市12县区气象台站逐日（20一20时,下同）降水资料,对致灾暴雨的时空分布特征进行统计,分析发现：榆林平均每年出现致灾暴雨3．5次,在地域上呈南部多于北部、东部多于西部分布;致灾暴雨多出现在7—8月,占致灾暴雨总次数的73％;致灾暴雨强度最大的时段出现在7月下旬至8月上旬;西太平洋副高偏北偏强、东亚大槽偏东偏弱、东亚季风偏强,亚洲区极涡偏弱时,有利于榆林产生暴雨;榆林东部的黄河沿岸暴雨多,与偏南气流和偏东气流受地形阻挡作用强迫抬升,并在榆林东部形成辐合有关。     

榆林市致灾暴雨的时空分布特征

利用1971—2012年42a榆林市12县区气象台站逐日(20—20时,下同)降水资料,对致灾暴雨的时空分布特征进行统计,分析发现:榆林平均每年出现致灾暴雨3.5次,在地域上呈南部多于北部、东部多于西部分布;致灾暴雨多出现在7—8月,占致灾暴雨总次数的73%;致灾暴雨强度最大的时段出现在7月下旬至8月上旬;西太平洋副高偏北偏强、东亚大槽偏东偏弱、东亚季风偏强,亚洲区极涡偏弱时,有利于榆林产生暴雨;榆林东部的黄河沿岸暴雨多,与偏南气流和偏东气流受地形阻挡作用强迫抬升,并在榆林东部形成辐合有关。     

基于隐马尔可夫模型的中小河流致灾雨量阈值研究

基于数字高程模型(digital elevation model,DEM)高程数据和D8算法实现了湖南中小河流流域子流域划分。利用洪水预报网络传播模型,构建中小河流各子流域径流拓扑结构并提出了空间子流域等效面雨量的概念。基于等效面雨量序列和径流观测序列,构建了基于时空概念的隐马尔可夫降水-径流模型,并利用该模型计算了中小河流各子流域不同时间尺度条件下暴雨致灾临界面雨量阈值,最后利用2010—2015年实况资料对阈值进行检验,结果证明相比传统统计法,新方法的计算结果与传统方法结果一致且具有很好的准确性和稳定性。基于2015年6月的一次暴雨灾害预报,证明了该方法适应于业务化运行。     

南渡江流域暴雨洪涝致灾临界面雨量的确定

基于海南省南渡江流域龙塘水文站1976—1987年和2009—2010年的逐日气象水文资料,采用HBV-D水文模型,通过对模型参数率定和验证,确定了适合南渡江流域的HBV-D水文模型最优化参数。结果表明：该模型在1976—1981年率定期、1982—1987年验证期和2009—2010年验证期的Nash-Sutcliffe效率系数分别为0.891,0.831,0.953,相关系数分别为0.944,0.912,0.977,达到了0.01显著性水平。通过建立的南渡江流域HBV-D水文模型进行模型反演,确定了不同前期水位 (7 m,8 m,9 m,10 m,11 m) 的面雨量和水位关系,根据龙塘水文站的警戒水位、10年重现期水位、30年重现期水位、50年重现期水位作为不同等级预警的临界判别条件,最终确定了不同前期水位的致灾临界面雨量指标。     

青海高原致灾性对流天气时空分布特征

利用2005-2016年青海高原地面观测、灾情和卫星云图等资料,对青海高原致灾性对流天气进行筛选和分类,在此基础上分析了各类致灾性对流天气的时空分布特征及与地形的关系。结果表明:(1)青海高原致灾性对流主要有雷暴、短时强降水、冰雹以及混合类四种,集中分布于高原东部。(2)地形对致灾性对流的落区、频次和强度起关键作用。雷暴多产生于山区,短时强降水和冰雹主要产生在迎风坡、河谷和地势较开阔的低地。其中,青东农区以混合类和冰雹居多,青南牧区以混合类居多,环湖与祁连地区和柴达木盆地以短时强降水居多。(3)近12 a青海高原致灾性对流整体呈波动式减少,2005-2010年(前期)致灾性对流日数和次数较多,2011-2016年(后期)显著减少,但不同类型年际变化特征略有差异。其中,冰雹和雷暴日数前期较大,后期显著减少;混合类和短时强降水日数无明显变化趋势,但前者年际波动幅度较后者大。(4)致灾性对流主要产生于5-9月,各类型均呈现典型的单峰型月分布,混合类和冰雹日数及次数的峰值均在8月,雷暴日数和次数的峰值均在6月,而短时强降水日数和次数的峰值分别在8月、7月。(5)致灾性对流集中产生于13:00至次日01:00,高峰时段(16:00-20:00)以冰雹和混合类居多,而夜间时段以短时强降水居多。     

基于FloodArea模型的林洞河流域致灾临界雨量的分析确定

基于FloodArea模型对2018年8月31日18时-9月1日08时出现在贺州市林洞河流域的特大暴雨天气引发的山洪过程进行反演,得出了本次暴雨天气发生过程中各时次、各地点淹没范围及深度的变化特征.结果表明,此次强降雨过程中,随着降雨的持续,水位变化呈现单峰型分布,与此同时地表降水量也明显增加,洪水持续涌向中下游地区,...     

基于不同数据的新疆山洪淹没模拟及致灾阈值分析

利用实测淹没深度、数字高程(DEM)、土地利用类型、小时降水、定量降水估测(Quantitative Precipitation Estimation,QPE)等数据,通过FloodArea模型对新疆博尔博松流域3次(2013年8月25日、2015年6月28日、2016年6月17日)洪水过程进行再现模拟,对模拟结果的分布特征进行分析,以实测数据进行精度检验,并建立了面雨量-淹没深度关系,在此基础上确定了研究区四个淹没等级对应的致灾临界雨量。运用不同数据模拟得出淹没分布特征为随着时间的变化淹没深度具有上升的趋势,淹没过程可分为蓄积期、稳定增长期和波动上升期3个阶段;通过精度验证得出:FloodArea模型运用自动站降水数据模拟的淹没深度与实测数据相比偏高,而QPE、R-QPE(订正后QPE)数据模拟的则偏低,这三种数据的模拟结果与博尔博松村和塔尔村两个考察点的绝对误差分别为0.46 m、0.78 m、0.35 m和1.35 m、1.44 m、0.65 m,R-QPE数据模拟出的淹没深度效果最好,更能精确地反映出该流域洪水淹没情况;通过相关性分析可知,模拟洪水淹没深度与7 h累计时效的面雨量的相关性最好,相关系数达到了0.989,在此基础上建立了面雨量-淹没深度的关系;按照面雨量-淹没深度的关系和山洪灾害等级划分标准得出,预警点累计时效7 h面雨量对应四个等级的致灾临界雨量阈值分别为:四级6.25 mm、三级23.61 mm、二级49.64 mm、一级75.67 mm。     

广西高温灾害致灾因子时空分布特征分析

利用1978—2020年广西91个国家气象观测站和有温度观测的1598个区域气象观测站资料,分析了高温日数、高温过程次数、极端最高气温、高温过程平均和最长持续时间、高温过程平均最高气温等高温致灾因子的时空分布特征。结果表明,广西全区年均高温日数19 d,高温过程次数为4次,平均持续时间为6 d,年高温日数、过程发生次数平均每10 a以2.6 d、0.8次的速率显著增多。极端最高气温较高值主要集中分布在桂西、桂北的平原地区,部分地区在40℃以上,中部、沿海地区及海拔较高的山区较低;年高温过程次数桂北和桂中山区、桂东南及沿海地区比其他地区少;高温过程平均最高气温桂西比桂东高,河谷地区比平原高,平原比沿海高。在全球气候变暖的背景下,广西高温灾害天气过程具有范围广、持续时间长、极端性强等特点,主要是由于副热带高压、热带气旋、西南热低压等天气系统影响造成的,大气环流异常则是造成高温极端性强的主要原因。     

陕西汛期降水时空分布及典型旱涝年环流特征

根据陕西省1959~2002年汛期(6~9月)降水资料,采用旋转经验正交(REOF)分解方法,将陕西省按汛期降水划分为4个自然气候区:Ⅰ区包括关中及渭北地区,Ⅱ区为陕北长城沿线地区,Ⅲ区、Ⅳ区分别为陕南东部和陕南西部地区。对各气候区的降水变化特征进行分析,结果表明:汛期降水除陕南东部呈线性增加趋势外,其余各区均呈线性减少趋势。分析陕西省典型旱(涝)年北半球500 hPa环流形势距平场和环流特征量发现:典型旱(涝)年,Nino 3区海温为明显的正(负)距平;西太平洋副热带高压强度偏强(弱),脊线位置偏南(北)、西伸脊点偏东(西),欧亚地区西风环流指数偏弱(强),以经(纬)向环流为主。     

四川省降雨灾情时空分布及其与雨量相关特征分析

利用四川省2002—2020年降雨灾情数据和156个国家气象观测站及5727个区域气象观测站逐日、逐小时降雨资料,分析四川省降雨灾情时空分布及其与雨量特征的联系。结果表明：四川省近年来降雨灾情数量增长明显,盆地西部、南部灾情数量最多,密度最大,凉山州和盆地东北部死亡人数最多。灾害主要发生在6—9月,灾情分布有从盆地东北部、南部向西部发展,最后到东北部的趋势。盆地在有大暴雨出现时灾害发生可能性最大,致灾频率50%以上,暴雨致灾频率20%～40%;攀西地区暴雨出现时致灾频率20%～30%;川西高原暴雨天气过程较少,大雨出现时致灾频率最大,为10%～30%。最大小时雨量盆地区在10 mm以下的灾害主要发生在盆南和盆东北,盆西在各个雨量等级范围内占比都较大,攀西地区灾害主要集中在10～40 mm,川西高原为20 mm以下。最大日降雨量小于50 mm的灾害主要分布在盆南,超过300 mm的主要发生在盆西北,50～100 mm以盆南和盆西南为主,攀西地区50～100 mm占比最大,川西高原为25～50 mm。     

青藏高原汛期降水的时空分布特征

根据1967～2008年青藏高原地区67个气象台站的月平均降水资料,利用线性趋势分析、EOF分解和Morlet小波变换等方法分析了青藏高原地区汛期(5～9月)降水的时空分布特征.结果表明:青藏高原汛期降水存在明显的区域性差异,EOF分解揭示出青藏高原汛期存在3种主要的空间分布型:南北反向型、全区一致型和东南-西北反向型...     

山东省汛期小时降水过程时空分布特征

利用山东省74个气象站1961-2012年逐时降水观测数据,分析了山东省汛期(5-9月)短历时和持续性降水过程的时空分布特征。结果表明:(1)过程降水量和过程历时显著增大使得山东省汛期总降水量略有增加,持续性降水过程次数、过程降水量、过程历时的增加对总降水量增加的贡献最大。(2)短历时总降水量以鲁中山区、鲁东南地区最多,鲁东南沿海、半岛东部持续性总降水量最多;短历时过程降水量、平均雨强以鲁东南向西北方向经鲁中山区至德州一带最大,持续性过程降水量、平均雨强在半岛东部和鲁东南部分地区最大。(3)短历时峰值雨强以鲁中山区周边地区较大,持续性峰值雨强以鲁南、鲁东南、半岛东部较大。(4)鲁中山区、鲁南及半岛个别地区短历时降水一般开始于午后(13-18时),鲁中山区周边及半岛沿海一带多以夜雨为主,持续性降水过程开始时间多出现在夜间。     

甘肃省短时强降水的时空特征

基于甘肃省81个自动气象站2002—2012年逐小时降水数据,分析了甘肃省近11 a来短时强降水的时空变化特征。结果表明:短时强降水频次自甘肃省西北向东南逐步递增,陇东南地区是甘肃省短时强降水发生频次最多、强度最强的地区。短时强降水存在2个高发中心,一个在以合水为中心的陇东地区,另一个在以徽县为中心的徽成盆地。短时强降水主要发生在午后至前半夜,出现时段集中在16:00—00:00,17时前后是短时强降水天气高发时段。短时强降水主要出现在5—9月,其中7—8月是一年中出现最多的月份,其次是6月。近11 a来,短时强降水频次呈上升趋势,2006年和2010年出现了2个峰值,其中2010年最多,发生52次,2004年最少只有17次。     

近50年青藏高原东部降水的时空变化特征

选用1967～2012年青藏高原东部60个站点的降水资料,分析了该地区降水的时空演变特征,结果表明：高原东部降水呈由东南向西北递减的态势,高值区位于西藏东部和川西高原,低值区位于柴达木盆地;降水场可以划分为八个小区,分别是西藏东部和川西高原西部区、藏南谷地区、青南高原区、柴达木盆地区、藏北高原区、川西高原北部区、青藏高原东南缘区以及青海东北部区.年降水表现出强增加趋势,20世纪60年代后期到90年代后期相对偏少,20世纪末以来相对偏多;除川西高原北部区外,其余各区不同程度的表现出增加趋势.春季降水表现出“偏少～偏多”的年代际变化特征,在1995年附近发生由少到多的突变,20世纪60年代后期到90年代中期相对偏少,90年代后期以来相对偏多;八个分区均不同程度的表现出增加趋势.夏季降水呈增加趋势,20世纪60年代后期到90年代后期相对偏少,20世纪末以来相对偏多;八个分区均不同程度的表现出增加趋势.秋季降水的线性趋势趋近于零且没有表现出年代际变化特征;除川西高原北部区呈减少趋势外,各区均不同程度的表现出增加趋势.冬季降水表现出“偏少～偏多～偏少”的年代际变化特征,分别在1986和1996年附近发生由少到多和由多到少的突变,20世纪60年代后期到80年代中期相对偏少,80年代后期到90年代中期相对偏多,90年代后期以来相对偏少;除西藏东部和川西高原西部区及青海东北部区外,各区均不同程度的表现出“偏少～偏多～偏少”的年代际变化特征.     

亚洲季风区积云降水和层云降水时空分布特征及其可能成因分析

本文利用最近12年的TRMM (Tropical Rainfall Measuring Mission)卫星资料,分析了亚洲季风区积云降水和层云降水的时空分布特征.结果表明:从多年平均角度看,亚洲季风区积云降水和层云降水空间分布主要呈现出随纬度变化的特征:25°N以北的副热带季风区以层云降水方式为主,其所占比例在50％...     

1951—1998年强降雨诱发的中国铁路洪水灾害分析

 基于1951—1998年的铁路重大洪水灾害资料,对中国铁路洪水灾害频次、致灾程度、时空分布特征及其变化进行了分析。结果表明,1951—1998年,中国铁路年均发生3.1起重大洪水灾害,重大洪水灾害造成全国铁路年均行车中断63 d,其中1954、1960、1981、1991和1996年是铁路洪水灾害严重的年份。铁路洪水灾害主要发生在5—8月,其中7月发生次数最多,但行车中断天数在8月最多。从铁路洪水灾害的地域分布来看,主要分布在东北、西北、华东及华南地区,发生洪水灾害次数最多的线路是兰新线,其次是京广线和陇海线,致灾程度最严重是淮南线。对中国不同区域铁路洪水灾害的致灾原因进行了探讨。