贡嘎山东坡磨西河流域泥石流暴发的临界雨量值初探

在实地调查和前人研究的基础上,查明了贡嘎山东坡磨西河流域内泥石流沟的分布状况、暴发规律及危害特征等;并根据近20年来流域内发生的典型泥石流灾害,分析了泥石流发生前的降雨过程,发现磨西河流域内泥石流发生的当日雨量和前6 d有效雨量之间具有明显的幂函数关系,据此以泥石流发生的当日雨量和前6 d有效雨量为指标,初步探讨了磨西河流域内泥石流暴发的雨量值。     

乌鲁木齐市无资料地区山洪泥石流临界雨量推求

确定暴雨山洪、泥石流临界雨量对于受影响地区防灾减灾具有十分重要的意义,本文根据暴雨山洪、泥石流的成因,计算乌鲁木齐山洪、泥石流临界雨量。有资料地区通过分析整理雨量资料来确定临界雨量：无资料地区假定灾害与降雨同频率,分析灾害次数,确定灾害发生频率,从而求出临界雨量。乌鲁木齐雨量站较少,无法绘制临界雨量的等值线。根据计算临界雨量值,利用反距离加权距离法进行研究区临界雨量空间捅值,从而得出各小流域的临界雨量值。     

中国次雨量特征及其区域分异

基于统计方法的降雨随机模拟已成为目前许多地表过程模型的重要组成部分,但多以日降雨模拟为主.为了进行次降雨随机模拟.必须揭示次降雨的统计特征.本文利用中国62个气象站1954-2001年5-9月逐日小时降水资料,整理出能够刻画次降雨特性的基本指标,分析了我国次降雨的基本特征,并利用卡方检验方法,验证了我国次雨量主要服从两参数Γ分布,个别未通过检验的站点主要是由于对次雨量极值模拟效果不好所致.进一步选择Γ分布两参数和90%、95%、99%次雨量百分位共5个指标.采用K均值动态聚类法将我国次降雨特征划分为5个类型区域,由东南向西北呈带状分布,各区次雨量的偏态性、非均匀性和分散度依次减弱.利用5个区Γ分布两参数的区域化参数值,可生成任一站点次雨量随机模拟序列,对于地表过程定量研究具有重要意义.     

玉溪滑坡泥石流与降水关系及气象预警预报研究

应用玉溪市的乡镇加密雨量站,分析2004-2006年不同地质结构山体滑坡泥石流与降水的关系.提出乡镇雨量点在气象地质灾害中三站平均雨量应用方法,重点分析了触发滑坡泥石流的降水类型、降水强度和地质结构.得出不同地质结构和降水条件下的滑坡泥石流等级预报指标,结合降水预报和实况降水的基础上建立玉溪市山体滑坡气象预警预报等级.2007年度试运行中准确率达83.3%,在气象防灾减灾中取得了突出成绩.     

泥石流滑坡发生的降水预报方法与雨量标准--以四川省盆地区域为例

通过对η坐标数值预报模式预报的降水量检验分析,发现η坐标数值预报模式对青藏高原天气系统活动造成的四川盆地降水预报明显偏弱,且雨区偏北、偏西。我们使用风场资料对高原天气系统作自动识别,进行了对高原天气系统影响降水的强化与雨区漂移的处理,研究得出了η坐标数值预报模式释用强降水预报方法。通过对1991-2001年四川盆地发生泥石流、滑坡灾害的气象成因(强降水)分析,研究得出了四川盆地不同的地质地貌条件下泥石流、滑坡预测雨量标准。在上述研究基础上,建立了四川盆地泥石流、滑坡产生的强降水预报方法。经2003-08-09业务试运行,效果较好,较成功的预报了四川盆地西部、西南部3次大暴雨过程触发的多处泥石流、滑坡灾害,在防灾减灾中发挥了好的作用。     

横断山区泥石流空间格局和激发雨量分异性研究

地形、降雨等环境因子决定了泥石流的时空分布特征,理解泥石流与这些因子的关系有助于区域泥石流灾害风险评估与防灾减灾工作。以横断山区为研究区域,选取降水、气候、地貌、地质、土地覆盖、土壤厚度、高差势能以及湿度指数等因子,利用地理探测器和灰度关联分析等方法,探讨了环境因子与泥石流沟空间分布的关系以及降水特征与泥石流灾害的时间关联性。结果表明,湿度指数是决定泥石流沟空间格局的最主要因子,其次是高差势能和土壤厚度,多年平均分布的降水特征对泥石流沟分布的影响较小。泥石流灾害事件与降水特征的时间关联具有较大的区域异质性。泥石流发生地的激发雨量、湿度指数、高差及土壤厚度的统计分布在不同地貌、地质和气候单元中有明显差异。这表明泥石流预警不仅需要考虑雨量等激发因子,还必须考虑其他影响因素的空间差异性。     

泥石流灾害水文气象联合预报

由于降雨型泥石流是我国泥石流灾害的主要类型,所以以往对泥石流灾害的预测预报主要通过对雨量数据的分析来实现。但是由于雨量站记录雨量和灾害发生雨量并不一致,这就极大的影响了单纯依赖雨量数据预测预报的准确性。在分析环境因素影响的基础上,将水文和气象资料结合起来,用于泥石流灾害的预测预报。通过比较灾害发生前、发生时和发生后的河流洪峰流量、日降雨量和小时降雨量,发现洪峰流量和小时降雨量对灾害发生有很好的指示作用。经过在辽宁省岫岩满族自治县的试验,得到洪峰流量1 800 m3/s和小时降雨量50~60 mm这两个该县泥石流灾害发生临界值。结果表明水文和气象资料的联合应用,会大大改进泥石流灾害的预测预报效果。     

基于格点数据的1961-2012年祁连山面雨量特征分析

基于国家气象信息中心发布的全国0.5°×0.5°逐日降水量数据集和气象站点日降水量实测资料,利用主成分分析（PCA）和回归分析,研究了1961-2012年祁连山面雨量年际变化以及面雨量距平与干旱累计强度的关系。结果表明,该套格点数据能够很好地反映出祁连山及其周边区域降水的时空分布格局,山区降水量大于平原区降水量,山区东段降水量大于西段降水量。1961-2012年祁连山面雨量的多年平均值为724.9×10⁸ m³,其中,春、夏、秋、冬的面雨量分别为118.9×10⁸ m³、469.4×10⁸ m³、122.5×10⁸ m³、14.1×10⁸ m³,夏季面雨量最大,占全年的64.76%。除春季外,其他季节面雨量都呈现逐年增加趋势,夏季增幅最大,平均每年增加1.7×10⁸ m³。山区面雨量与祁连山及其周边区域的干湿程度表现出较好的相关性,干旱累计强度与面雨量表现出负相关性,山区面雨量较多时这一地区的干旱强度也较弱。     

云南楚雄州山洪气象风险预警临界面雨量研究

分析楚雄州2014~2016年有记录的20起山洪灾害的灾情时间和空间分布特征及其与降水的关系。采用区域临界雨量法、泰森多边形法和算术平均法3种统计方法对分析区域临界雨量进行计算分析。结果表明,泰森多边形法因考虑了各雨量站的权重,结果相对较合理,精度较高,故采用泰森多边形法求得的临界面雨量值作为当地山洪气象风险预警阈值;对于没有灾情的山洪沟区域,使用全州总体的雨洪关系得到不同预报预警等级的临界雨量值,即非河谷地区山洪灾害气象预警Ⅳ级~Ⅰ级对应的临界雨量值为9.2mm、26.1mm、48.4mm、66.7mm,河谷地区山洪灾害气象预警Ⅳ级~Ⅰ级对应临界雨量值分别为7.8mm、13.5mm、17mm、25.5mm。经2017年灾情检验,修订后的临界面雨量阈值相比于当时业务系统中的原始阈值更有指示意义。     

云南滑坡泥石流灾害的气象成因与监测

根据云南滑坡泥石流灾害资料，分析了其形成环境与分布特征，给出了典型降水滑坡泥石流灾害事件，研究了滑坡泥石流灾害与气象环境的关系。云南滑坡泥石流灾害主要出现在盛夏7～8月，主要影响天气系统有切变线、冷锋、西风槽、西南涡、孟加拉湾风暴、南海西行台风和两高辐合区。诱发滑坡泥石流灾害的前期降水类型有3种，即暴雨型，中～大雨型和连阴雨型。得出了云南滑坡泥石流发生的区域临界雨量指标，提出了滑坡泥石流灾害的气象监测预警方法。     

Spatial and temporal distribution of precipitation based on corrected TRMM data around the Hexi Corridor, China

Accurate rainfall distribution is difficult to acquire based on limited meteorological stations, especially in remote areas like high mountains and deserts. The Hexi Corridor and its adjacent regions （including the Qilian Mountains and the Alxa Plateau） are typical districts where there are only 30 available rain gauges. Tropical Rainfall Measuring Mission （TRMM） data provide a possible solution. After precision analysis of monthly 0.25 degree resolution TRMM 3B43 data from 1998 to 2012, we find that the correlations between TRMM 3B43 estimates and rain gauge precipitation are significant overall and in each station around the Hexi Corridor; however, the biases of annual precipitation differ in different stations and are seriously overestimated in most of the sites. Thus, Inverse Distance Weighting （IDW） interpolation method was used to rectify TRMM data based on the difference between TRMM 3B43 estimates and rain gauge observations. The results show that rectified TRMM data present more details than rain gauges in remote areas where there are few stations, alt- hough they show high coherence of distribution. Precipitation decreases from southeast to northwest on an annual and seasonal scale. There are three rainfall centers （〉500 mm） including Menyuan, Qilian and Toson Lake, and two low rain- fall centers （〈50 mm） including Dunhuang and Ejin Banner. Meanwhile, precipitation in most of the study area presents an increasing trend; especially in northern Qilian Mountains （〉5 mm/a）, Badain Jaran Desert （〉2 mm/a）, Toson Lake （〉20 mm/a） and Qingtu Lake （〉20 ram/a） which shows a significant increasing trend, while precipitation in Hala Lake （〈-2 mm/a） and Tengger Desert （〈-3 mm/a） demonstrates a decreasing trend.     

基于CLDAS融合降水的中国降雨侵蚀力研究

气象站和卫星降雨资料估算降雨侵蚀力时存在无法反映空间异质性且精度差的问题,基于CLDAS多源融合降水,利用EI₆₀模型从不同的时空尺度对中国的降雨侵蚀力进行评估,并结合降雨量、侵蚀性降雨次数、侵蚀密度等指标,探讨降雨对土壤侵蚀的潜在作用。结果表明：（1） CLDAS降雨侵蚀力与地面实测数据在不同的时间尺度均有良好的回归关系,相关系数达到0.8以上,与CMORPH降雨侵蚀力相比,其相对误差显著降低,可以准确反映全国范围的降雨侵蚀力季节性变异。（2） 在2001—2020年,不同雨量区的降雨侵蚀力、降雨量和侵蚀性降雨次数的变化趋势基本一致,高雨量区的年际变化波动剧烈,侵蚀性降雨次数和暴雨过程协同影响降雨侵蚀力的大小。（3） 空间上,中国的降雨侵蚀力值的特点为东南沿海地区高、西北内陆地区低。时间上,侵蚀性降雨集中在5—8月,夏、秋两季对土壤造成的侵蚀影响更大。（4） 通过对年降雨量、年侵蚀密度和年暴雨量进行分区定量分析,结果表明暴雨量与侵蚀密度成正相关关系,即年降雨量一定,暴雨事件越多,降雨侵蚀密度越大。     

降雨型滑坡预报中计算前期有效降雨量的一种新方法

在许多地区,前期降雨条件对滑坡的发生有重大影响,前期有效降雨量是滑坡预报的一个重要参数。基于累积滑坡频度-降雨量分形关系导出了一种新的计算前期有效降雨量的方法。在这个方法中,降雨衰减系数是由给定区域内引发滑坡的累积降雨阀值随观测时段天数变化的标度指数所决定,滑坡前每天降雨对总有效雨量的贡献并非是独立的,前i天降雨的衰减过程与前i-1天的降雨相关联。     

辽宁省夏季降水量和极端雨量日时空变化特征分析

根据辽宁省23个气象站点1960-2014年的逐日降水量资料,运用线性倾向估计、滑动平均、累积距平、小波分析以及普通克里金空间插值等方法对辽宁省夏季降水量和极端雨量日进行时空变化分析。结果表明：55a来辽宁省夏季降水量整体呈现下降趋势,但降水强度正逐年增大,1984年、1992年和2010年降水趋势回升明显,夏季降水量的变化存在38a左右的主周期和22a左右的次周期。空间分布表现为由辽东南向辽西北逐渐减少;持续干旱天数呈现出显著的增大趋势,大雨日呈现不明显的减少趋势,暴雨和大暴雨日都有不明显的增大趋势。极端雨量日4项指标周期变化具有一致性特征,都在35~40a的时间尺度上存在明显的周期变化。大雨、暴雨、大暴雨在空间分布上具有一致性特征,极端雨量日4项指标的变化倾向率在东北西南方向都存在不同程度的条带性高低交替变化的特征。     

An assessment of three satellite-based precipitation data sets as applied to the Thailand region

The study examines three satellite-based data sets to estimate long-term precipitation for the Thailand region: the Tropical Rainfall Mapping Mission (TRMM) 3B43, the Climate Prediction Centre morphing technique (CMORPH), and a locally developed regression model using the geostationary meteorological satellite (GMS) covering the Thailand region. Data for the first two sets were available at a spatial resolution of 0.25° × 0.25°, while the local regression model used data from the GMS at a resolution of 5 km × 5 km. The statistical regression model was developed by relating long-term monthly average precipitation from 27 rain gauge stations with concurrent satellite data in the visible and thermal infrared bands. The model was then tested against independent data from 27 rain gauge stations. Satellite/rain gauge ratios were estimated, and a smooth spline surface was used to correct the error from the model. Data from the three approaches were compared with a rain gauge network. The TRMM relation performed better than CMORPH, and the performance for GMS was comparable to TRMM with root mean square different and mean bias difference of 33.6 and 4.2%, respectively. The locally developed regression model was used to produce monthly and yearly total rainfall maps from the GMS data for the entire country.     

Estimation of precipitation fields from 1-minute rain gauge time series – comparison of spatial and spatio-temporal interpolation methods

Accurate estimations of spatio-temporal fields at unsampled locations are important in a number of applications. Often, spatio-temporal fields are advected, which means the change in field values over time at a particular point in space stems to a large extent from motion of a more or less constant spatial field. For such dynamic fields, interpolation methods including information on the motion behaviour of the field are promising extensions of solely spatial (snapshot) and symmetric spatio-temporal methods. In this paper, the performance of different deterministic and geostatistical interpolation methods is compared for precipitation estimation from 1-minute time series of spatially distributed rain gauges. The focus is on spatio-temporal methods that include information on the motion behaviour of the rainfield, estimated from weather radar using optical flow. The different interpolation methods are introduced and evaluated using rain gauge measurements of a 15-day period and cross-validation. The results show that including information on the motion behaviour significantly improves interpolation quality in terms of RMSE.     

1960—2017年太湖流域不同等级降水时空特征

基于太湖流域1960—2017年逐日降水数据,运用Mann-Kendall非参数检验法、R/S分析等方法,分析太湖流域不同等级降水的时空变化特征,并探讨了不同等级降水对年降水的影响。结果表明：1）近60年来,流域小雨发生率最高,为73.55%;年总降水量中,中雨量所占比例最大,为32.05%。小雨发生率呈显著减少趋势,暴雨贡献率呈显著增加趋势。2）太湖流域大雨、暴雨的降水量和降水日数都呈显著增加,小雨日数显著减少,小雨强度、年总降水强度显著增强。3）不同等级降水变化趋势的空间分布存在明显差异。小雨日数与年总降水日数,以及小雨强度与年总降水强度的变化趋势空间格局相一致。中雨日数、大雨日数、暴雨日数变化趋势的空间分布与其对应的降水量变化趋势的空间格局相似。4）R/S分析结果显示,小雨、暴雨、年总降水相关指标（小雨量除外）都表现出较强的持续性,未来变化趋势与过去相一致。5）近60年来,太湖流域年总降水量、降水日数、年总降水强度的变化,分别受中雨量、小雨日数、暴雨量的影响较大。在旱年流域年降水量偏少受大雨量减少的影响较大,而涝年年降水量偏多受暴雨增加的影响较大。     

北京地区汛期降雨时空演变特征及城市化影响研究

近年来伴随着城市化的快速发展,世界各大城市汛期极端降雨事件频发,洪涝造成的社会经济损失日益严重,在此背景下,分析中国首都北京各城市化阶段汛期降雨变化显得非常有必要。论文基于30个雨量站1963—2012年汛期降雨资料,运用线性回归、滑动平均以及ArcGIS空间分析等方法对北京汛期降雨时空特征进行分析,通过对比城区和近郊区汛期降雨之间的差异来研究城市化对汛期降雨特征的影响,同时利用北京不同城市化阶段土地利用数据分析了城市下垫面变化对降雨的影响,得出以下主要结论：① 北京各区域汛期降雨时间上整体呈现下降趋势,空间上整体表现为由东向西呈逐渐减小的趋势。② 北京山区最容易发生小雨和中雨;城区则更容易发生中雨以上等级降雨事件,特别是暴雨和大暴雨;近郊区发生小雨和中雨概率与城区接近,但大雨以上等级降雨事件发生可能性小于城区;远郊发生各等级降雨事件的可能性均较大。③ 相对于北部近郊而言,在不同城市化发展阶段,城区降雨比南部近郊更大,但城市化增雨效应在城区与北部近郊之间也有所体现。④ 随着城市化的发展,北京城区和郊区城镇建设用地面积持续增长,原有下垫面条件被改变;由于城区城市化进程比近郊区更快,下垫面条件的改变使得城区汛期降雨量大于近郊区,且更易发生大雨以上等级降雨事件。     

青海湖湖东沙地不同沙丘降雨入渗研究

降雨入渗对干旱、半干旱区土壤水分的影响很大,降雨量、降雨强度、土壤前期含水量等要素都会影响水分的入渗过程。本文通过监测青海湖湖东沙地3种类型沙丘的土壤水分和降雨情况,对区内降雨特征以及不同要素对沙丘水分入渗的影响进行了分析。结果表明：降雨量只有达到某一临界值才发生下渗,流动沙丘、固定沙丘、经治理（人工植被+麦草方格沙障）的流动沙丘发生下渗的临界降雨量分别为5.6 mm、1.6 mm、0.2 mm。水分累积入渗量随降雨量增大而增加,降雨量相同的情况下,入渗量大小表现为经治理的流动沙丘>固定沙丘>流动沙丘。当降雨量和土壤前期含水量相近时,入渗量随降雨强度的增大而增加,尤其在小降雨事件下,降雨强度是影响入渗的关键因素,大降雨事件下降雨量则成为影响入渗的决定因素。降雨量和降雨强度相近的情况下,入渗量与土壤前期含水量呈负相关关系。随着降雨量增大,入渗水分全部消耗所需要的时间逐渐增加,尤其当降雨量大于10 mm时,入渗水分消耗所需时间将随着降雨量的增大迅速增加。     

Spatial and temporal variabilities of rainstorms over China under climate change

Rainstorms are one of the extreme rainfall events that cause serious disasters, such as urban flooding and mountain torrents. Traditional studies have used rain gauge observations to analyze rainstorm events, but relevant information is usually missing in gauge-sparse areas. Satellite-derived precipitation datasets serve as excellent supplements or substitutes for the gauge observations. By developing a grid-based rainstorm-identification tool, we used the Tropical Rainfall Measurement Mission(TRMM) Multi-satellite Precipitation Analysis(TMPA) time series product to reveal the spatial and temporal variabilities of rainstorms over China during 1998–2017. Significant patterns of both increasing and decreasing rainstorm occurrences were detected, with no spatially uniform trend being observed across the whole country. There was an increase in the area being affected by rainstorms during the 20-year period, with rainstorm centers shifting along the southwest–northeast direction. Rainstorm occurrence was found to be correlated with local total precipitation. By comparing rainstorm occurrence with climate variables such as the El Ni?o-Southern Oscillation and Pacific Decadal Oscillation, we also found that climate change was likely to be the primary reason for rainstorm occurrence in China. This study complements previous studies that used gauge observations by providing a better understanding of the spatiotemporal dynamics of China's rainstorms.