基于序关系分析法的河北省交通事故天气条件分析

选取2013—2017年河北高速公路逐日发生的一般等级以上交通事故起数、伤亡人数、经济损失及同期气象要素资料,基于序关系分析法将事故量及等级量化为事故指数,分析了对高速通行高影响的雾天、雨天和雪天事故的年际、月际及日变化特征,并构建日均交通事故指数与气象要素的非线性回归模型。研究表明:(1)交通事故发生时不利天气条件下交通事故总起数、死亡事故起数及人数、经济损失为雾天雨天雪天,而伤人事故及人数为雨天雾天雪天。(2)雨天、雪天交通事故峰值与当年雨雪极端天气事件有关,雾天单起交通事故的直接经济损失呈上升趋势;事故月、日分布有显著性差异,表现为雾天事故高发月份在9月至翌年2月、雨天事故多发于在5—10月、雪天事故多发于1—2月、12月;05—08时和00时为事故高发时段。(3)分别针对不同等级日雨量和能见度与日均交通事故指数建立了一般等级以上交通事故模型,非线性回归效果显著。     

省级太阳辐射模拟可视化查询平台设计

分析太阳辐射状况是光伏电站项目评估的重要举措,针对分析过程中涉及的各类数据计算和可视化查询,设计实现了省级太阳辐射模拟可视化查询平台。平台根据主要功能划分为数据处理子系统和查询分析子系统,数据处理子系统采用MODIS云量数据、气象站与辐射站历年数据,计算生成具有共同基准的多要素辐射相关数据;查询分析子系统将地图影像与实际数据结合显示,让数据模拟更直观、数据分析更合理。数据处理子系统使用了Qt进行开发,查询分析子系统使用ArcGIS Desktop、ArcGIS Server和MySQL数据库软件,结合Dojo、C#、ASP.NET MVC技术进行开发。使用Python作为“粘合剂”连接两个子系统,让数据成图和发布自动化。平台集数据处理和可视化查询为一体,能够以1 km×1 km的精度模拟分析出省级范围太阳辐射的分布情况,为光伏数据分析和光伏电站建设工作提供及时、有效、科学的技术支撑。     

成都市PM2.5污染特征及其与地面气象要素的关系分析

为了解成都市PM_2.5污染特征及其与地面气象要素的关系,利用环境空气质量监测资料和地面气象观测资料,分析了PM_2.5质量浓度的季节、月和日变化特征,并分不同空气质量等级分析空气质量与地面气象要素的关系。结果表明：PM_2.5质量浓度具有明显的季节、月和日变化特征,且成都市区6个监测站的变化趋势比较一致;成都市相对湿度较大,地面风速较小,约62%的样本分布在相对湿度80%~100%,约85%的样本分布在地面风速0~2 m·s^-1,地面风速对成都市PM_2.5的水平输送、扩散、稀释不利;降水对PM_2.5的清除量随PM_2.5初始浓度、降雨持续时间和累积降雨量增加而增大。     

一次东北冷涡背景下MCS过程多尺度能量相互作用研究

采用WRF模式对东北冷涡背景下MCS过程进行模拟,利用Barnes滤波将模式数据分解为3个尺度,分别代入相应的能量方程中进行计算,从能量角度研究MCS发展过程,多尺度系统能量相互转化,以及动能与降水的联系。研究表明:在此次过程中各尺度之间都有位能向动能的大量转化,为系统发展提供能量。在对流单体发展到M CS成形前,中低层天气尺度动能减少,天气尺度动能向β中小尺度动能转换,促进对流单体的发展;高层天气尺度动能增强,对应高空急流增强,促进对流系统发展;β中小尺度系统在中层对α中尺度系统有动能输送,促进MCS形成。在MCS形成和发展阶段,各尺度位能向α中尺度和β中小尺度动能转化达到最大。在MCS减弱阶段,天气尺度系统和α中尺度系统在中高层对β中小尺度系统有一定的抑制作用,使β中小尺度系统发展减弱。此次过程中β中小尺度系统是降水的直接成因,动能变化的正值中心对应大的降水中心。     

黄淮平原地区旱涝频率特征分析

利用Ｚ指数法确定了黄淮地区旱涝的７ 级指标,在此基础上分析了黄淮地区旱涝发生频率的时空分布特征。     

高速公路雾灾风险区划模型

运用2011年12月至2015年11月河北省11条高速公路沿线156套交通气象监测站资料、142个国家气象站雾灾资料、因雾造成的交通事故和封闭管制资料、高速公路日均车流量、路网密度等资料,基于致灾因子危险性、承灾体空间脆弱性以及承灾体易损性3个方面建立了高速公路雾灾风险区划模型,并绘制河北省高速公路雾灾风险区划图。结果发现:(1)河北北部地区、西部山区、沧州沿海地区的高速公路雾灾风险等级较低,而东部和南部平原地区的高速公路雾灾风险等级较高,可为交通安全管理部门提供一定的参考依据;(2)在相同区域内,局地浓雾多发、交通事故多发、大范围雾日多都可造成高速公路雾灾风险等级升高。     

山东半岛两次海风锋引起的强对流天气对比

利用常规地面和高空观测资料、烟台和青岛多普勒天气雷达资料、加密自动气象站等资料分析2014年7月14日(“7·14”)和2009年6月29日(“6·29”)山东半岛两次海风锋引起的强对流天气。结果表明:“7·14”强对流天气发生于冷涡后部前倾槽的环流形势下, 明显的静力不稳定层结、中等大小的对流有效位能及垂直风切变相对偏弱, 是此次对流风暴持续时间短且降雹范围较小的原因; “6·29”过程是东北冷涡影响下的强对流天气。海风锋、阵风锋、地面辐合线是两次过程的触发机制, 两次过程都出现了高悬的强回波、弱回波区、回波悬垂、钩状回波、中气旋等超级单体回波特征; 大冰雹形成期表现为中气旋垂直伸展较大和旋转较强, 两次过程的超级单体风暴均由海风锋触发的靠近山脉的风暴发展加强而成, 即地形与海风锋结合导致的更强抬升在加强对流风暴并演化为超级单体风暴中起了关键作用。但“6·29”强对流天气过程出现了强中气旋, “7·14”强对流天气过程出现了弱中气旋, 因此, 前者对流范围更大、强度更强。     

GRAPES业务全球集合控制预报初值的动力升尺度方法

以生成GRAPES全球集合预报业务系统的控制预报初值为目的,基于GRAPES全球模式,开展了控制预报初值生成方法研究,发展了高分辨率初值动力升尺度方法,并检验了不同方法的可行性。通过对比不同方法产生的初始场形态,证实了仅仅对高分辨率初始场进行二维水平插值存在不足,基于静力学方程对Exner气压变量进行三维插值至关重要。结果表明,动力升尺度方法利用静力平衡关系,对全场的温压场进行调整,使之协调平衡,可以改善二维水平插值方法导致的初始位势高度场和温度场的噪音问题,产生适用于GRAPES全球集合预报业务系统的控制预报初值。     

基于BP神经网络的宁波市台风灾情预估模型研究

选取1949—2015年间对宁波市影响较大、灾情记录完整的58个台风样本,基于灾损数据,采用灰色关联分析法建立台风灾情关联度,选取台风灾害致灾因子、台风灾情综合关联度,利用BP神经网络建立台风灾情预估模型。结果表明,利用台风灾情关联度评估台风灾情大小合理可用,台风灾害致灾因子与灾情评价指标及台风灾情综合关联度间均存在一定的相关性,利用BP神经网络预估模型对台风灾情预估效果较好,其中训练样本、测试样本的模拟值与实际值相关系数分别达到0. 94、0. 865,均通过了0. 01信度的显著性检验,训练集、测试集灾情级别预报一致率为85. 3%、77. 8%,相关研究成果可为政府决策部门的抗台减灾工作提供科学依据。     

中亚及中国新疆干旱区植被物候时空变化

基于1982-2006年GIMMS（Global Inventory Modeling and Mapping Studies）长序列归一化植被指数数据,采用比例阈值法反演得到中亚及新疆地区植被过去25年的物候数据集;采用M-K趋势检验和Theil Sen斜率方法,分析植物生长季开始期、停止期和生长季长度的变化趋势,并结合历史土地利用数据和DEM数据评价不同植被覆盖类型和不同高程下的植被物候变化特征。结果表明：1982-2006年,中亚及中国新疆干旱区植被生长季开始期和停止期在区域尺度上没有显著提前或者延迟,但在局部地区变化明显,且空间差异较大。各植被覆盖类型的物候动态表现不同,农用地的生长季开始期提前最明显;落叶阔叶林等木本植被类型的生长季停止期以推迟为主,但其面积比例很小,影响十分有限;除灌丛和裸地外,其他类型均表现出生长季长度延长的趋势,但整个研究区植物生长季长度变化并不明显。不同高程下植被物候变化同样存在差异,区域气候变化改变了不同高程带的环境限制因子,继而对植被物候产生影响,特别是在2000～3000 m高程带,植被生长季开始期提前、停止期推迟和生长季长度延长更加明显。