21世纪中叶天津沿海地区极端高水位趋势预测

据统计,天津沿海地区50年一遇的风暴潮极端增水水位为 4.092m,开展控沉工作后的地面下沉速率约为15mm/a,目前沿岸海挡顶面高程一般为 4.332m.参考孟加拉湾、伦敦、汉堡等沿海地区在2050年海平面上升(取较今高约0.2m的推测值)背景下的极端增水趋势预测(增加0.5m),推测天津沿海地区2050年的极端高水位将增加到 4.792m(4.092m 0.2m 0.5m),现有海挡顶面高程将下沉至 3.687m(以2007年为起算年份).2050年极端高水位将比届时的海挡顶面高1.105m,由此将加重风暴潮水漫溢致灾的危险.如果再考虑波浪叠加、河口效应、极端海面上升等不确定因素的影响,危险将更加严重.     

海量扫测数据特征点及边界提取方法研究

针对“水声呐”水下扫测设备测量所得的数据量大,精度高,分布规则,但同时数据的冗余度大的特点,为了真实反映水下地形,利用四叉树的数据分块思想对海量数据进行预处理,再对处理后的分块数据采用绝对高程差,高程加权平均等算法判断不同分块窗口的地形的起伏状态,然后用Jenson＆Domingue等算法提取特征点,同时把图像处理边缘提取方法——梯度算子应用到河道扫测边界提取中。     

Impacts of Anthropogenic Forcings and El Nio on Chinese Extreme Temperatures

This study investigates the potential influences of anthropogenic forcings and natural variability on the risk of summer extreme temperatures over China.We use three multi-thousand-member ensemble simulations with different forcings(with or without anthropogenic greenhouse gases and aerosol emissions) to evaluate the human impact,and with sea surface temperature patterns from three different years around the El Ni ?no–Southern Oscillation(ENSO) 2015/16 event(years 2014,2015 and 2016) to evaluate the impact of natural variability.A generalized extreme value(GEV) distribution is used to fit the ensemble results.Based on these model results,we find that,during the peak of ENSO(2015),daytime extreme temperatures are smaller over the central China region compared to a normal year(2014).During 2016,the risk of nighttime extreme temperatures is largely increased over the eastern coastal region.Both anomalies are of the same magnitude as the anthropogenic influence.Thus,ENSO can amplify or counterbalance(at a regional and annual scale) anthropogenic effects on extreme summer temperatures over China.Changes are mainly due to changes in the GEV location parameter.Thus,anomalies are due to a shift in the distributions and not to a change in temperature variability.     

1960-2013年秦岭陕西段南北坡极端气温变化空间差异

作为气候变化研究的重要内容,极端气温研究对生态环境保护和灾害事件预警具有重要意义。根据1960-2013年秦岭32个气象站点的逐日气温资料,采用RClimDex软件、克里格插值法、线性倾向估计法和相关性分析法,研究秦岭山地陕西段（简称秦岭）气温的空间分布特点,以及极端气温的空间变化特征。结果表明：① 1960-2013年秦岭年平均气温、年最高气温和年最低气温分别为10.48 ℃、16.44 ℃和6.18 ℃;秦岭北坡气温在低海拔区高于南坡,在中、高海拔区低于南坡;南北坡的气温差值在低海拔区域最小,中海拔区域最大。② 秦岭极端气温的频率、强度和持续时间均表现为增加趋势,极端气温变化的敏感区域位于南坡的镇安、柞水和北坡的周至、户县。③ 秦岭北坡极端气温频率的变化更明显,秦岭南坡极端气温强度和持续时间的变化更明显;且北坡的增温主要发生在夜间,南坡的增温主要发生在白昼。④ 秦岭极端气温的变暖速率随海拔升高而增大,高海拔区域极端气温频率和强度的变化最明显,中海拔区域极端气温持续时间的变化最明显。     

北京市快速城市化对短时间尺度降水时空特征影响及成因

快速城市化对区域降水过程的影响已成为人类活动对不同时空尺度水循环影响研究的热点。基于北京全区2011-2015年20个自动气象站逐小时降水资料,利用Circular统计法等多种方法,在揭示北京市降水总体特征基础上,进一步从日、场次、小时等多种精细化时间尺度来探究北京市不同类型降水特征。研究表明：① 场次暴雨平均降水量、场次降雨持续时间及降水强度高值中心主要位于北京城区,与郊区降水过程相比,城区总体降水过程历时较长、雨量较大。城市雨岛效应可能是上述降水指标在城区具有高值中心的原因之一。② 北京全区降水日分布不均,不同区域降水类型有较大差异。北京市的暴雨雨型主要以午后型为主,占总雨型的47.53%。山区总体及北部近郊、远郊区、南部近郊分别以午后型、正午型、夜晚型降水为主。而城区的暴雨类型显示出主城区的东西两侧有较大的差异,西侧受山谷风环流及热岛环流影响类型较为复杂,东侧以傍晚型为主。③ 场次暴雨的降水峰值出现时间主要集中在12:00-19:00,且城区降水峰值发生时间较郊区降水峰值发生时间推迟。海拔的升高会使日降水峰值的出现时间的不确定性增大。④ 极端降水量指标及持续干燥、湿润指标均在城区显示出高值区,极端降水频率指标高值区位于城区下风向。城市化可能通过人口膨胀、土地利用类型变更等方式间接提高极端降水发生的风险。     

Spatial characteristics of extreme rainfall over China with hourly through 24-hour accumulation periods based on national-level hourly rain gauge data

Hourly rainfall measurements of 1919 national-level meteorological stations from 1981 through 2012 are used to document,for the first time,the climatology of extreme rainfall in hourly through 24-h accumulation periods in China. Rainfall amounts for 3-,6-,12- and 24-h periods at each station are constructed through running accumulation from hourly rainfall data that have been screened by proper quality control procedures. For each station and for each accumulation period,the historical maximum is found,and the corresponding 50-year return values are estimated using generalized extreme value theory. Based on the percentiles of the two types of extreme rainfall values among all the stations,standard thresholds separating Grade I,Grade II and Grade III extreme rainfall are established,which roughly correspond to the 70th and 90th percentiles for each of the accumulation periods. The spatial characteristics of the two types of extreme rainfall are then examined for different accumulation periods. The spatial distributions of extreme rainfall in hourly through 6-h periods are more similar than those of 12- and 24-h periods. Grade III rainfall is mostly found over South China,the western Sichuan Basin,along the southern and eastern coastlines,and in the large river basins and plains. There are similar numbers of stations with Grade III extreme hourly rainfall north and south of 30°N,but the percentage increases to about 70% south of 30°N as the accumulation period increases to 24 hours,reflecting richer moisture and more prolonged rain events in southern China. Potential applications of the extreme rainfall climatology and classification standards are suggested at the end.     

近30 a江苏夏季降水日变化的气候学特征

基于1980—2013年江苏省61站小时降水资料,分析了江苏省夏季降水日变化的特点及小时极端降水、不同级别雨日的日变化特征。结果表明,江苏省夏季降水日变化具有显著的双峰分布特征,然而江苏省北部和南部降水的主峰时段并不一致。从降水频次、累积降水量来看,江苏省北部降水以清晨至早上时段为主峰、午后至傍晚时段为次峰,南部降水与之相反。长持续性降水占夏季降水的2/3左右,且江苏北部占比多于南部,均为清晨至早上的单峰分布;短持续性降水占夏季降水的1/3,在江苏北部呈现出以午后至傍晚为主峰,清晨至早上为次峰的双峰分布,而在江苏南部呈现出以午后至傍晚的单峰分布特点。小时极端降水,阈值分布南低北高,虽然频次较少,但占夏季降水的40%左右。小时极端降水日变化的双峰分布和夏季总体降水分布类似,但主峰大都出现在午后至傍晚。不同级别雨日的日变化分布各有不同,但全省各区无显著差异。累积降水量贡献主要来自于暴雨和大雨。暴雨无论是从降水频次、累积降水量还是降水强度都呈现清晨至早上的单峰分布。     

江淮流域持续性极端降水及预报方法研究进展

持续性极端降水过程会引发严重的洪涝灾害,是我国主要的灾害性天气之一,其形成机理和预报理论与方法研究受到广泛关注。近年来,针对持续性极端降水的形成机理和预报方法研究取得了一系列进展,主要包括:开展了我国区域性持续性极端降水事件的自动识别方法研究,研制建立了江淮流域持续性极端降水的大尺度环流概念模型,并提取了1~2周的前兆信号;从东亚—太平洋遥相关型 (EAP) 角度探究其对持续性极端降水的影响机理,并探讨利用EAP对江淮流域持续性极端降水进行预报的可行性。此外,在上述研究的基础上发展了基于关键影响系统的持续性极端降水的物理统计预报方法。     

1988-2002年黄海和渤海风浪后报

本文对黄海和渤海风浪开展长期后报实验,时间范围覆盖1988至2002年,并分析相应的区域波候特征。首先,模式输出的月平均有效波高和卫星数据比对一致。其次,我们讨论了气候态月平均有效波高和平均波周期的时空分布特征。有效波高和平均波周期的气候态空间分布都呈现出西北-东南、或由近岸向深水区增加的趋势,这种空间的分布特征和局地的风强迫和水深密切相关。同时,海浪参数的季节变化也较显著。进一步,我们统计分析了风场和有效波高的极值,给出并揭示了黄海和渤海多年一遇有效波高的空间结构,并讨论了有效波高极值和风强迫极值之间的联系。     

控制点布设对无人机影像空三精度的影响

针对无人机航测按照传统的摄影测量布点方式,不仅需要较多的控制点,而且实施起来不太便利的缺点,提出了一种适合无人机航测的最优布点方案。通过对6种无人机控制点布设方案(传统的摄影测量布点方案和5种适合无人机航测的布点方案)进行空三精度对比实验,试验表明,该布点方案精度最高,与传统的摄影测量布点方式相比,其不仅实施方便,而且需要的控制点数量要少,大大减少了内、外业工作量。该方法的意义在于较好地解决了无人机航测因像幅小、重叠度不规则而导致的外业和内业工作量大的难题。