中国台风强度等级与可能灾害损失标准研究

台风灾害给中国沿海地区造成了严重损失,进行台风风险评估将为台风灾害有效规避提供科学依据,探讨台风强度等级和灾害损失之间的关系是台风风险定量评估的基础。利用1954-2008年间登陆中国东南沿海的174场成灾台风路径数据和对应的灾情记录数据,对台风强度等级和承灾体(农作物、人口、房屋和社会经济)的8项指标的损失数量关系进行分析,并对台风强度等级与各项损失率指标之间的关系进行拟合,得出各项灾损指标的损失率曲线。基于台风强度等级划分标准和损失率曲线,建立了适合于我国的四个强度等级的台风灾害损失标准划分方案:微度、轻度、中度和重度,对应的损失率用承灾体的社会经济指标来表征。研究表明:当台风强度等级达到第4等级时,灾害造成的损失率均有较大幅度的增加。本文构建的台风灾害损失标准可为进一步定量评估承灾体脆弱性及损失风险提供依据和参考。     

台风“麦德姆”后海岸横向沙丘年内形态变化的观测

基于2014年第10号强台风“麦德姆”登陆前后一年内不同时间的福建平潭岛长江澳海岸横向沙丘形态高精度观测数据,分析了台风后典型海岸横向沙丘的年内形态变化过程及其特征。结果表明：（1）台风“麦德姆”造成海岸横向沙丘的体积减小、高度降低,其中体积减少了1.3%、丘顶高度最大降低1.43 m,且不同部位的变化程度亦非完全一致。（2）海岸横向沙丘形态在台风“麦德姆”后的一年内主要以体积增加、高度增大为特征,半年内海岸横向沙丘的体积与高度即已超过台风登陆前,丘顶高度最大月均升高0.39 m,沙丘迎风坡基本恢复到台风登陆前状态,背风坡以堆积为主且高度超过台风之前。（3）海岸横向沙丘的形态特征是由丰富的海滩沙源、强劲的常态向岸风、沙丘原形态及植被盖度等因素相互作用的结果,其中丰富的海滩沙源和强劲的常态向岸风是决定性因素,台风对海岸横向沙丘形态的影响应是暂时性的,较长时间尺度而言低频高能的台风对海岸横向沙丘形态的塑造作用相对有限。     

改进残差网络及时序气象卫星云图的台风等级分类研究

结合了传统残差网络在数据样本小环境下分支卷积层特征的浪费问题,且考虑台风云图时空关联性强、特征复杂因素,参考日本国立情报学研究所在西北太平洋上空通过数个气象卫星拍摄的8 000多景高分辨率台风云图,编制了适应于残差神经网络的时序台风云图分类训练集和测试集。为满足数据集及台风特征,有效优化了原始残差网络的残差块,并得到了恒等映射残差块。经由增加卷积输出来促进分支通路更好的被利用,保留台风图像时序特性,提高网络性能。实验显示,W-ResNets模型在自建台风数据集上的训练精度达到99.60%,测试精度达到76.19%,相较于浅层卷积神经网络的测试精度高出8.48%,相比于使用传统的残差神经网络提高了2.87%,为进一步验证模型的泛化性能,采用MNIST通用数据集进行网络对比实验,宽残差网络得到98.786%的测试精度,优于传统残差网络。文中的W-ResNets预报模型可在小样本台风数据集推广使用。     

天地一体技术在台风灾害中的应用

台风灾害应急服务系统以满足台风灾害的应急服务需求为目的,由台风灾害数据库、台风灾情监测子系统、台风应急决策子系统和台风灾害信息发布子系统等组成,为政府及时做出抢险救灾的决策提供科学依据,避免或减轻台风灾害给人民生命财产安全造成的损失。     

A-Train卫星传感器的台风云体三维结构构建

基于星载主-被动传感器数据,本研究利用约束光谱辐射匹配CSRM (Constrained Spectral Radiance Matching)算法构建了8个西太平洋台风事件中的深对流云层三维结构模型,并据此分析深对流云在台风不同发展阶段中的水平分布特征和微物理特征。利用CSRM算法进行大气三维结构构建的意义在于将主动遥感的垂直分布信息向被动遥感的探测范围传递,增加统计分析8个台风事件可用的廓线数量,进一步保证对深对流云统计分析的有效性,统计分析结果表明：（1）衰弱期台风的深对流云占比（占所有种类云的比例）比增强期台风更低,并且其值在各个方向上更稳定。相比于台风,热带风暴中的深对流云占比在各个方向上差异更大,即不对称性更强;（2）热带气旋中深对流云的冰云有效粒子半径与高度成正比。随着高度增加,冰水粒子数浓度先增加后减少。同一热带气旋不同发展阶段的深对流云的冰水含量IWC (Ice Water Content)的垂直分布有着较大的差别。当热带气旋发展成台风时,其内部深对流云的IWC高值区逐渐向云层顶部集中,并且随着台风从增强期转化为衰弱期,IWC的最大值显著增大。     

利用边界特征自动识别台风云系

基于台风无论是在生成期、成熟期,还是在消亡期,都具有螺旋性的特征,非台风云系无此特征,充分挖掘云系边界特点,统计出单幅云图中各云系边界的旋转程度。运用Bezier直方图曲率曲线两次确定分割阈值,迭代分割卫星云图,结合台风的旋转与面积、形状等几何特性,识别卫星云图中的台风云系。实验表明该方法对台风云系有很好的识别率。     

基于灯光密度遥感数据的台风灾损与恢复进程可视化分析

针对浙江省"利奇马"台风灾情,基于NPP-VIIRS DNB夜光数据,首先采用统计量法辐射归一化方法进行数据处理;其次对于灾害前后数据进行分析利用差值计算获取灾害受影响区域与面积,基于此监测灾后恢复状况;最后根据灾损评估结合与ArcGIS Online相结合构建"利奇马"台风灾情可视化系统进行可视化表达,直观展示灾损情...     

面向灾害风险评估的台风数值模拟及可视化

针对具体台风对地区灾害风险影响的快速应急的特点,运用Shapiro台风风场模型,结合GIS技术,以201319号“天兔”台风为例,实现了台风的数值模拟、该台风具体时刻的影响区域的可视化及对广东省的灾害风等级区划,以期为应急部门的防灾减灾工作提供科学的参考依据.     

中国台风早期预警系统设计与实现

早期台风信息是促使国家气象中心改进台风预测机制和提高台风预报准确度的重要基础资料。国家气象中心从1949年开始就对台风进行预报,早期台风信息数量很多,进行全面、统一的台风信息管理十分困难。台风早期预警系统能够全面展示台风移动路径信息,支持台风数据实时更新,提供早期台风查询功能,增强台风防灾减灾能力。     

湖北十堰“05．8台风倒槽特大暴雨的多尺度分析

受“珊瑚”台风倒槽的影响,2005年8月14日晚至15日凌晨在十堰市的房县、竹山和丹江口部分地区出现了一次特大暴雨天气过程。利用常规气象资料、卫星云图资料、地面加密气象资料,对此次强降水过程进行了多尺度分析。结果表明：（1）副热带高压的阻挡、地面弱冷空气的扩散、中低纬度环流系统的相互作用及低空急流对水汽的输送,是影响此次强降水过程的主要大尺度环流背景;（2）暴雨发生前存在较为明显的中尺度露点锋和地面中尺度辐合线;（3）卫星云图上有组织的中尺度对流系统（MCS）的发生、发展、成熟与消散对强降水临近预报预警有着重要的指示作用。