基于大数据的极端暴雨事件下城市道路交通及人群活动时空响应

随着全球气候变化加剧,极端降雨增多,暴雨内涝灾害频发,严重威胁城市的可持续发展。快速掌握暴雨给城市交通及人群的影响,有助于提高灾害应急管理水平和事件响应能力。利用实时动态的交通路况信息和手机定位请求数据,通过一种融合STL时序分解技术与极端学生化偏差统计检验的时间序列异常探测方法,监测和分析暴雨内涝灾害事件中,城市道路交通和人群活动的时空响应特征,并以2018年7月16日发生在北京的极端暴雨事件为例开展实证研究。研究结果显示,在降雨集中的早、晚高峰两个时段（8—9时、18—19时）,市区的拥堵道路数量超出往常水平最高可达150%,异常检测分析显示拥堵道路数量和交通拥堵指数均达到异常甚至极端水平。人群活动的异常响应分析结果显示,暴雨事件引起定位请求量异常升高、异常点增多,且异常点的空间分布与1 h前的降雨量分布存在较高相关性。以上结果不仅证明了大数据及异常检测方法对于快速洞察暴雨事件对城市交通及人群影响的有效性,也为城市暴雨内涝灾害的应急响应与管理提供了新的技术手段。     

城市土地扩张与人类活动之间的关系识别——以环鄱阳湖城市群为例

为了在快速城市土地扩张的特征和模式研究下,充分考虑城市土地扩张与人类活动的耦合关系,该文以环鄱阳湖城市群为研究区域,利用陆地卫星和夜间稳定灯光遥感数据,探讨了1995—2015年研究区城市土地扩张与人类活动范围的关系。研究结果表明:①在城市区规模上,城市土地与人类活动范围之间存在着一种耦合关系。城市土地与人类活动范围的匹配程度随着时间的推移呈上升趋势。根据本文的回归模型和景观指数结果,得出城市土地以外的人类活动范围与城市土地的规模有关,经济发达地区城市土地以外人类活动范围内的土地变化更大。②通过计算匹配度,根据区位关系识别3种城市土地扩张类型:回填型、同步型和边缘型,表明新增城市土地与人类活动范围之间的耦合关系。③虽然城市用地的匹配程度有所提高,但其扩张的主导类型由边缘型向回填型转变,城市用地的无序扩张与空间分布和规模结构不平衡发展的问题仍存在。     

黎平双江电站水库暴雨洪水设计

该文选用参证站资料的方法,对黎平县双江电站水库1954—2021年近68 a来逐年最大日降水量采用PearsonⅢ型研究方法和贵州省暴雨洪水计算公式进行研究。结果表明：黎平双江电站水库年最大日降水量年变化呈上升趋势,2010年以后上升趋势较显著。暴雨洪水设计以H_1d=119.29 mm、C_v=0.47、C_s/C_v=3.5作为研究成果,防洪标准按50 a一遇的暴雨洪水设计成果为P=2.0%,日最大降水量=277 mm、洪峰流量=2509 m³·s^-1;洪水校核按500 a一遇的暴雨洪水设计成果为P=0.2%,日最大降水量=391 mm、洪峰流量=3905 m³·s^-1;消能防冲设计标准按30 a一遇的设计成果为P=3.3%,日最大降水量=252 mm、洪峰流量=2209 m³·s^-1。研究成果对黎平双江电站水库预防灾害性强降水、安全渡汛和水库优化调度、提高产能具有十分重要...     

芙蓉江上游一次特大暴雨成因及地形影响作用分析

为探究2021年8月8日遵义市区域性暴雨天气过程中芙蓉江上游局地特大暴雨成因及地形的影响作用,该文利用探空资料、地面自动站观测资料、多普勒雷达观测资料及ERA5再分析资料,采用常规诊断方法对此次过程进行了详细分析。结果表明：(1)受地形影响,强降雨集中发生在芙蓉江上游峡谷内,200 mm以上的降雨发生在峡谷左侧山脉上,100 mm以上的降雨发生在峡谷底部。(2)副高控制及南北两支水汽输送在遵义上空汇聚,形成高温高湿的大气环境,低层及地面锋区南压触发对流,夜间副高增强使低层系统长时间维持,导致区域性暴雨产生。(3)中心强度在55～60 dBz的低质心降水回波带长时间维持少动是造成本次区域性暴雨天气的直接原因。峡谷左侧山脉上的回波单体发展旺盛,回波顶高在15 km以上,具有悬垂结构及小尺度辐合区。能量耗尽后峡谷内中心强度在55 dBz的低质心降水回波发展导致峡谷底部出现大暴雨天气。(4)大气不稳定性最强时,系统长时间维持导致南北两股气流汇入峡谷中产生狭管效应,峡谷深处出现小尺度气旋性环流使对流增强,由此引发峡谷山脉上特大暴雨。不稳定能量耗散后,冷空气越过山脉叠加在峡谷底部暖空气之上,使大气...     

贺兰山东麓极端暴雨的中尺度特征

利用近10年宁夏逐时自动气象站降水、银川CD雷达、FY-2、探空和ECMWF再分析0.125°x 0.125°等高分辨率多源气象资料,在中尺度系统分型基础上,对比分析贺兰山东麓6次极端暴雨的中尺度特征.结果表明:(1)低空偏(东)南急流夜间增强并配合贺兰山地形,在东坡山前触发或增强了暴雨中小尺度系统,造成地形处降水增幅...     

两次北上相似路径台风导致的暴雨湿位涡诊断分析

利用2012年8月28—29日和2019年9月7—8日水平分辨率为0.25°×0.25°的ERA5再分析资料、地面观测资料和中国气象局热带气旋最佳移动路径数据,对两次北上相似移动路径的台风“布拉万”和“玲玲”导致东北地区暴雨天气过程的湿位涡进行诊断分析。结果表明：台风导致的强降水与假相当位温的密集带对应较好,降水主要位于假相当位温密集带偏暖一侧,锋区越强,降水量越大。两个台风过程均在降水前期存在对流不稳定层结,为台风降水提供初始能量积累。初始时刻出现湿对称不稳定,是台风中心西北侧暴雨出现的主要因素。降水增强时刻,大气对流不稳定再次参与,说明低层对流不稳定提供了降水快速增强的主要能量。低层湿正压项(MPV1)和湿斜压项(MPV2)的绝对值均出现先增大后减小再增大的趋势,强降水主要分布在两个极值中间过渡时段。两次北上台风引起的吉林省中部暴雨带均与低层850 hPa的MPV2负值区和MPV1的正值区有较好的对应关系。     

2022年南宁市“龙舟水”暴雨期间模式对比及订正技巧

2022年广西出现1960年以来最强“龙舟水”,但同期南宁市降雨分布不均,暴雨预报空漏报较多。因此,有必要对2022年“龙舟水”期间南宁市暴雨过程的数值模式与实况降水进行对比分析,总结各模式对“龙舟水”暴雨的预报能力;并通过分析雷达回波、物理量等资料以提高预报员订正技巧。结果表明,中尺度模式对暖区或沿海地形的暴雨有一定预报能力,但需注意消空;南宁暴雨漏报的原因主要是忽视了触发机制、高低层系统相互作用和降雨发生机制,空报的原因主要与数值预报的影响系统预报偏差有关;“龙舟水”期间南宁暴雨的雷达回波路径主要有四种,预判回波源地和移动路径对暴雨落区的短期预报有一定的帮助;“龙舟水”期间南宁市上空不稳定能量及水汽条件较好,应加强触发机制的分析。     

桂林市2005年6月连续性暴雨的季风扰动及动力条件分析

通过对2005年6月连续性暴雨过程发生前后的天气形势和物理量场进行分析,发现暴雨发生时,与500hPa螺旋度、涡度及850hPa水汽通量配置较好。暴雨前期低空急流加强,表现在暴雨发生前850hPa沿110°E有V分量的增长。另外,可通过对T 213物理量预报场的分析,判断未来暴雨发生的可能性。     

西南低涡东移对华南暴雨增幅的动力机制分析

对1996年6月13~14日华南大暴雨发生过程的天气形势和物理量场进行分析,并从中尺度能量方面探讨了西南低涡对华南暴雨增幅的动力机制。结果表明:暴雨的发生与西南低涡及850hPa孟湾地区的水汽通量有着密切的联系;而500hPa较强的负螺旋度有利于低层低涡的发展加强;暴雨发生前,华南上空维持一支反气旋性的西南急流,当西南涡东南移时,造成本地重力惯性波能量增加,从而对华南暴雨有正贡献,即对暴雨有一定的增幅作用。     

单多普勒天气雷达反演风场高原低纬区域同化应用

为了改善低纬高原地区天气预报水平,利用WRF(Weather Research and Forecasting)模式及其变分同化系统进行雷达VAD(Velocity Azimuth Display)反演风场资料同化试验。通过设计不同的试验方案,对2009年6月30日00:00至7月1日00:00发生在云南的一次强降水过程进行数值模拟和对比分析,结果表明:同化VAD反演风场资料后对区域模式的风矢量初始场有明显影响。同化系统能把雷达反演风场信息有效地引入模式初始场,改善强降水区域的水汽输送和风场辐合强度;同化VAD反演风场资料后对区域模式累计降水预报有一定改进作用。从长时间累计降水量定量检验结果看,具体表现为25mm以上量级的降水准确率明显提高、漏报率下降,预报偏差更趋合理。不同的同化试验方案之间的模拟结果差异较大。同化频率越高、同化持续时间越长,对区域模式初始场和预报场的影响越明显。但同化持续时间不宜过长,否则可能导致系统移速过快、降水强度偏大、空报率增加等异常。