暴雨和雹暴个例中闪电特征对比

暴雨与雹暴过程中对应的闪电活动特征显著不同,为了对比这两类对流过程中的闪电活动特征差异,该文选取了两种比较有代表性的雷暴个例——暴雨过程和雹暴过程,利用全闪（包括云闪与地闪）定位数据,分析了两者闪电活动特征以及闪电活动与对流降水之间的关系。研究发现:暴雨过程中地闪频次和正地闪比例均低于雹暴过程;相对于暴雨过程,雹暴过程的主正电荷区放电高度更高,主正电荷区所处的温度偏低;暴雨过程中,总闪频次与对流降水量、总闪频次与对流降水强度的相关性均优于雹暴过程。总体而言,雹暴过程中闪电活动特征及其与降水的关系更为复杂,这可能与雹暴过程具有更为复杂的动力和冰相过程有关。     

四川盆地区域性暴雨时空变化特征及其前兆信号研究

利用1961-2015年四川盆地逐日降水量资料、NOAA海表温度资料、青藏高原积雪资料,采用多锥度-奇异值分解等方法,研究了四川盆地区域性暴雨的时空变化特征,并对其前兆信号进行了初步探讨。结果表明:四川盆地区域性暴雨可以分为三种类型,其中盆西型出现频率最高,盆东北型次之,盆南型相对较少。四川盆地区域性暴雨年际变化中准3 a周期最为显著,典型循环体现了盆西型区域性暴雨"偏少-调整-偏多"的年际变化过程。年代际变化中准16 a周期最明显,典型循环表现为盆东北型和盆南型的交替演变。通过MTM-SVD协同变化分析,发现在盆西型区域性暴雨的准3 a周期循环中,前冬ENSO事件和前冬青藏高原积雪日数是其显著的异常前兆信号。在年代际的准16 a振荡过程中,前冬太平洋年代际振荡(PDO)是盆东北型和盆南型区域性暴雨的异常前兆信号。     

Application of a Three-dimensional Variational Method for Radar Reflectivity Data Correction in a Mudslide-inducing Rainstorm Simulation

Various types of radars with different horizontal and vertical detection ranges are deployed in China, particularly over complex terrain where radar blind zones are common. In this study, a new variational method is developed to correct threedimensional radar reflectivity data based on hourly ground precipitation observations. The aim of this method is to improve the quality of observations of various types of radar and effectively assimilate operational Doppler radar observations. A mudslide-inducing local rainstorm is simulated by the WRF model with assimilation of radar reflectivity and radial velocity data using LAPS(Local Analysis and Prediction System). Experiments with different radar data assimilated by LAPS are performed. It is found that when radar reflectivity data are corrected using this variational method and assimilated by LAPS,the atmospheric conditions and cloud physics processes are reasonably described. The temporal evolution of radar reflectivity corrected by the variational method corresponds well to observed rainfall. It can better describe the cloud water distribution over the rainfall area and improve the cloud water analysis results over the central rainfall region. The LAPS cloud analysis system can update cloud microphysical variables and represent the hydrometeors associated with strong convective activities over the rainfall area well. Model performance is improved and the simulation of the dynamical processes and moisture transport is more consistent with observation.     

基于暴雨内涝灾害情景推演的北京市应急救援方案评估与决策优化

城市自然灾害的情景推演与应急方案的动态预评估是优化应急决策的重要支撑。然而,传统的应急救援方案评估往往基于有限信息进行时间片段式的情景推演并采用应急方案的灾后评估。本文在构建基于内涝水淹模型和多智能体城市路况模型的全链条、多维度灾害情景推演方案的基础上,实施不同应急救援目标导向下多时间刻度的应急救援方案预评估,重点从受损车辆规模和遭受安全威胁人数定量评估基于救援人数、救援时间和救援空间布局原则的应急方案优劣,为灾害情景推演方案和应急决策优化提供了一种新的思路与解决方案。基于救援人数规模的应急方案表明,救援力量将优先布局在风险指数高企的区域,包括北蜂窝路、南蜂窝路、广莲路以及莲花桥等路段。在现实情况中及时参加的救援力量往往有限,此类根据不同救援力量数量的空间指向将对最优的救援决策起到关键作用。同时,研究也应证了救援力量多寡在应急事件处置中的基础性地位。基于救援启动时间的应急方案中得出,最优的救援启动时间在45 min到75 min之间,适时的救援启动可以有效规避过早启动导致的救援空间配置不当和过晚启动导致的救援失效两类问题。不同救援空间布局原则有着迥异的救援力量空间配置特点和最优运用条件。     

灾害链领域本体构建方法——以暴雨洪涝灾害链为例

自然灾害发生具有突发性、随机性和链式效应,而且自然灾害拥有庞大的概念体系和灾害事件之间异常复杂的时空关系,由于缺乏对灾害知识的统一描述表达机制,导致灾害领域知识难以实现共享和重用,因此,构建灾害链的统一描述模型并实现灾害知识的共享与重用是当前亟须解决的一个问题。本文提出了一种灾害链领域本体的构建方法,在对比现有方法基础之上,定义了灾害链相关概念、属性,以及概念之间的关系,采用网络本体语言OWL对灾害链领域本体进行建模,并实现了灾害链领域本体的可视化,为灾害知识的共享与重用提供了有效支撑。最后,以暴雨-洪涝灾害链为例验证了该方法的有效性和可靠性。     

2013年初夏湖北两次低涡暴雨对比分析*

利用NCEP提供的高时空分辨率的GFS(Global Forecast System)0.5o×0.5o再分析资料和常规气象资料,对2013年初夏湖北两次低涡暴雨进行了对比分析。结果表明：（1）两次暴雨落区不同,5月暴雨由湖北西部向东北方向发展,主要位于湖北西部和中北部;而6月暴雨由湖北西南部向东发展,强降水主要位于湖北中部和东部。（2）两次暴雨落区不同是由于低涡移动的路径不同造成的,而低涡的移动路径受高低空配置的影响,不同的高低空配置导致这两次低涡暴雨的差异。（3）500hPa正的涡度平流使低涡移动发展,对低涡暴雨的发展和移动有很好的指导意义,而6月暴雨500hPa存在强正涡度平流中心,使低涡东移发展加强;另外,对流层低层温度平流对低涡的移动有引导作用。（4）边界层水汽辐合为低涡造成的强降水提供了充足的水汽条件。     

2013年7月延河流域连续性洪水特性分析

2013年7月延河流域气候极端异常,强降雨持续不断,全流域普遍降雨的天数高达20d,甘谷驿水文站出现多场连续性洪水。依靠水文站初步整编资料,划分了洪水场次,计算了次洪径流系数、前期影响雨量,对比了"7·12"和"7·25"两场洪水的产流差异。通过计算分析和实地查勘,认为降雨强度和前期影响雨量是这两场洪水差异的主要和次要影响因素。     

基于暴雨过程强度的贵州省雨涝危险性评估*

利用贵州省84个国家级气象观测站1991-2020年逐日、逐时降水量资料,以暴雨过程中持续天数、累积降水量、最大日降水量、最大小时降水量4个评价指标为基础,得到年雨涝指数和最大降水量阈值,再结合地形、水系及地质灾害等影响,对贵州省雨涝危险性进行评估和区划。结果表明：(1)贵州省大部分地区年雨涝指数为中等以上的等级,其中安顺市大部、黔西南州东部达到极强;(2)雨涝危险性程度具有西南部和东北部高、西北部低的分布特点,高危险性等级虽然占比小,但分布较为集中连片,易产生区域性影响;(3)针对不同时间长度,不同重现期的可能最大降水量阈值进行了分析,对预警服务及决策有一定的参考价值。     

贵州一次连续暴雨的低值系统及湿位涡分析

利用自动站资料以及NCEP再分析资料,对2017年6月末贵州区域连续暴雨过程进行分析。结果表明:连续暴雨期间,西太平洋副热带高压位置较常年偏强,副高西伸脊点偏西,副高西北侧的西南风为持续性暴雨提供水汽输送;东亚中纬度地区维持“西高东低”形势,有利于引导冷空气南下影响贵州,与西南暖湿气流在贵州交汇,这种大尺度系统的稳定维持有利于连续暴雨的发生;贵州西部地区的低值系统是造成贵州区域连续暴雨的重要中尺度系统;MPV1低层负值区,高层正值区的配置为贵州暴雨的有利形势;低层辐合高层辐散的形势使得贵州区域呈现强烈的上升运动,为连续性暴雨提供有利的动力条件,同时低层水汽丰富并伴有强的水汽辐合,为连续性暴雨提供有利的水汽条件。     

一次持续大范围暴雨过程诊断分析

利用常规观测资料、NCEP再分析资料等对2010年7月10—13日江苏持续大范围暴雨过程进行诊断分析。结果表明:持续渗透的冷空气和同时存在东西两股水汽通道是此次持续大范围暴雨过程产生的关键;高空急流的位置对暴雨的落区有明显的指示作用,而低空急流的强弱对降水量的大小起着决定性的作用。当高空急流南侧的急流风速等值线密集区在3个纬距内急流风速差达到10 m/s,同时低空急流中心达到12 m/s时,在两个急流带之间易产生区域性暴雨或区域性大暴雨天气;涡度和散度场的高低空中心与暴雨的落区有很好的对应关系;对高低空急流、涡度、散度等时间平均场的分析,可以判断持续大范围暴雨过程中区域性大暴雨的落区。