The impact of climate change on extreme precipitation in Sicily,Italy

Increasing precipitation extremes are one of the possible consequences of a warmer climate. These may exceed the capacity of urban drainage systems, and thus impact the urban environment. Because short‐duration precipitation events are primarily responsible for flooding in urban systems, it is important to assess the response of extreme precipitation at hourly (or sub‐hourly) scales to a warming climate. This study aims to evaluate the projected changes in extreme rainfall events across the region of Sicily (Italy) and, for two urban areas, to assess possible changes in Depth‐Duration‐Frequency (DDF) curves. We used Regional Climate Model outputs from Coordinated Regional Climate Downscaling Experiment for Europe area ensemble simulations at a ~12 km spatial resolution, for the current period and 2 future horizons under the Representative Concentration Pathways 8.5 scenario. Extreme events at the daily scale were first investigated by comparing the quantiles estimated from rain gauge observations and Regional Climate Model outputs. Second, we implemented a temporal downscaling approach to estimate rainfall for sub‐daily durations from the modelled daily precipitation, and, lastly, we analysed future projections at daily and sub‐daily scales. A frequency distribution was fitted to annual maxima time series for the sub‐daily durations to derive the DDF curves for 2 future time horizons and the 2 urban areas. The overall results showed a raising of the growth curves for the future horizons, indicating an increase in the intensity of extreme precipitation, especially for the shortest durations. The DDF curves highlight a general increase of extreme quantiles for the 2 urban areas, thus underlining the risk of failure of the existing urban drainage systems under more severe events.     

考虑视觉传达效果的震后区域三维图像虚拟重建

传统二维震害图像方法对震后区域进行研究时,由于其拍摄角度具有局限性,震后区域图像的视觉效果不理想。提出基于三维激光扫描技术的震后区域三维虚拟重建方法,采用三维激光扫描仪测量震后区域,获取该区域的点云数据,采用Cyclone软件合并点云数据后,得到震后区域拼接后的整体点云图,将该图点云数据进行去体外孤点、去噪声点以及点云取样等处理后实施封装,在封装的点云数据上采用Sketch模型实施贴图操作,实现视觉传达效果理想的震后区域三维图形的虚拟重建。实验证明,所提方法对震后区域的三维图像虚拟重建结果精度高、视觉效果好。     

基于大数据的地震损失价值评估模型设计

破坏性地震往往导致严重的经济损失及人员伤亡,对地震损失价值评价有助于震前找出抗震弱点,提高抗震能力,实现减轻地震灾害损失的目的。传统空间模型在地震数据处理过程中,无法处理大数据对空间尺度选择的干扰,存在地震损失评估结果偏差大以及波动性高的弊端。因此,在云计算平台下,提出基于大数据的地震损失价值评估模型设计,对模型HAZ-China大数据的服务层次、地震应用服务层以及HAZ-China大数据体系结构进行设计,为用户提供震前、震时以及震后的地震损失价值评估服务。模型采用HBase分布式数据库实现大数据的存储和分析,设计房屋震害数据库以及云计算模型,通过考虑大数据因素的地震灾害损失综合评估过程,实现地震损失价值的准确评估。实验结果说明,所设计模型可实现地震损失价值的准确评估,具有较高的评估精度和稳定性。     

关于地震科学实验场的一些思考——地下云图

由中国地震局和美国国家科学基金委、地质调查局合作建立的地震预报研究实验场为中国早期地震工作的发展起到了良好的推动作用。由于种种客观原因,地震预报实验场的多数预想目标未能达成,发展受到了阻碍。最近几年,实验场重新受到重视,并更名为"地震科学实验场"。结合目前地震学发展的前沿和防震减灾事业的实际需求,本文提出增加"地下云图"作为实验场的新方向。利用高重复性、环境友好、安全性高的气枪震源,持续激发地震信号,实现对地下介质速度变化的连续监测;结合背景噪声成像获得的高分辨率3维地壳结构,构建4维(三维空间+一维时间)地下结构成像。"地下云图"可以反映地下速度和应力变化,为全国范围的地震监测预测提供新的业务手段,推动地震预测从经验预测到物理预测的转换。     

唐山马家沟矿井水位异常分析

地下水动态受水文因素影响较大,对地震和构造活动具有较灵敏的响应。判别并排除各种水文干扰,确认地下水在地震前的异常变化,对提高地震分析预报能力,具有重要作用。马家沟矿井水位动态观测层与地下水开采层为同一含水层,井水位于2010年出现破年变异常,加速持续上升,截至2015年,最大上升幅度约30 m。依据该井水文地质环境特征,根据唐山市区2001-2015年地下水位、降雨量、地下水开采量实测资料,建立合理多元回归模型和三维地下水流动模型,发现地下水开采量减少应为影响马家沟矿井水位动态的可能因素。文中采取的异常识别与分析方法,可为其他类似井孔的地下水动态异常识别及判定提供一定借鉴。     

地震台智能电源Android平台控制系统

针对无人值守地震台因供电故障造成的观测数据质量问题,现阶段GPRS在地震台站的应用大多以手机短信呈现,无良好的可视化操作界面,设计开发一种底层基于STM32单片机,以GPRS为数据传输方式,Android手机APP为监控界面的智能电源控制系统。通过在河北省地震局石家庄中心台下属的深州郭家庄地震台进行应用,证明该电源控制系统能够保证观测设备的稳定运行,并为设备维护提供了保障和依据。     

内蒙古春季降水的气候特征及预测思路

采用1961—2016年春季(3—5月)内蒙古逐月降水资料,应用统计相关分析、REOF,对比分析等方法分析研究了内蒙古地区春季降水类型的气候特征以及海洋和大气环流特征。可以发现,内蒙古春季降水具有明显的地域性特征,分为4个类型:全区偏少型,全区偏多型,中西部偏多、东部偏少型,东部偏多、中西部偏少型。研究结果说明,春季降水的大气环流形势受ENSO事件影响。AO的正、负位相对内蒙古不同地区造成不同影响,正位相时有利于中西部降水偏多,负位相时有利于东部偏多。西伯利亚高压偏强,东亚大槽偏弱、偏西,冬季青藏高原积雪偏多,西太平洋副热带高压偏强、偏西,降水落区处在低压槽后,冷空气较为活跃,配合暖湿水汽输送条件,冷暖气流在内蒙古地区交汇便形成多雨区;反之亦然。研究结果对预报员预测思路具有预测指导意义。     

Estimation of the effective precipitation recharge coefficient in an unconfined aquifer using stochastic analysis

Effectively managing groundwater relies heavily on estimating the amount of precipitation that may infiltrate the subsurface and supply groundwater. In this study, we present a novel estimation method based on a stochastic approach to evaluate the quantity of precipitation that may recharge groundwater. The precipitation recharge coefficient is also investigated based on an unconfined aquifer with an unbound, infinitely extended boundary condition. Moreover, a spectrum's relationship to the precipitation and groundwater level variation is also derived. The precipitation recharge coefficient can be obtained from the solution of the spectrum equation. Furthermore, sensitivity analysis is performed in order to determine the key variable on the precipitation recharge coefficient. Analysis results indicate that the location of an observation well affects the estimated precipitation recharge coefficient. If the precipitation recharge area is large enough, the precipitation recharge coefficient becomes insensitive to the location of the observation well. The spectrum's relationship between the precipitation recharge and groundwater level variation is also applied when estimating the precipitation recharge coefficient upstream of the Cho‐Shui River alluvial fan. According to those results, the precipitation recharge coefficient is 0·03 and the amount of groundwater recharge from precipitation is 35 million tons of water annually upstream of the Cho‐Shui River alluvial fan. Copyright © 2000 John Wiley & Sons, Ltd.     

山东5月降水异常环流型及其与海温异常的联系

利用 1981—2019 年 NCEP/NCAR再分析资料和观测降水资料,对山东5月降水多（少）雨年环流特征进行分型,分析前期海温影响大气环流进而影响降水的过程。结果表明：典型多（少）雨年,亚洲中高纬环流呈“－、＋”（“＋、－” ）距平分布,盛行纬（经）向环流,东亚大槽偏弱（强）。前期冬春季黑潮区和热带印度洋海温是影响山东5月降水的关键外强迫因子,黑潮区海温偏暖（冷）时,其上空500 hPa高度场为明显正（负）距平,低层风场呈现异常反气旋（气旋）,山东受异常东南风（偏西风）控制,加强（削弱）了水汽输送, 利于降水偏多（少）。热带印度洋偏暖年,山东地区 500 hPa高度场上表现为西低东高,低层处于异常反气旋后部的东南气流中,这与典型多雨年的环流特征基本一致,印度洋偏冷年对应环流特征与偏暖年大致相反。     

城市水利工程对京杭大运河无锡段水位影响分析

根据京杭大运河无锡段历年河流水位与降水量的关联,结合城市水利工程,分析了京杭大运河无锡段水位变化规律。重点研究了2003年前后水位变化的形成机制,推求出水利工程和气候条件下水位的变化特点,总结了城市水利工程对京杭大运河流向产生的影响。为本地区研究城市水利工程影响下河流水位变化情况及防汛应用提供了数据支持。