暴雨山洪灾害预警方法研究进展

暴雨山洪灾害预警是中小流域山洪灾害防控体系的薄弱环节,也是决定山洪灾害防控成败的关键。论文围绕山洪灾害预警的核心问题,从中国山洪灾害区域差异特征、山洪灾害预警技术方法、山洪灾害概率预警现状3个方面进行了综述。中国山洪灾害分布存在明显的时空差异,因此有必要根据山洪灾害的区域差异发展有针对性的预警方法。以临界雨量为指标的雨量预警是目前中国中小流域暴雨山洪灾害预警的主要技术手段,但常规方法仅给出一个(组)确定的临界雨量阈值,导致预警结果存在突出的不确定性问题。概率预警可以定量评估诸多不确定性,给出山洪灾害概率预警结果,因此具备很好的理论优势与潜在应用价值。论文展望了山洪灾害概率预警未来的研究重点与方向：(1)充分挖掘暴雨洪水样本信息,开展山洪灾害概率预警基础方法与技术集成研究;(2)加强非平稳性条件下的临界雨量阈值估算与山洪灾害概率预警研究;(3)综合考虑预警阈值发生概率及其致灾概率,优化“多级预警、多级响应”技术方法,推进山洪灾害综合预警业务系统建设与应用。     

基于GIS的淄博市地质灾害预警预报系统建设

淄博市地质灾害预警预报系统基于MapGIS K9平台进行二次开发,以数据库和地理底图为基础,集成数据、图像于一体搭建起一个高度信息化、专业化、智能化的地质灾害预警预报及管理平台。此系统的建设能够显著提高淄博市地质灾害气象预警预报的精细化水平,熟练掌握和运用该系统是进行预警分析、提前预报和及时防范地质灾害发生的有效手段。     

邵阳地区闪电活动特征及其与降水的关系

利用闪电定位资料和常规观测站24 h的降水资料,对邵阳地区2008-2010年的闪电特征进行分析,并进一步探讨了邵阳地区闪电与降水的关系。结果表明：邵阳地区闪电多以负地闪为主,地闪频次的最大值中心位于东北部,呈东北-西南减少的趋势;地闪频次存在明显的日变化特征,闪电集中发生在13-19时;有闪电时,降水量不超过1 mm和10 mm的降水个例分别为29.63 %,76.30%;无闪电时,其值分别为69.44 %,96.30 %;超过20 mm的降水大多伴随有闪电,无闪电时发生概率极小;地闪频次与闪电对流降水的拟合系数优于其与所有降水的拟合系数,且随着统计尺度的增大,地闪与闪电对流降水的相关性变强。     

崇左市预警信号发布现状及探讨

统计2008-2013年以来崇左市下辖江州区、扶绥县、天等县、大新县、宁明县、龙州县、凭祥市七县（市、区）,几种常用的气象灾害预警信号发布现状以及实际工作中遇到的问题展开谈论,探讨预警信号发布工作面临的新形势,并提出新形势下预警信号发布工作相应的对策和措施,从而更好的做好＂气象灾害预警信号＂的发布工作,减少气象灾害所带来的损失。     

基于数值模拟的渤海海域地震海啸危险性定量化研究

根据地震海啸产生的条件,结合渤海海域的地形特征、地质构造、地震学特征和历史地震及海啸记录对渤海海域潜在的地震海啸进行了数值模拟研究。分析了渤海可能引发地震海啸的震源区域,讨论了渤海发生海啸灾害的可能性。文中通过数值模拟再现了渤海历史上几次规模较大的地震事件可能引发的海啸情景,研究分析了可能的地震海啸在渤海及周边海域的传播过程及波动特征.地震海啸传播模型采用基于四叉树原理的自适应网格加密技术,有效解决了局部分辨率与计算效率之间的矛盾。数值计算包括地震海啸产生及传播过程。利用该模型对渤海潜在的地震海啸进行了数值计算,基于数值计算结果定量阐述了渤海海域潜在地震海啸对渤海局部岸段及北黄海沿岸的影响,给出了渤海可能地震海啸危险性划分;研究结果将为我国海啸危险性分析和海啸预警技术研究工作提供技术支持。     

基于码率控制的DMB预警信息预处理系统

为解决预警信息音频广播的单一性,通过对数字多媒体广播(DMB)的标准研究,设计了基于码率控制的DMB预警信息预处理系统.该系统采用MPEG-4 HE AAC和H.264/AVC编码算法对预警音视频信息分别进行信源编码,实现将编码后信息合成为TS码流;采用RS和卷积交织的信道编码方法实现TS码流的纠错控制,提高传输可靠性.针对传输码率不稳定、音视频传输容量和速率不匹配的技术难点,提出基于码率控制的音视频匹配控制传输方法,通过空包插入法实现对编码输出数据码率的智能控制,达到音视频预警信息的稳定实时输出.该预处理系统目前已通过验证,可显著提高预警信息传输的可靠性、稳定性和实时性.     

三体散射长钉（TBSS）在C波段雷达中的应用研究

利用普洱CIND3830-CC天气雷达资料、地面观测资料进行统计分析,研究2004-2013年普洱C波段天气雷达中27次三体散射长钉(TBSS)的统计特征、地面降雹与TBSS的对应关系,并对TBSS在冰雹预警方面的应用进行探讨,结果表明:(1)C波段雷达中,产生TBSS的回波的反射率因子范围为55.0~68.4 dBz,70%的TBSS出现在反射率因子≥60 dBz时。(2)TBSS的维持时间为10~79 min,63%的TBSS维持时间超过20 min。(3)TBSS一般出现在4.0~9.5 km,最低出现在2.6 km,最高出现在11.4 km。(4)TBSS长5.6~22.4 km,宽1.5~14.6 km,TBSS宽度与强回波区径向外侧的60 dBz以上回波的面积成正比,但TBSS的长度与反射率因子核心的强度和宽度无明显对应关系。(5)出现TBSS时,59%的回波出现了降雹,11%的回波出现了强冰雹。(6)出现TBSS且出现降雹的过程中,TBSS预报冰雹的时间提前量为5~100 min,平均为34.5 min。(7)在出现TBSS且出现降雹的过程中,TBSS的宽度与冰雹的大小或降雹密度成正比。此外,分析了出现TBSS但未降雹的原因,找出了TBSS配合垂直液态水含量密度(D_(VIL))和45 dBz伸展高度、TBSS配合回波宽度和45 dBz伸展高度的预报冰雹的方法,在出现TBSS特征的回波中,上述方法的预报准确率分别达89%和94%(临界成功指数为0.89和0.94)。     

浙江省雷电灾害易损性分析及风险区划

根据 2007-2011 年浙江省雷电灾害事故调查资料、浙江省地闪监测资料,选取地闪密度、灾害频数、经济（GDP）损失模数、生命易损模数、雷灾经济损失、人员伤亡等作为浙江省各市雷电灾害易损性评估指标,对浙江省各市进行雷电灾害易损性综合评估,并结合 GIS 方法对浙江省进行了雷电灾害易损性风险区划,为有针对性做好防御雷电灾害规划提供科学依据.     

雷电定位系统与人工观测雷暴日数统计比较

为了利用雷电定位系统 (lightning location system,LLS) 资料统计人工观测雷暴日数,采用湖北省2007—2012年LLS监测资料,选取25个气象站为圆心,统计其不同监测半径 (r) 圆区域内LLS监测的雷电日数,并与人工观测雷暴日数进行比较。结果表明:r≤7 km时,LLS监测平均年雷电日数小于人工观测平均年雷暴日数;r≥8 km时, LLS监测平均年雷电日数大于人工观测平均年雷暴日数;r=22 km圆区域内年平均雷电日数可替代最大年雷暴日数。根据r=7 km,r=8 km圆区域内LLS监测的年雷电日数、年平均地闪密度资料,分别采用直接替代法、地闪密度法和该文提出的二元法计算年雷暴日数,结果显示:二元法效果最好。二元法计算的2007—2012年25个站平均年雷暴日数与人工观测相等,平均差异为7.4%;二元法计算的2013年年雷暴日数与人工观测相差0.8 d,平均差异为12.3%。     

An Overview of Nowcasting Development, Applications, and Services in the Hong Kong Observatory

The Hong Kong Observatory （HKO） has been developing a suite of nowcasting systems to support op- erations of the forecasting center and to provide a variety of nowcasting services for the general public and specialized users. The core system is named the Short-range Warnings of Intense Rainstorm of Localized Systems （SWIRLS）, which is a radar-based nowcasting system mainly for the automatic tracking of the movement of radar echoes and the short-range Quantitative Precipitation Forecast （QPF）. The differential, integral （or variational）, and object-oriented tracking algorithms were developed and integrated into the nowcasting suite. In order to predict severe weather associated with intense thunderstorms, such as high gust, hail, and lightning, SWIRLS was enhanced to SWIRLS-II by introduction of a number of physical models, especially the icing physics as well as the thermodynamics of the atmosphere. SWIRLS-Ⅱ was further enhanced with non-hydrostatic, high resolution numerical models for extending the forecast range up to 6h ahead. Meanwhile, SWIRLS was also modified for providing nowcasting services for aviation community and specialized users. To take into account the rapid development of lightning events, ensemble nowcasting techniques such as time-lagged and weighted average ensemble approaches were also adopted in the nowcasting system. Apart from operational uses in Hong Kong, SWIRLS/SWIRLS-Ⅱ was also exported to other places to participate in several international events such as the WMO/WWRP Forecast Demon- stration Project （FDP） during the Beijing 2008 Olympics Games and the Shanghai Expo 2010. Meanwhile, SWIRLS has also been transferred to various regional meteorological organizations for establishing their nowcasting infrastructure. This paper summarizes the history and the technologies of SWIRLS/SWIRLS-Ⅱ and its variants and the associated nowcasting applications and services provided by the HKO since the mid 1990s.