基于改进的统计估算法与暴雨移置法的香港地区4h可能最大降水估算

基于香港地区74站、台湾地区66站和深圳站的雨量资料及4个典型台风暴雨发生期间逐时雨量资料,首先利用改进的统计估算法估算其4h可能最大降水,然后采用分时段地形增强因子法对4个台风暴雨进行分割,去除地形雨分量,最后将概化的辐合雨分量移置到香港地区,与其4h地形增强因子相结合,估算出香港地区4h可能最大降水。结果表明,改进的统计估算法和暴雨移置法估算得到香港地区4h可能最大降水分别为558.5、516.7mm,均高于香港地区4h暴雨纪录。经分析比较,估算结果均比较合理、可靠。     

一种基于WRF模式的可能最大暴雨估算新方法

数值天气模式能通过大气物理方程概化气象因子与暴雨关系,基于此模式的暴雨因子放大法已成为估算可能最大暴雨(PMP)的重要途径。考虑到风速在地形作用下能够影响水汽垂直运动,进而与水汽辐合共同影响降雨,增加风速作为放大因子,提出了基于WRF模式的水汽风速放大法估算PMP,即通过大量敏感性试验,研究水汽、风速放大的垂直层数、水平范围、倍比,诊断水汽、风速因子与PMP的正相关性,同时通过因子组合放大确定能产生最大降雨的最恶劣暴雨情景。将其应用于湖北咸宁核电厂暴雨预测中,与基于线性假定的传统水汽风速放大法相比,该法从因子放大后暴雨特征的同向增强效应角度确定最不利暴雨,更为科学合理。     

复杂地形对山西省区域性暴雨的数值模拟试验

为探究山西省复杂地形对暴雨的影响,利用中尺度天气模式WRF对2013年7月9～10日山西省特大暴雨天气过程进行模拟分析,基于山西省地形设计了3组地形敏感性试验,分析了地形对此次极端强降水的影响。结果表明,山西省复杂地形对暴雨特征(暴雨中心、暴雨强度)影响非常显著,当增高地形后,暴雨中心的垂直螺旋度大值区的区域明显变大,扰动位温大值区向东偏移,山西省南部水汽辐合增强,而当地形降低后,垂直螺旋度则明显缩小甚至消失,扰动位温也明显降低,中部水汽辐合增强。并结合动力条件、热力条件和水汽条件,阐述了山西省地形对暴雨发展过程的影响。     

近60年来福建省降雨时空分布特征

近年来,全球气候变化使各种极端降雨事件显著增加,导致洪涝灾害频发。鉴于福建省是受洪涝、风暴潮和次生灾害影响频繁的省份之一,基于近60年来福建省18个站点的气象观测数据,运用Mann-Kendall趋势分析、Morlet小波分析等方法分析了福建省降雨时空变化特征。结果表明,福建省年降雨量总体呈不显著增加趋势,增幅达8.11mm/10a,然而暴雨雨量增幅达13.56mm/10a;雨日呈逐渐减少趋势,降雨强度却不断增大,尤其是夏季降雨强度增幅最为明显;沿海的厦门、平潭地区夏季降雨呈显著增多趋势(p0.05),降雨由东南沿海向西北山区逐渐递增;暴雨和其他等级雨量的空间分布存在较大差异,多发生在西南和东北地区山脉东部的迎风坡。建议福建省应加强极端降水事件增多导致的洪涝灾害及其次生灾害的防范力度。     

上海市杨浦区设计面暴雨量与设计暴雨雨型研究

选择上海市杨浦区作为试验区域,对极端性天气下不同重现期和不同历时的设计面暴雨量、设计暴雨雨型进行计算。设计面雨量的计算利用研究区附近3个站点3种历时1978~2015年的降雨资料及上海市频率曲线参数的等值线图插值进行频率计算,得到各重现期的设计面暴雨量;设计暴雨雨型的计算利用江湾站2001~2015年逐分钟暴雨资料,先用模糊识别法进行雨型分类,然后用PC法分别对单峰型和双峰型暴雨进行雨型设计,得到具有代表性的杨浦区设计暴雨雨型。     

基于聚类分析的短历时暴雨雨型研究

暴雨雨型直接影响着洪峰流量的大小及洪水过程,研究暴雨雨型可为防洪排涝、山洪灾害防治提供科学依据.根据陕西省宝鸡气象站1981～2017年自记降雨资料,采用Ward聚类分析法对120场暴雨做了分类研究,从多角度分析了雨型的发生规律,初步探讨了雨型与山洪内涝的关系.结果 表明,聚类分析法在雨型分类中具有较好的适用性;宝鸡气...     

基于地形影响的龙羊峡库区人工增雨效果评估

对1997年黄河上游地区龙羊峡水库人工增雨效果采用垂向混合产流模型进行效果评估。对目标区数据进行还原处理时,充分考虑地形对降雨空间分布的影响,将降雨量与所在站点经度、纬度和高程进行多元相关。研究结果表明,由于充分考虑了地形因子对降水的影响,用该法得出比用对比区降雨量来简单相关目标区降雨量更高的精确度。     

短历时暴雨高风险区划图及其应用

基于太湖流域多时段雨量资料,运用地区线性矩法得到各站点对应重现期下的暴雨频率估计值,再由空间内插得到暴雨高风险区划图,并编制了一套以在线平台形式查询短历时暴雨高风险区划图的软件,可查询不同站点、不同时段、不同重现期下的暴雨频率估计值。结果表明,太湖流域的暴雨高风险区域位于西南部山区,西部地区为次暴雨高风险区,说明该平台可为防洪设计标准提供可靠依据,有助于山洪预警,从而减少生命财产损失,有效可行。     

水文气象分区线性矩法在广西暴雨频率分析中的应用

基于广西壮族自治区多时段的年最大值降雨量资料,以3h为代表,首先利用水文气象分区线性矩法,将其划分为23个水文气象一致区;然后采用三种拟合优度判别方法,判断每个一致区的最优分布线型,得出GEV和GNO线型在广西是较优的选择;最后根据地区分析法得到各站对应重现期下的暴雨频率估计值,发现同一时段暴雨频率估计值空间分布形态大致相同,而在同一重现期下不同时段估计值空间分布形态会随设计时段的不同而发生变化。     

复杂地形区晴空太阳辐射模型构建与应用

以昆仑山提孜那甫河流域为研究区,利用中分辨率成像光谱仪(MODIS)提供的大气数据基于Iqbal Model C模型估算晴空大气透射率空间分布,并引入地形开阔度(SVF)和遥感地表反照率数据分别用于估算散射辐射地形阻挡以及反射辐射反照率系数空间分布,最后结合Kumar模型的直接辐射地形阻挡模拟过程,实现对Kumar模型的改进,改进后模型综合考虑了大气以及地形对太阳辐射的影响。利用改进后模型对研究区地表太阳辐射时空分布进行模拟和分析,基于地面气象站点观测数据对模拟结果进行验证。结果表明：模型估算值与站点观测值存在很好的一致性,相关系数R²为0.96,平均绝对误差(MAE)为1.47 MJ/m²,平均绝对相对误差(MARE)为12.26%。春季、夏季以及秋季模型的模拟精度较高,冬季模型的模拟精度较低,可能的原因为冬季MODIS大气数据有所低估。     

昆明城市暴雨洪水特性分析

昆明城市化进程加快后,城市暴雨洪水特性发生了变化。利用昆明市城内及城郊水文、雨量代表站1971～2011年实测资料,分析了城内及城郊暴雨洪水的地域分布、时空尺度变化、季节变化、年际变化。结果表明,昆明城区局部暴雨发生频次增多,暴雨中心主要位于盘龙江上游甸尾河—西北沙河—昆明主城一带,高强度暴雨常集中于几十分钟内,10min降雨占60min降雨的23%～70%,1h降雨占24h降雨的30%～63%。受城市化发展影响,城区暴雨量值在1990年后呈递增趋势,最大1d降雨量尤为明显,洪水的时空分布、季节变化与暴雨基本一致。     

山洪灾害分析评价预警雨量应用机制与实践

山洪灾害预警是山洪灾害防治的重要手段,现有遥测自动雨量站可为山洪灾害预警提供基础支撑。针对各沿河村落已有预警雨量而无法有效投入使用的问题,提出了按流域分区使沿河村落与雨量站进行一一对应,使用泰森多边形法确定了预警雨量站及雨量站预警关联机制,并将其应用于商城县化眉笼小流域中。结果表明,提取出沿河村落上游流域范围,并在该范围内搜索雨量站,将沿河村落与这些雨量站进行逻辑关系对应,在流域中使用泰森多边形法确定雨量站的预警关系,符合流域降雨在空间上的分布,能够解决目前预警雨量站空报、错报问题。     

广州市近年降雨时空变化规律分析

受全球气温上升影响,广州市区水文要素出现了明显的变化.为揭示广州市降雨时空变化趋势,采用Mann-Kendall检验法从不同方面分析了降雨时间序列的演变规律,可知市区年降雨量逐年增加,暴雨中心由市郊向市中心转移,降雨时段更为集中.并采用不均匀系数结合Mann-Kendall检验法分析了降雨的时空分布及其变化趋势,发现广州市降雨量年内分配不平衡,且降雨空间分布不均匀.     

灰关联模式识别与预测方法在河南省黄河中游流域夏季雨量中长期预报中的应用

基于三门峡、郑州、卢氏、孟津、济源和孟州站6~8月累积雨量资料,采用灰关联模式识别与预测方法进行了中长期雨量预测,预报验证期为5年。结果表明,6个站点的预报合格率均大于等于60%,总体上看丰水年的预报合格率大于枯水年,其中卢氏站的预报合格率最好,达到100%;三门峡站2006年、孟津站2002年和2006年预报相对误差较大,原因在于其实测值在各自站点从小到大排序中排位靠前,可见灰关联模式识别与预测方法在预测极小值时效果较差。     

基于多态系统理论的巫山县山洪灾害危险评价

以巫山县山洪灾害为研究对象,基于多态系统理论,将坡度、坡向、地形起伏度、河网密度、土壤类型、土地利用类型6个元件并联为孕灾环境系统,与多年平均最大1、6、24h降雨3个元件进行串联,构建山洪灾害危险多态系统评价模型;考虑降雨和未降雨两种情景,从乡镇和村社两个尺度对研究区山洪灾害危险进行综合评价。结果表明,在不考虑降雨因素情况下,巫山县各乡镇和村社均处于山洪灾害低危险状态;在考虑最大1、6、24h降雨条件下,研究区山洪危险总体呈现以西部大溪乡和东南部为极核,分别向东北-南、西北方向逐渐降低的空间分布格局,与降雨危险状态划分吻合,且以降雨强度为元件的触发系统是山洪灾害多态系统的必要组成成分;无论乡镇尺度还是村社尺度,各降雨触发条件下极高、高危险区域的面积1h24h6h,说明研究区山洪灾害最易受1h短历时强降雨的影响。因此,针对不同降雨触发下的山洪危险区域,应因地制宜地采取防灾减灾措施,以保护居民生命及建筑物等财产安全。     

不同资料年限下城市暴雨公式型式研究

考虑到近20年城市化进程的快速推进,较久远的降雨数据无法反映现有城市化水平下的降雨特性。以淮安市为例,选取1980～2016、1990～2016年两种不同年限资料作为基础数据,基于城市暴雨分公式与总公式的精度和设计雨强对比,进行暴雨公式研究。结果表明,1990～2016年暴雨强度分公式和总公式的设计雨强均高于1980～2016年的设计雨强,表明城市化进程使暴雨公式结果偏大,更贴近目前城市雨情现状;暴雨强度分公式重现期越小精度越高,整体精度高于总公式约30%～40%,结合设计雨强因素分析可知,当重现期偏小时选取分公式,当重现期不低于50年时选取总公式。研究成果可为城市防洪排涝、海绵城市建设的工程规划与设计提供参考。