甘肃近50 a暴雨洪水极端值分析探讨

通过甘肃近50 a暴雨洪水与已知世界最大暴雨洪水及其外包线的对比,分析甘肃暴雨洪水极端值的量级特性,探讨甘肃暴雨洪水成因及时空分布,研究暴雨洪水灾害发生的基本规律。结果表明:历时小于1 h的局地暴雨可达到或超过世界最大外包线;流域面积小于30 km~2的小面积洪水量级可达到或超过世界最大外包线,大流域洪水量级与世界最大外包线相差较大,造成灾害的可能性较小;暴雨洪水在7月和8月发生的频率均超过70%,"七下八上"是甘肃境内洪水的高发期;从暴雨洪水分布区域看,东南部流域发生的频率大,河西内陆河流域发生的频率相对较小。     

南水北调中线总干渠沿线地区冬季气温特征分析

南水北调中线工程总干渠沿线区域冬季气温特性影响工程冰期输水调度过程和冰害防治工作布置。基于总干渠沿线8个气象站点1968～2017年的逐日气温资料,采用R/S分析法与Mann-Kendall趋势检验法探讨了各站点冬季平均气温的趋势性与突变性,进一步用《暖冬等级》(GB/T 21983-2008)对沿线各站点进行各类典型年划分,并制定了寒潮同步分析标准。结果表明:近50 a,该工程沿线地区冬季气温具有显著升温趋势;可将90年代作为工程沿线区域冬季气温突变变暖时间节点;沿线地区强冷冬典型年同步比例约为8%,同步冷暖冬比例共约43%;各站点冬季连续低温天数从南至北依次增加,且均呈递减趋势。工程沿线冬季气温同步性较大,应充分挖掘气温同步的特性与影响,一方面避免因冰情预测不足诱发安全风险管理风险;另一方面可提高冰期输水灵活性和效益性。     

全球变暖背景下珠江流域年日最高气温时空变化特征及影响分析

全球变暖和剧烈的人类活动引起全球气候非平稳性,极端高温等气候事件日益频繁,已严重威胁到人类健康和社会经济发展。分别利用1960—2012年珠江流域43个气象站的年日最高气温和74种逐月大气环流指数分析流域内极端高温时空变化特征并定量探讨其影响因素。结果表明:①珠江流域年日最高气温总体呈显著上升趋势,2002年前后发生显著突变,变化周期为4.8 a,且存在2.0～5.8 a的振荡周期;②流域极端高温呈现出从西部向东部递增的特点,其中东部地区呈明显上升趋势;③对珠江流域极端高温具有重要驱动作用的4个指数分别为太平洋区极涡强度指数、西太平洋副高强度指数、亚洲区极涡强度指数以及北半球极涡面积指数,而北半球副高北界位置指数和亚洲纬向环流指数的相对贡献率最小。     

中亚瓦赫什河上游源区气候水文要素演变特征

为研究全球变化背景下中亚河流源区气候水文变化,基于中亚跨境河流瓦赫什河上游源区1955—2017年气象水文数据,分析了流域内气候水文要素演变特征及流量变化主要控制因子。结果表明:瓦赫什河上游源区近1955—2017年气候呈现暖湿化趋势;瓦赫什河上游源区气温在1994年发生突变现象,降水在2007年与2012年发生突变现象,流量则在2003年发生突变现象;小波分析显示瓦赫什河上游流域气温、降水、流量的第一主周期分别为28 a、20 a、28 a,周期性振荡明显;瓦赫什河上游源区在气候水文要素关联上,气温与流量变化相较于降水紧密,但受全球升温停滞影响,温度对于流量作用并没有持续增强。     

云南高原岩溶区极端降水变化规律研究

利用云南高原岩溶区9个气象站1960-2017年逐日降水量数据,通过MATLAB软件计算了6个极端降水指数,基于反距离加权插值、线性倾向估计、Mann-Kendall突变检验以及Morlet连续小波变换等技术方法,探讨了云南高原岩溶区极端降水的演化规律。结果表明:云南高原岩溶区1960-2017年各极端降水指数中,CDD、RX1day、RX5day、SDII主要呈缓慢的上升趋势,CWD呈显著的下降趋势,PRCPTOT整体减少趋势不显著;1960-2017年间仅有CDD和PRCPTOT发生了显著突变,突变年份分别为2006年以及2000年,其余4个指数CWD、RX1day、RX5day、SDII无明显突变现象;各极端降水指数周期性震荡较为明显,CDD、CWD、RX1day、RX5day分别存在28~30a、26~30a、27~30a、27~30a的主周期,SDII与PRCPTOT在27~30a时间尺度上周期最为明显;1960-2017年云南高原岩溶区各极端降水指数空间差异较为明显,除CDD表现为由南向北逐渐递增趋势外,其余5个指数表现为由北向南逐渐递增的相反趋势;1960-2017年间,CDD、CWD、RX1day、RX5day以及SDII均与PRCPTOT呈一致的极显著正相关,相关系数均达0.98以上。极端降水的这些变化可为未来岩溶水资源管理、生态环境建设等方面提供参考。     

2000年以来黄河宁蒙河段开河期冰凌洪水特点分析

黄河宁蒙河段开河期冰凌洪水主要集中在3月中下旬,一般由融冰洪水与冰坝洪水组成,其特点主要表现在:凌峰、洪量年际变化大,沿程增加明显,头道拐站易形成多峰,峰型系数较夏汛小,洪水历时较夏汛短,水位表现较夏汛同流量水位高,流速在涨水段慢于落水段。这些特点主要与宁蒙河道形态、水利工程、封河期上游来水及开河期气温、开河形势、封冻期形成的槽蓄水增量大小、沿程分布及其释放程度有关。     

极端海况下FPSO系泊系统安全性评估与分析

针对近年极端海洋性气候频发所导致的FPSO系泊系统安全性问题,从服役多年系泊系统钢缆的剩余强度入手,评估影响船体运动的环境参数,给出系泊钢缆的安全系数。利用准静态的方法估算环境等级的范围,选取南海某型FPSO建立系泊系统耦合计算模型。应用AQWA-DRAFT与AQWA-NAUT模块,采用时域非线性方法对系泊系统进行耦合分析,在满足规范系数的前提下确定现服役系泊系统的定位能力,预报系泊系统所能承受的最大风浪流极值组合及对应的台风等级。通过计算可看出钢缆强度的下降直接影响着系泊系统的定位能力,导致其无法抵御百年一遇的台风,系泊系统可抵御台风等级降至12级。     

青藏高原大通河流域气候要素时空演变特性分析

以青藏高原大通河流域为研究区域,将流域内及周边5个气象站1960-2012年的年降水、年均气温及年潜在蒸散发作为研究对象,利用气候倾向率法、Mann-Kendall法、滑动平均和小波分析法对各气候要素的演变特性进行了分析,以期为大通河流域水电站梯级调度运行、减轻旱涝灾害及其影响提供科学依据。结果表明:153a以来,大通河流域年降水以0.60 mm/a线性趋势不显著增加,年均气温以0.03℃/a的线性趋势显著增加,而多年潜在蒸散发却以0.94 mm/a线性趋势不显著减小;2流域年降水受祁连山及季风的影响,在东西方向自西南向东北逐渐增加,在流域的中游达到最大;受海拔的影响,年均温度的空间分布东高西低,南低北高,最高温度出现在流域中下游;而流域年潜在蒸散自西南向东北呈现带状相间的分布规律;3该流域年降水、年均气温均未出现突变,流域年潜在蒸散发在1970及2008年出现突变;4周期分析显示,流域年降水序列周期为17、28 a左右,年均气温周期为8、15 a左右,年潜在蒸散发序列周期为18、30a左右。     

SADE-ELM电容层析成像流型辨识算法

针对电容层析成像反问题流型识别较难的问题,提出了一种新的ECT流型辨识算法——差分演化优化极端学习机算法,进而提出了基于自适应差分演化优化极端学习机(Sa DEEML)的ECT辨识算法.在论述极端学习机算法的基础上,结合差分演化算法对极端学习机算法进行优化,自适应差分演化算法中的关键参数,通过训练得到各类流型的分类器的参数,构造分类器进行精准与快速分类.实验结果表明:该算法能有效克服极端学习机算法的缺点并提高了局部与全局收敛能力,通过与BP、SVM算法比较,该算法具有竞争力,并为电容层析成像流型辨识的研究提供了新算法.