郑州“7·20”特大暴雨降水特征及其内涝影响

基于郑州市自动气象观测站资料,对河南郑州2021年“7·20”特大暴雨的降水极端性、降水时段、小时降水变化等特征及其内涝影响进行分析,提出超标准降水条件下内涝防治的建议。分析表明：河南郑州“7·20”特大暴雨是一次极端强降水天气过程,可以分为5个明显的降水阶段,第三阶段和第四阶段呈现短时强降水频发、重发特征,特别是20日12—18时郑州市主城区连续出现80 mm以上的小时降水,是造成郑州市主城区严重城市内涝的主要原因。按照现有的内涝防治设计标准,郑州市主城区仍不足以防范此种强度的降水,但仍可以通过完善城市内涝防治的超标应急系统、提高城市易涝点内涝防治标准等措施减轻内涝灾害。     

基于机器学习的内涝积水深度预报方法研究

利用2018年6—8月莆田市国家气象观测站的小时雨量数据、荔园路才子路口内涝点的积水深度数据,设计滞后系数和堵塞系数的计算方法.将小时雨量数据、前一时次积水深度、滞后系数和堵塞系数作为影响因子,应用机器学习中岭回归方法建立内涝点积水深度预报方程.通过2018年9月1—30日的积水深度数据以及9月降水过程的积水深度数据对...     

暴雨内涝灾害模拟研究

 城市暴雨内涝灾害的频发,已经给城市居民生命、财产安全等造成了严重威胁。对城市暴雨内涝灾害危险性模拟,可为城市暴雨内涝灾害危险性预报预警提供依据。以长春市南关区为研究区,以城市暴雨内涝灾害为研究对象,从多情景视角出发,提出了城市暴雨内涝灾害危险性多情景模拟框架,并以一、二维非恒定流为控制方程,以不规则网格为骨架综合构建了城市暴雨内涝灾害危险性数值模拟模型,实现研究区暴雨内涝灾害危险性多情景模拟。研究结果可为城市内涝应急管理部门在内涝灾害预报预警上提供参考依据。     

基于不同行业和用户主体的农业气象服务需求

利用调查数据，通过统计分析方法，围绕气象影响关键点与气象服务介入点，分行业、分用户研究农业气象服务需求。结果表明：（1）农业领域不同行业的需求存在显著性差异，种植生产业重点关注降雨、气温/积温、土壤墒情和干旱；水产养殖业重点关注气温、降水、水温/海温、寒潮、气压和冰冻雨雪；畜牧饲养业对于气象要素依赖度相对较低，主要关注气温、降雨和强对流天气。（2）农业领域不同行业对气象服务产品的时空精细度要求较高，但不同用户主体存在显著差异。（3）农业领域对于常规气象监测预报预警、专业气象监测预报预警、农用气象要素指数预报和灾害影响评估/资源评价产品的总体需求度均超过92.6%。（4）农业领域对气象数据直连、产品服务和系统平台等产品类型的需求度较高，普遍希望通过手机APP/小程序/公众号、微信/QQ群和手机短信获取气象服务产品。     

天津城市自动化积水监测及预警的实现

应用物联网技术自主研发新型积水监测设备,在天津城区易积水地方安装自动积水监测点,通过传感器实时获取积水监测数据。基于web GIS技术,采用B/S、C/S混合架构设计,建成天津城市积水监测及内涝风险预警推送系统。在PC端实现积水深度监测、降雨量监测、精细化降水预报、雷达图等数据的充分融合,在线管理积水检测设备运行、实时监测积水监测站点的积水深度,同时通过手机APP实现了基于位置的积水实况以及基于机器学习得到的积水预测实时推送,为政府部门和公众提供服务。     

基于动态临界雨量的中小河流山洪预警方法及其应用

分析了国内外山洪预警预报技术的最新进展,提出了以分布式水文模型为摹础,以动态临界雨量为指标的山洪预警预报方法,并在江西遂川江流域得到应用,以期为全国山洪监测预警系统的建设及山洪灾害防治提供参考依据.     

我国近50年旱涝灾害时空变化及监测预警服务

本文根据近50年来旱涝灾害灾情统计资料，分析了我国干旱、洪涝灾害的时空分布特征及其变化趋势。统计结果是表明：近50年来，特别是20世纪80年代以来，受全球气候变化的影响，我国降水呈现南方偏多、北方偏少的变化趋势，致使我国干旱灾害发生频率增加的同时洪涝灾害也不断增加，农作物受灾和成灾面积增加趋势明显，损失日趋严重。此外，为做好防灾减灾服务，及时向政府有关单位提供旱涝监测实况信息，国家气候中心自1995年开始开发了实时逐日早涝监测预警系统。该系统利用全国600个基本气象站点的降水量、气温、湿度等气象观测资料和未来7天降水预报资料进行统计，确定气象干旱监测、预警指标，并结合气象部门农业气象站土壤湿度监测资料和卫星遥感干旱监测结果，发布《中国旱涝气候公报》，为政府有关部门和社会公众服务。     

基于Surfer的郴州市干旱监测预警平台研究

主要研究了郴州市干旱监测预警平台、系统设计和应用效果。平台采用模块化设计、Delphi语言编写,利用SQLServer2000作后台数据仓库。系统通过对全市247个区域自动站逐日气温、降水等气象要素统计,采用降水距平分析、相对湿润指数分析、K指数分析、气象干旱分析等多种方法,得到各区域不同时间段的干旱状况,用克里金插值将干旱监测结果插值到各网格点,调用Surfer绘制全市干旱分布色斑图,系统最后以Word文档方式自动形成干旱监测服务产品。应用实践证明平台具有操作简便,预报结果较为准确的特点,有较高的实用价值和推广价值。     

江西省林业气象灾害风险调查与服务效益评估

自2016年11月至2017年5月,江西省气象服务中心在江西省林业厅森林防火总指挥部办公室的配合下开展了林业气象灾害风险调查与服务效益评估调查工作,调查共收集到22个风险点相关信息,数据显示,火灾风险是江西省林业气象灾害风险点的主要类型,调查得到18个监测站点信息,预警设施为16个。排在前3位影响林业生产的气象灾害类型为火灾、病虫害和雪害,主要致灾气象因子为气温、降水和风等。林业气象服务需求方面,排名前3位的是森林火险预报预警、森林火点监测(过程监测)和林业病虫害预报,2016年江西省气象服务效益贡献率达5.16%。     

江河流域面雨量预报方法研究

本研究以T213模式、HLAFS模式、MM5中尺度模式输出的格点资料以及日本降水量格点资料为基础,研究面雨量的计算方法和预报方法;构造在不同环流形势背景下,启动不同预报方程的面雨量预报业务流程,有效克服了在环流形势调整时预报输出不能快速响应的弱点;建立影响山西降水的天气动力诊断模型,解决了大降水样本少、预报质量低的难点;建立“实时业务运行软件包”“、系统维护软件包”“、检验评分软件包”,做到了随时跟踪、监控预报质量、随时订正预报误差、随时总结预报成败原因、为改进预报方法和更新预报因子提供客观依据的目的;建立“山西省主要河流流域面雨量预报业务系统”,做到了从资料采集到产品分发全程自动化的要求;实现了对黄河、海河流域单站雨量和山西八条主要河流流域的面雨量预报、误差分析和订正、质量评定和监控的自动化。     

“2020.07.08—10”丰城连续性大暴雨过程分析

为了更好地监测预警大暴雨天气,开展好预报服务工作,使用常规天气图、自动站数据、云图、雷达拼图和单部雷达产品等资料,采用天气学、卫星气象学和雷达气象学等方法,对2020年7月8—10日江西连续性大暴雨过程进行分析,结果表明:1)江西大暴雨与副热带高压有关,出现在副高西北部多个系统辐合之中; 2)絮状回波带和絮状回波团静止少动,带上不断有回波短带和单体回波发展加强,形成“列车效应”,形成大暴雨天气;同等回波强度时,絮状回波团的降水效率要高于絮状回波带; 3)丰城市受絮状回波带影响,回波强度35～50 d BZ; RCS上,35～50 d BZ回波顶高在6 km以下; VCS上,7～8 km以下均为负速度,对应强回波位置负速度区中出现-10 m/s大值区; 4)组合反射率CR回波强度与地面1 h雨量呈正相关,回波越强雨量越大;但雨量出现时间落后于CR回波。研究成果对江西大暴雨天气的监测预警和预报服务有指导意义。     

百分位方法在安徽旱涝诊断中的应用

基于非正态的(或非参数的)γ分布的保证率计算(百分位数),利用安徽淮北、江淮、沿江、江南四个地区1951-2000年4至10月与4月至翌年3月每3个月滑动的季度雨量和年雨量资料,运用百分位方法计算给出第70%-80%、80%-90%和＞90%百分位偏旱(偏涝)、旱(涝)、大旱(大涝)降水指标;探讨了各季度对旱(涝)的贡献率、各地区旱(涝)及其旱(涝)程度顺位、旱(涝)频率、以及各地区在全省性旱(涝)中的比重.因为各季度旱(涝)指标是滚动的,这对于实时的季度和全年旱(涝)监测诊断将具有参考价值.     

C波段雷达快速循环同化技术在宁夏降水天气预报中的应用

介绍了宁夏C波段雷达快速循环同化技术及其在2018年夏季降水预报中的应用效果。快速循环同化技术主要基于天气研究预报(weather research and forecasting,WRF)模式,通过对C波段多普勒雷达资料进行去除奇异点、地物遮挡、谱宽检查、退模糊等质量控制,利用三维变分同化、动力降尺度及冷暖启动方法,实现了C波段多普勒天气雷达观测数据的逐小时快速循环同化分析,可逐时滚动输出未来12 h逐小时间隔、水平分辨率3 km的降水、气温、风向风速、相对湿度、物理量场等格点预报产品以及雷达回波产品。通过在2018年宁夏降水预报中的应用分析发现,加入雷达资料同化后的WRF模式降水预报能力有明显提升,可为宁夏降水天气智能网格预报特别是暴雨的短临预报预警提供技术支撑。     

城市内涝预警系统研究——以开封市“7·20”特大暴雨应用效果为例

基于城市基础信息资料精细化程度和模型模拟不精准影响风险预报效果的问题，提出将多元时间序列ARIMAX模型应用于积水监测站的内涝预报，以便更精准地预测积水深度及变化过程；用多普勒雷达降水临近预报和数值模式降水预报产品，驱动积涝预报模型，建立城市内涝风险预警系统.结果表明，该系统在河南开封“7·20”特大暴雨临近时段（0～2 h）内涝风险预报效果较好，短时段（3～12 h）仍有较高的参考价值，能够为城市防汛和应急提供较好的技术支撑.     

赣东主汛期模式降水预报检验分析

基于ECMWF模式形势场预报资料及JAPANFAX、GFS、EC-THIN、JMA、T639、NCEP等11家模式降水预报资料,从面雨量、极值降雨量2个方面对2015年江西省抚州市主汛期(6月上旬至7月上旬)区域性暴雨的降水预报结果进行了短期主观检验,对比分析了11种数值模式对江西省抚州市区域性暴雨系统预报的效果。结果表明:1)在面雨量预报方面,EC集合预报、T639模式预报、GFS预报在主汛期的降水预报准确率较好; 2)在极值降雨量的预报方面,EC-THIN、T639模式预报在主汛期的降水预报准确率更好; 3)得到本地化预报准确的模式,再对2016-2017年的强降水天气过程的面雨量和极值降水量进行了预报验证,找出这2个要素的预报思路及指标,为今后主汛期降水起到较好的参考指导意义。     

福州中心城区内涝现状及其模拟

在对内涝历史与现状调查的基础上,利用Arcgis 10.0构建下渗修正后的"雨量体积法"模型,进行"麦德姆"台风下的暴雨洪水情景模拟.结果表明:1)福州在历史上多次受到涝灾,且近期愈加频繁、严重;2)鼓楼区内涝灾害最严重,台江区较轻微,仓山区、晋安区被淹没的风险高,易内涝点多;3)内涝点分布情况与内河水系关系密切,受地形、排水系统、城市化建设影响较大.     

ECMWF极端天气指数产品在湖南降水预报中的评估

利用2016—2017年欧洲中期天气预报中心(ECMWF)集合预报系统的逐日极端降水天气预报指数产品资料和实况降水资料,运用ETS评分和偏差分析等方法,对EFI产品在湖南降水预报效果进行了检验评估.结果表明:预报EFI与实况降水量存在显著正相关关系,各等级降水EFI最优阈值的ETS评分随预报时效增加、降水量级增大而减小;EFI对暴雨的预报准确率在夏季最高,最优阈值最低,预报偏差最小,对暴雨的预报准确率在秋季其次,春季和冬季准确率最低.     

人工神经网络方法在短期天气预报中的应用

将人工神经网络方法试用于南京夏季短期降水分级预报,根据南京夏季梅雨期的天气特点,用统计和动力学方法从HLAFS(高分辨率有限区域预报系统)预报产品中寻找预报因子,然后用2种方法选取输入因子分别对人工神经网络进行训练,并利用抽取的5天雨量实况作降水分级预报检验.通过对人工神经网络方法预报降水的结果与HLAFS降水预报以及逐步回归预报的结果对比发现:与HLAFS数值模式的降水预报相比,人工神经网络降水预报方法的准确率提高了20%以上,而且漏报、错报明显减少;特别是与逐步回归预报相比,大到暴雨的预报准确率得到了明显提高,这一研究表明人工神经网络方法在短期天气预报中也会有较大的应用价值.     

沙尘暴监测预警服务系统一期工程建设及应注意的问题

沙尘暴是一种灾害性天气，对我国国民经济和人民生活产生了严重影响。加强沙尘暴监测预警服务工作是利国利民之举，意义深远。目前的监测预报能力尚存在不足，不能满足对沙尘暴进行定量实时监测和预报的要求。通过沙尘暴监测预警服务系统一期工程建设可以明显增强对沙尘暴的监测预警服务能力。一期工程建设主要包括监测分系统、预警服务分系统、通信传输分系统等部分。为确保该项目建设效益的发挥，该项目的建设要充分发挥现有台站的监测能力，并考虑系统功能的整体性、可拓展性和资料格式的标准化等问题。     

人工神经网络方法在短期天气预报中的应用

将人工神经网络方法试用于南京夏季短期降水分级预报，根据南京夏季梅雨期的天气特点，用统计和动力学方法从HLAFS（高分辨率有限区域预报系统）预报产品中寻找预报因子，然后用2种方法选取输入因子分别对人工神经网络进行训练，并利用抽取的5天雨量实况作降水分级预报检验．通过对人工神经网络方法预报降水的结果与HLAFS降水预报以及逐步回归预报的结果对比发现：与HLAFS数值模式的降水预报相比，人工神经网络降水预报方法的准确率提高了20％以上，而且漏报、错报明显减少；特别是与逐步回归预报相比，大到暴雨的预报准确率得到了明显提高，这一研究表明人工神经网络方法在短期天气预报中也会有较大的应用价值．