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雨量数据缺失条件下基于实测流量的北京市“23·7”极端暴雨降水反演
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作者 张旭旻 陈颖冰 +3 位作者 李永坤 卢亚静 薛志春 胡晓静 《河海大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期38-44,共7页
以永定河与大清河流域雨量站损毁严重、实测降水数据可靠性较差的5个典型中小流域为研究对象,基于北京市“23·7”极端暴雨实测流量数据,利用动态系统响应曲线(DSRC)反演方法对实际降水量进行反演,并采用均方根误差(RMSE)、PEARSON... 以永定河与大清河流域雨量站损毁严重、实测降水数据可靠性较差的5个典型中小流域为研究对象,基于北京市“23·7”极端暴雨实测流量数据,利用动态系统响应曲线(DSRC)反演方法对实际降水量进行反演,并采用均方根误差(RMSE)、PEARSON相关系数与纳什效率系数作为评价指标检验反演方法的有效性,同时通过统计分析实测降水(反演前)、反演降水(反演后)与实际降水(利用多源数据融合后的降水数据近似)不同历时的降水特征值对反演降水的准确性进行评价。结果表明:DSRC反演方法在5个典型流域中均能够对流域面平均降水过程进行有效反演,反演前后的降水过程与实际降水过程的平均RMSE分别为5.97、3.86 mm,平均PEARSON相关系数分别为0.67与0.82,平均纳什效率系数分别为0.27与0.67;DSRC反演方法对降水特征值的反演效果与新安江模型模拟效果以及雨量站实测雨峰的准确度密切相关;在雨量站数据传输中断后,DSRC反演方法仍能够对实际降水进行有效反演,反演的降水过程表现出明显的连续性特征。 展开更多
关键词 动态系统响应曲线 降水反演 “23·7”极端暴雨 北京市
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随机森林模型解析极端暴雨洪峰流量驱动要素——以北京“23·7”暴雨为例 被引量:1
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作者 车海伦 李华林 +3 位作者 张帆 吴凤月 谢晨新 刘晔 《北京林业大学学报》 北大核心 2025年第1期51-62,共12页
【目的】为明晰极端暴雨下洪峰流量形成的驱动要素,对北京“23·7”极端暴雨洪峰进行调查,从而揭示洪峰流量的变化规律,为区域灾后重建规划与防灾减灾工作提供科学依据。【方法】在2023年北京“23·7”极端暴雨发生后,对位于暴... 【目的】为明晰极端暴雨下洪峰流量形成的驱动要素,对北京“23·7”极端暴雨洪峰进行调查,从而揭示洪峰流量的变化规律,为区域灾后重建规划与防灾减灾工作提供科学依据。【方法】在2023年北京“23·7”极端暴雨发生后,对位于暴雨中心的门头沟区56条沟道140个洪痕点位开展调查,在明晰沟道洪峰流量空间变化基础上,使用随机森林模型定量分析各要素对沟道洪峰流量的驱动规律。【结果】(1)门头沟区沟道洪峰流量大小分布与降雨中心分布有较强一致性,整体由北向南递增,洪峰流量范围在27.5~1072.0 m3/s之间,超过10、20、50年一遇洪峰流量水平的沟道分别占总数的82%、71%、41%。(2)本次降雨条件下,影响门头沟区沟道洪峰流量差异的前5个因素依次为流域面积、沟道长度、平均起伏度、径流系数和淤积量,其相对重要值依次为1.000、0.524、0.471、0.382、0.346,表明地形因素对此次暴雨条件下门头沟区沟道洪峰流量影响最大。(3)各要素与洪峰流量存在复杂的非线性关系。【结论】根据最重要的5个驱动因素,建议灾后恢复重建工作中,以沟道为基本单位,实施“一沟一策”管理策略。合理布设防洪措施,提高工程防洪标准,重点关注淤积量、径流系数等关键可控因素。同时完善应急预案,整治侵占沟道行洪空间等问题,以提升区域的抗洪能力。未来研究需扩展至土地使用模式、水利设施建设等人为因素,因地制宜地分析洪峰流量影响机制,为不同地区的防灾减灾工作提供精准的指导。 展开更多
关键词 北京“23·7暴雨 洪峰流量调查 门头沟区沟道 曼宁公式 驱动要素解析 随机森林模型
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太行山地形与水汽特征对“23·7”河北中部极端降水形成的影响机制
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作者 刘姝 周煜 +5 位作者 王福侠 花家嘉 王振超 章鸣 高凌峰 王琼 《气候与环境研究》 北大核心 2025年第1期24-38,共15页
利用国家基准站降水观测数据、ERA5(European Centre for Medium-Range Weather Forecasts Reanalysis v5)再分析资料和WRF(Weather Research and Forecasting)中尺度数值模式,研究了水汽输送、收支及北段太行山地形对“23·7”河... 利用国家基准站降水观测数据、ERA5(European Centre for Medium-Range Weather Forecasts Reanalysis v5)再分析资料和WRF(Weather Research and Forecasting)中尺度数值模式,研究了水汽输送、收支及北段太行山地形对“23·7”河北中部极端降水过程的影响。结果表明:1)偏北偏强的副热带高压西伸和大陆高压打通形成“高压坝”,阻挡减弱台风“杜苏芮”的北上,加之西北太平洋台风“卡努”东移的共同影响,建立了两条水汽通道(1000~700 hPa),一条为西太平洋水汽通道,水汽主要集中在1000~900 hPa;另一条为南海水汽通道,水汽主要集中在900~850 hPa。2)河北中部主要的水汽输入边界为南边界和东边界,且以南边界为主,主要的水汽输出边界为北边界和西边界。河北中部小时降水量与区域水汽通量净收支呈正相关,2023年7月30日河北中部的水汽通量净收支约为29日和31日的4.7倍,为极端降水的发生发展提供有利的水汽条件。3)太行山地形对此次暴雨的落区和强度有一定的影响。受到北段太行山的阻挡,远距离输送的水汽在山前迎风坡及山前平原堆积。地表至700 hPa,东北风/偏东风在山前迎风坡强迫抬升,且山前平原处稳定存在东南风与东北风的辐合,有利于山前迎风坡至山前平原一带稳定维持强盛而持久的垂直上升运动,这种较强且深厚的水汽辐合和垂直输送利于河北中部产生强降水。 展开更多
关键词 “23·7”极端降水 大气环流 水汽输送 区域水汽收支 太行山地形
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“23·7”暴雨对永定河出山口地下水水质的影响机制
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作者 马硕 何宝南 +4 位作者 张学航 何江涛 龙翔云 杨珊珊 史芫芫 《中国环境科学》 北大核心 2025年第4期1973-1984,共12页
为探究“23·7”特大暴雨对门头沟平原区地下水水质的影响及机制,以永定河出山口为研究对象,通过对比暴雨前后地表及地下水水质变化,结合水文地球化学模拟及微生物表征技术进行成因分析.结果显示:暴雨洪水后地下水中Ca^(2+)和HCO_(3... 为探究“23·7”特大暴雨对门头沟平原区地下水水质的影响及机制,以永定河出山口为研究对象,通过对比暴雨前后地表及地下水水质变化,结合水文地球化学模拟及微生物表征技术进行成因分析.结果显示:暴雨洪水后地下水中Ca^(2+)和HCO_(3)^(-)浓度均值上升9.75%~14.68%,Cl^(-),SO_(4)^(2-),F^(-),总Fe,总Mn浓度均值下降26%~86.92%,与地表水变化趋势相同,表明地下水水化学变化主要由受影响的地表水入渗引起.然而,地下水中K^(+),溶解氧(DO),氧化还原电位(Eh),NO_(3)^(-)-N指标变化趋势与地表水相反,表明地下水水化学变化不仅仅是与地表水简单的物理混合.PHREEQC反向模拟结果表明,暴雨影响下地下水水化学演化受物理混合与稀释,矿物溶解沉淀,反硝化以及硫酸盐还原作用共同调节.具体而言,物理混合与稀释贡献为15.82%,在此基础上,硅酸盐矿物溶解增加Ca^(2+)浓度,硅酸盐和蒸发岩矿物溶解与阳离子交换作用共同维持了Na^(+)平衡,降雨入渗与有机质分解增加了HCO_(3)^(-)浓度,反硝化与硫酸盐还原作用使得NO_(3)^(-)和SO_(4)^(2-)浓度降低.值得关注的是,特大暴雨加剧了首钢工业园附近高浓度Fe污染的稀释扩散,尽管稀释作用使Fe的超标浓度峰值由89.5mg/L降低至25.4mg/L,但Fe超标的数量却由1个增加至4个,比例达66.67%.同时,这一过程显著促进了地下水中Fe(Ⅱ)自养反硝化菌属的富集,提高了反硝化速率,显著降低了地下水中NO_(3)^(-)-N的浓度. 展开更多
关键词 永定河 “23·7”特大暴雨 地下水水质 反向模拟 微生物响应
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房山区口儿村沟“23·7”暴雨水毁修复建设分析
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作者 张焜 曹振 +3 位作者 胡晓静 李卓凌 王庆 邢梦璇 《中国水土保持》 2025年第1期57-59,85,共4页
“23·7”特大暴雨引发山洪和流域洪水,北京西部山区受灾严重。以房山区口儿村小流域为例,通过收集资料和实地调查,应用水文手册分析降雨、洪水特征,结合损毁及成因分析提出了按照小流域“生态修复区、生态治理区和生态保护区”三... “23·7”特大暴雨引发山洪和流域洪水,北京西部山区受灾严重。以房山区口儿村小流域为例,通过收集资料和实地调查,应用水文手册分析降雨、洪水特征,结合损毁及成因分析提出了按照小流域“生态修复区、生态治理区和生态保护区”三道防线,兼顾防洪安全、沟道自然形态与生态功能,因地制宜、因害设防的修复建设思路,以及科学布设谷坊坝、实施梯田整修、加强沟道治理、营造缓冲区等具体修复建议。 展开更多
关键词 “23·7暴雨 小流域 水毁修复 房山区
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基于一、二维耦合水动力学方法的城区小流域山洪模拟——以北京市门头沟“23·7”暴雨山洪为例
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作者 张煜萨 何胜男 +3 位作者 马建明 孙帅 王中正 吴婧 《南水北调与水利科技(中英文)》 北大核心 2025年第3期590-597,共8页
以北京门头沟黑河沟小流域为例,使用洪水分析软件IFMS构建一、二维耦合水动力模型,对“23·7”流域性特大洪水在小流域内的暴雨产流、坡面汇流、河道洪水演进、洪水淹没等过程进行模拟,在城区桥梁阻水分布河段,加大糙率系数。通过4... 以北京门头沟黑河沟小流域为例,使用洪水分析软件IFMS构建一、二维耦合水动力模型,对“23·7”流域性特大洪水在小流域内的暴雨产流、坡面汇流、河道洪水演进、洪水淹没等过程进行模拟,在城区桥梁阻水分布河段,加大糙率系数。通过4处实测洪痕点及1处视频监控点估测的水位过程对模型进行率定验证。结果表明:模型模拟“23·7”暴雨洪水淹没符合实际;黑河沟小流域“23·7”暴雨累计平均面雨量602.8 mm,最大小时面平均雨量81.3 mm,流域出口洪峰流量419 m3/s,洪水持续时间近11 h,最大淹没水深2.74 m,城区河道洪水漫溢淹没历时约8 h,综合径流系数0.65。研究验证了一、二维耦合水动力方法在城区小流域暴雨山洪风险模拟分析中的有效性。 展开更多
关键词 城区小流域 山洪灾害 一、二维耦合水动力方法 IFMS软件 门头沟区黑河沟 “23·7暴雨
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考虑蓄滞洪区的极端降水过程影响评估方法研究——以河北省“23·7”暴雨过程为例
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作者 陈笑娟 李婷 +1 位作者 魏军 徐艺芙 《气候与环境研究》 CSCD 北大核心 2024年第4期419-429,共11页
利用河北省1978~2020年暴雨过程,结合直接经济损失与受灾人口的损失数据,筛选出了持续日数、过程降水量、平均降水量和最大日降水量4个与损失呈极显著相关的致灾因子指标,方法更具客观性和实用性。通过对比4种赋权法构建了致灾强度指数... 利用河北省1978~2020年暴雨过程,结合直接经济损失与受灾人口的损失数据,筛选出了持续日数、过程降水量、平均降水量和最大日降水量4个与损失呈极显著相关的致灾因子指标,方法更具客观性和实用性。通过对比4种赋权法构建了致灾强度指数,改良相关系数法赋予权重分别为0.188、0.312、0.208和0.292,结果更符合主观认知。采用地形和水系因子构建孕灾环境敏感度指数,评估出2023年7月29日至8月2日河北省暴雨过程(简称“23·7”极端降水过程)的危险度呈中部高、北部和东部低的特征,保定和雄安新区最高。考虑蓄滞洪区是否启用,基于距蓄滞洪区远近计算了蓄滞洪区的影响指数,评估因素较以往研究更为全面。结合承灾体暴露度及脆弱性,对“23·7”极端降水过程开展了影响评估。结果表明:“23·7”极端降水过程对邢台中部、保定中东部、石家庄中西部、廊坊中部及北部、衡水与沧州交界处的影响最重。将是否考虑蓄滞洪区影响的两种结果与实际灾情对比验证,结果显示考虑蓄滞洪区影响的评估命中率为76.93%,较不考虑蓄滞洪区影响命中率高9.41%,该方法评估过程可操作性强,结果更符合实际,适用于河北省极端降水过程影响评估,可应用于过程前的灾害影响预估,过程中的跟踪分析以及结束后的快速评估业务,提高气象服务针对性。 展开更多
关键词 “23·7”极端降水 蓄滞洪区 致灾因子 危险度评估 暴露度和脆弱性 影响评估
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“23·7”华北极端强降水特征和水汽条件研究 被引量:5
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作者 姚秀萍 黄逸飞 +3 位作者 包晓红 李若莹 周雅轩 马嘉理 《气象学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期585-599,共15页
利用地面气象站降水资料和ERA5再分析资料,对2023年7月29日—8月1日华北极端强降水的特征和水汽条件进行研究。结果表明,“23·7”华北极端强降水具有降水时间长、累计降水量大的特征,表现出显著极端性。降水主要位于太行山和燕山山... 利用地面气象站降水资料和ERA5再分析资料,对2023年7月29日—8月1日华北极端强降水的特征和水汽条件进行研究。结果表明,“23·7”华北极端强降水具有降水时间长、累计降水量大的特征,表现出显著极端性。降水主要位于太行山和燕山山前,最大降水带与山脉走向基本一致。极端强降水期间存在显著的环流异常,偏北的副热带高空急流、异常偏北的西太平洋副热带高压是导致此次极端强降水的关键环流;北上的台风“杜苏芮”残余环流、台风“卡努”和低空急流等是此次极端强降水的主要影响天气系统。此次极端强降水的水汽条件存在显著的阶段性特征,7月29日08时—31日08时主要降水区域低层辐合、高层辐散和上升运动较强,低层气旋式风场发展深厚,水汽由台风“杜苏芮”残余环流近距离输送及“卡努”接力输送,并以前者为主,京津冀地区整层水汽处于净流入状态,最大水汽净流入速度达1.5×10^(8)kg/s;7月31日08时—8月1日08时上升运动、对流层低层辐合和高层辐散均显著减弱,低层气旋式风场厚度收缩,“杜苏芮”残余环流消亡,仅由台风“卡努”远距离输送水汽,京津冀地区整层水汽处于净流出状态,最大水汽净流出速度为5×10^(7)kg/s。太行山和燕山地形的阻挡作用使得水汽辐合中心长时间滞留,同时其摩擦作用可能有利于山前上升运动增强,为本次极端强降水提供了有利条件。 展开更多
关键词 “23·7”华北极端强降水 水汽条件 环流异常 水汽输送 地形作用
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北京市山体滑坡空间格局与分异机制——以门头沟区“23·7”暴雨事件为例 被引量:1
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作者 廖凇 任博宇 +3 位作者 殷梦希 张守红 于伯华 曹云锋 《中国水土保持科学》 CSCD 北大核心 2024年第5期53-62,共10页
受台风“杜苏芮”影响,2023年7月底至8月初,京津冀地区发生强降雨过程并导致北京西南部门头沟区等地发生山体滑坡灾害。深入分析本次山体滑坡灾害的空间分异格局与影响机制,对认识北京山区强降雨过程山体滑坡的成灾机制,合理制订流域治... 受台风“杜苏芮”影响,2023年7月底至8月初,京津冀地区发生强降雨过程并导致北京西南部门头沟区等地发生山体滑坡灾害。深入分析本次山体滑坡灾害的空间分异格局与影响机制,对认识北京山区强降雨过程山体滑坡的成灾机制,合理制订流域治理方案以降低区域水土流失风险具有重要意义。利用国产高分卫星影像及辅助资料,精确提取滑坡信息,并运用地统计方法对滑坡空间格局与分异机制进行系统分析。结果显示:门头沟区此次洪灾过程中形成单体面积100 m^(2)以上的滑坡5680个,总面积约5.85 km^(2),滑坡空间分布呈现明显的局部聚集性特征。进一步分析发现,滑坡严重度的异质性空间分布模式与地形坡度、植被覆盖度和土地覆盖类型等因素密切相关:1)随着坡度增加,滑坡密度与平均面积逐渐增大,且单体滑坡面积的变异特征减小;2)植被盖度增大则有效降低滑坡点密度与单体滑坡面积;3)地表生产扰动水平在一定程度上影响滑坡严重程度,裸地及农田等受生产活动扰动较大区域单体滑坡的规模更大,自然植被区域林地覆盖地表的单体滑坡规模相较于灌木覆盖地表更小。研究表明:虽然降雨是诱发研究区大规模山体滑坡的直接原因,地形坡度、植被盖度和人为扰动等对滑坡灾害的空间分异特征存在重要影响。研究结果可为以北京为代表的华北地区防灾减灾工程建设和灾后恢复重建提供科学依据。 展开更多
关键词 山体滑坡 遥感监测 空间格局 分异机制 北京“23·7暴雨
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“23·7”华北极端强降水过程的水汽来源定量贡献分析 被引量:3
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作者 薛一迪 齐铎 《气象学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期721-732,共12页
借助拉格朗日轨迹追踪模式FLEXPART(the Flexible Particle Model)和水汽源区定量贡献分析方法,研究了“23·7”华北极端强降水过程的主要水汽源地、输送路径和源区水汽的定量贡献及随时间的变化特征。研究确定的6个主要水汽源区中... 借助拉格朗日轨迹追踪模式FLEXPART(the Flexible Particle Model)和水汽源区定量贡献分析方法,研究了“23·7”华北极端强降水过程的主要水汽源地、输送路径和源区水汽的定量贡献及随时间的变化特征。研究确定的6个主要水汽源区中西太平洋区域(E)水汽总摄取量最大(目标区域降水量的1.93倍),阿拉伯海-孟加拉湾区域(D)和中国南部区域(C)分别以0.96倍和0.76倍目标区域降水量的水汽摄取位居其后,目标区域(T,0.30倍)、目标区域外侧东北亚大陆区域(B,0.28倍)和欧亚大陆区域(A,0.01倍)摄取的总水汽量依次减少。初始时段,受越赤道气流和副热带高压影响,D和E区是主要水汽摄取源(两者占比总和超90%)。中间阶段,D区气块移入E区并入热带气旋“杜苏芮”环流,水汽摄取量下降,而E区因“杜苏芮”水汽摄取量显著增加。过程开始前,随着“杜苏芮”登陆C区,C区水汽摄取达到峰值。最终各源区对目标区域降水的总贡献达95.34%,其中E区(43.10%)和C区(26.47%)是主要贡献区,D区(12.26%)和T区(11.85%)也有重要影响,B区(1.58%)和A区(0.08%)贡献较小。“杜苏芮”对气块运动和水汽摄取有显著影响,而热带气旋“卡努”对此次过程的直接影响相对较小。 展开更多
关键词 “23·7”极端强降水 水汽源区 定量贡献 FLEXPART模式
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北京市昌平区韩台村“23·7”暴雨山洪泥石流灾害特征分析 被引量:7
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作者 马俊学 高会然 许冲 《水利水电技术(中英文)》 北大核心 2024年第7期1-18,共18页
【目的】近年来,受极端降雨事件影响,北京西部和北部山区山洪泥石流灾害频发,给当地造成巨大的生命财产损失。针对北京市昌平区韩台村“23·7”暴雨山洪泥石流灾害事件开展灾害过程和特征研究,为小流域灾害防治及提升灾害应对能力... 【目的】近年来,受极端降雨事件影响,北京西部和北部山区山洪泥石流灾害频发,给当地造成巨大的生命财产损失。针对北京市昌平区韩台村“23·7”暴雨山洪泥石流灾害事件开展灾害过程和特征研究,为小流域灾害防治及提升灾害应对能力供基础支撑和参考依据。【方法】以昌平区高崖口沟韩台村支沟为研究区,采用“区域灾情调查-重灾区现场调研-室内评估分析”相结合的方式,查明研究区的雨水情特征及灾情特征。基于堆积物沉积结构、实物破坏形式和流体的内在特性,分析了韩台村支沟内山洪泥石流的灾害过程和基本特征,初步探讨了此次灾害的成因,并提出灾害防范对策建议。【结果】结果表明:(1)韩台村上游沟道集雨面积约0.1 km^(2),根据王家园水库自动站2023年8月31日12时至13时降雨数据,估算的韩台村上游沟道内1小时洪水总量约6870 m^(3),其破坏力非常大。(2)韩台村支沟自沟顶至韩台村西部村南口,具有典型的泥石流特征。村南口进村120 m范围内有泥石流堆积物,覆盖于山洪沉积物之上,属于典型的泥石流堆积前缘特征。由此至韩台村北口(韩台村支沟沟口),具有明显的山洪灾害特征,平均洪水深度超过5 m,淹没面积约33940 m^(2)。(3)2305号台风“杜苏芮”外围残余环流北上引发的极端强降雨是此次灾害的直接致灾因子,同时,受区域地形地貌、山洪泥石流作用及居民对所处地质环境的认知程度等因素的影响。【结论】此次昌平区高崖口沟韩台村支沟特大暴雨洪涝灾害是一次极端暴雨引发的山洪泥石流复合灾害事件。短时强降雨导致地表径流流量陡增是造成此次灾害的直接原因,初步推测泥石流发生时间晚于山洪,亦或是形成于山洪减弱阶段。自支沟顶至韩台村西部村南口(约1.4 km)为泥石流区域,村南口进村120 m左右为泥石流堆积前缘区域,同时部分区域具有山洪特征,村南口至村北口(支沟口)为山洪受灾区域。 展开更多
关键词 气候变化 极端降雨 “23·7”京津冀特大暴雨 山洪泥石流灾害 受灾过程 灾害特征 高崖口沟韩台村支沟 防洪减灾
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北京“23·7”极端强降雨特征和成因分析 被引量:6
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作者 荆浩 亢妍妍 +4 位作者 吴宏议 雷蕾 郭锐 赵玮 于波 《气象》 CSCD 北大核心 2024年第5期616-629,共14页
利用北京地区加密气象站、补盲的北京市规划和自然资源委员会雨量站、双偏振雷达、风廓线雷达、GPS水汽等观测数据和ERA5再分析数据,对北京“23·7”极端强降雨阶段性特征和成因进行了分析。结果表明:“23·7”极端强降雨累计... 利用北京地区加密气象站、补盲的北京市规划和自然资源委员会雨量站、双偏振雷达、风廓线雷达、GPS水汽等观测数据和ERA5再分析数据,对北京“23·7”极端强降雨阶段性特征和成因进行了分析。结果表明:“23·7”极端强降雨累计降水量(331 mm)和单点最大降水量(1025 mm)均打破历史纪录,最大雨强(126.6 mm·h^(-1))排名历史第二位,具有显著的极端性。强降雨可分为5个阶段,其中第Ⅱ和第Ⅳ阶段降水量分别占过程累计降水量的37.1%和39.7%,第Ⅳ阶段雨强更大,对应急流更强,高温、高湿特征也更明显。地形对降雨的增幅作用显著,降水量在海拔100~300 m山区迅速增加,极大值出现在海拔约400 m的山区,第Ⅱ(第Ⅳ)阶段山区平均降水量和小时雨强分别是平原的2.1(3.0)倍和2.0(2.7)倍;第Ⅱ阶段主要为地形对急流的直接抬升,第Ⅳ阶段为地形绕流辐合和直接抬升共同作用。7月31日上午(第Ⅳ阶段)边界层急流出口区与低空急流入口区耦合导致低层上升运动增强,促使西部山前β中尺度对流系统由块状发展成线状并有γ中尺度涡旋产生,该β中尺度对流系统北上时形成短暂的列车效应,引发了西部山区8个站次100 mm·h^(-1)以上的极端短时强降水。 展开更多
关键词 “23·7”极端强降雨 地形作用 低空急流 中尺度对流系统 γ中尺度涡旋
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海河“23·7”流域性特大洪水复盘模拟 被引量:9
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作者 李致家 张心愿 +1 位作者 白云鹏 黄鹏年 《河海大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期13-19,92,共8页
为支撑海河流域特大洪水的决策及预报预警工作,基于实测降水与流量资料,采用新安江-海河模型对海河流域2023年7月发生特大洪水的大清河2个典型小流域——紫荆关流域和漫水河流域进行了洪水模拟,并选取紫荆关流域1996—2020年5场洪水、... 为支撑海河流域特大洪水的决策及预报预警工作,基于实测降水与流量资料,采用新安江-海河模型对海河流域2023年7月发生特大洪水的大清河2个典型小流域——紫荆关流域和漫水河流域进行了洪水模拟,并选取紫荆关流域1996—2020年5场洪水、漫水河流域1953—2016年8场洪水进行了参数率定,选取海河“23·7”流域性特大洪水进行了验证。结果表明:新安江-海河模型对“23·7”流域性特大洪水的模拟精度较高,可反映实际洪水过程,两个小流域洪峰、洪量模拟的相对误差均在20%以内,峰现时间误差均为0 h;相较于受人类活动影响小的紫荆关流域,在受人类活动影响更大的漫水河流域,新安江-海河模型的模拟效果较新安江模型的模拟效果提升更为明显。 展开更多
关键词 海河“23·7”流域性特大洪水 极端降水 洪水预报 新安江-海河模型 水文模型
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“21·7”河南特大暴雨降水特征及极端性分析 被引量:44
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作者 杨浩 周文 +4 位作者 汪小康 李山山 王婧羽 王晓芳 胡泊 《气象》 CSCD 北大核心 2022年第5期571-579,共9页
利用国家气象信息中心提供的2373个国家气象观测站(以下简称国家站)和区域气象观测站(以下简称区域站)小时降水量资料,从累计降水量、降水强度和时间演变等角度,分析了“21·7”(2021年7月17—22日)河南特大暴雨的极端性特征。结果... 利用国家气象信息中心提供的2373个国家气象观测站(以下简称国家站)和区域气象观测站(以下简称区域站)小时降水量资料,从累计降水量、降水强度和时间演变等角度,分析了“21·7”(2021年7月17—22日)河南特大暴雨的极端性特征。结果表明:此次暴雨过程具有持续时间长、累计降水量大、突发性强、暴雨落区集中等特点。6天累计降水量平均达到219.05 mm·站^(-1),有155个站超过600 mm。全省5.43万km^(2)累计过程降水量大于250 mm,超过“75·8”过程(1975年8月)的3.45万km^(2)。强降水主要出现在3个时段(18日15时至19日04时、19日09时至21日08时、21日09时至22日14时),最大降水时段发生在19—21日,落区集中在太行山东南侧、伏牛山东北侧的豫中北地区。有1514个站出现至少1个时次的短时强降水(≥20 mm·h^(-1)),大值中心分别位于郑州、新乡和鹤壁等地,部分区域短时强降水贡献率超过70%。强降水中心在20日中午至21日夜间由河南中部向河南北部移动,强度由强变弱再加强。此次持续性暴雨过程的极端性表现出明显的局地性特征,郑州国家站7月20日17时1 h降水量达201.9 mm,超过“75·8”过程的小时降水强度,并打破全国国家站历史纪录。3 h和6 h最大降水量均发生在郑州尖岗水库附近。郑州站7月总降水量高达902.0 mm,约是近70年历史平均值的6倍。 展开更多
关键词 “21·7”特大暴雨 短时强降水 极端 河南
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GPM近实时反演数据对河南省2021年“7·20”极端暴雨的比较分析 被引量:11
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作者 胡庆芳 张野 +4 位作者 李伶杰 王银堂 杨汉波 牛凯杰 李哲 《水科学进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第4期567-580,共14页
近实时卫星降水反演数据具有覆盖范围广、空间连续性和时效性较强以及开放获取等优势,是重要的全球性降水资料。针对2021年河南省“7·20”极端暴雨,基于116个地面气象站观测资料及其空间插值数据,综合解析了4种GPM近实时卫星降水数... 近实时卫星降水反演数据具有覆盖范围广、空间连续性和时效性较强以及开放获取等优势,是重要的全球性降水资料。针对2021年河南省“7·20”极端暴雨,基于116个地面气象站观测资料及其空间插值数据,综合解析了4种GPM近实时卫星降水数据(IMERG early、IMERG late、GSMaP NOW和GSMaP Gauge NOW)对极端强降水事件的表征能力。结果发现:①IMERG early、IMERG late对站网累积雨量的低估程度在20%左右,GSMaP NOW和GSMaP Gauge NOW的高估程度分别达到了约35%和70%,但2种GSMaP数据更易探测到500 mm以上的累积雨量。②在雨量过程方面,4种GPM数据对小时降水事件均具有较强的分类辨识能力,但未捕捉到主要雨峰过程,定量误差较突出,与地面降水量之间表现出显著的负相关关系。GPM降水数据对小时雨量低于10 mm的降水事件以高估为主;对于小时雨量超过30mm的降水事件以低估为主,甚至存在普遍低估。③在空间格局方面,4种GPM数据的精度指标均具有较强的时间波动性,IMERG数据的空间相关系数和体积临界成功指数等指标总体上优于GSMaP数据,但后者对较高量级的降水事件更敏感。④2种IMERG数据中,IMERG late相对IMERG early的精度具有较明显改善;2种GSMaP数据中,GSMaP Gauge NOW相对GSMaP NOW提高了对较高量级雨量的探测能力,但也明显增大了较低量级雨量的定量估计误差。本文研究深化了对GPM近实时卫星降水数据性能的认识,为完善GPM降水反演算法、提升其对极端降水的监测能力提供了重要反馈信息。 展开更多
关键词 卫星近实时降水 极端降水 GPM IMERG GSMaP 7·20”暴雨 河南省
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地面和探空资料的EnKF同化对北京7·21极端暴雨模拟的影响 被引量:12
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作者 孟智勇 唐晓静 +2 位作者 岳健 白兰强 黄龄 《北京大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期237-245,共9页
针对2012年7月21日北京极端暴雨的业务预报误差,详细地考察地面和探空资料的EnKF同化对7·21极端暴雨总体时空分布和暴雨触发地面特征模拟的影响,进而揭示预报误差的可能原因。结果表明,资料同化显著地改善了北京地区降水时空分布... 针对2012年7月21日北京极端暴雨的业务预报误差,详细地考察地面和探空资料的EnKF同化对7·21极端暴雨总体时空分布和暴雨触发地面特征模拟的影响,进而揭示预报误差的可能原因。结果表明,资料同化显著地改善了北京地区降水时空分布的模拟结果,证实了前人基于观测和敏感性分析提出的"低涡是北京7·21暴雨的关键影响系统"的判断,揭示出低涡对应的地面低压东侧倒槽对北京7·21暴雨的直接贡献。研究结果显示,业务数值模式对此次极端暴雨预报失败的主要原因可能是对低涡和低涡对应的地面低压东侧倒槽强度和位置有较大的预报误差。 展开更多
关键词 7·21暴雨 低涡 倒槽 极端暴雨 北京
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利用北斗/GNSS观测数据分析“21·7”河南极端暴雨过程 被引量:33
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作者 施闯 周凌昊 +6 位作者 范磊 张卫星 曹云昌 王成 肖锋 吕国卿 梁宏 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2022年第1期186-196,共11页
2021年7月,受台风“烟花”和“查帕卡”影响,河南省发生罕见的极端暴雨事件,造成了重大人员伤亡和巨额经济损失.极端暴雨的产生过程极为复杂,大气可降水含量(PWV)是产生降雨的主要因素之一.分析暴雨的发生过程与PWV之间的关系,对于暴雨... 2021年7月,受台风“烟花”和“查帕卡”影响,河南省发生罕见的极端暴雨事件,造成了重大人员伤亡和巨额经济损失.极端暴雨的产生过程极为复杂,大气可降水含量(PWV)是产生降雨的主要因素之一.分析暴雨的发生过程与PWV之间的关系,对于暴雨发生的短时临近预报具有重要意义.本文利用河南省220个连续运行的北斗/GNSS站观测数据,采用精密单点定位(PPP)和克里金插值方法,获取了本次极端暴雨发生期间河南省高时空分辨率的PWV空间格网数据;同时结合省内116个气象站降雨量数据,分别从时间和空间上分析了PWV变化与极端降雨之间的关系.结果表明,通过PPP获取的北斗/GNSS站PWV与国际权威的全球气象再分析资料ERA5反演的测站结果互差均方根(RMS)为3.2 mm;进一步通过克里金插值获取的PWV空间格网数据与探空仪实测结果的互差RMS为4.6 mm,与ERA5反演的格网数据互差RMS为4.4 mm,表明本文的PWV数据精度符合气象学研究要求.通过分析北斗/GNSS站与并址气象站的PWV和小时降雨量的时间序列,发现暴雨期间并址站上空的PWV达到高数值水平,并且在极端降雨发生前1~3小时PWV多表现出陡增现象.通过分析PWV与小时降雨量的空间分布关系,发现本次极端暴雨中高数值PWV地区,其降雨强度也普遍较高,与实际受灾情况相符. 展开更多
关键词 北斗系统 GNSS气象学 精密单点定位 大气可降水含量 “21•7”河南极端暴雨
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河南省“21·7”极端暴雨灾害多区域间接经济损失评估 被引量:10
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作者 刘远 李莹 +4 位作者 王国复 尹金方 张正涛 朱业玉 李宁 《灾害学》 CSCD 北大核心 2022年第4期45-51,共7页
采用适应性多区域投入产出模型,在地级尺度开展了河南省“21·7”极端暴雨灾害的间接损失评估。结果显示:①在当前的救助力度和重建速度情景下,此次极端暴雨灾害的重建期约为5年,总经济损失达到3793亿元,其中间接损失约为2444亿元,... 采用适应性多区域投入产出模型,在地级尺度开展了河南省“21·7”极端暴雨灾害的间接损失评估。结果显示:①在当前的救助力度和重建速度情景下,此次极端暴雨灾害的重建期约为5年,总经济损失达到3793亿元,其中间接损失约为2444亿元,是直接经济损失的1.8倍;②郑州市、新乡市和鹤壁市遭受的间接损失最为严重,鹤壁市的间接损失相当于近4年GDP的增长率(25%),中小城市面临更高的间接损失风险;③农业和制造业承担了河南省超过半数的间接损失;④灾后适度的重建资金注入以及加速重建策略能够有效减轻灾害的间接损失。 展开更多
关键词 河南“21·7”极端暴雨 间接损失 投入产出模型 多区域
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“23·7”河北太行山东麓罕见特大暴雨特征及成因 被引量:18
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作者 杨晓亮 金晓青 +5 位作者 孙云 陈碧莹 梁天 杨敏 闫雪瑾 李江波 《气象》 CSCD 北大核心 2023年第12期1451-1467,共17页
受台风杜苏芮北上减弱的低压影响,2023年7月29日至8月1日,京津冀地区遭受了历史罕见的特大暴雨,海河发生流域性特大洪水并造成人员伤亡和经济损失。利用高空观测、地面自动站、S波段多普勒天气雷达、风廓线雷达、ERA5再分析资料等,对此... 受台风杜苏芮北上减弱的低压影响,2023年7月29日至8月1日,京津冀地区遭受了历史罕见的特大暴雨,海河发生流域性特大洪水并造成人员伤亡和经济损失。利用高空观测、地面自动站、S波段多普勒天气雷达、风廓线雷达、ERA5再分析资料等,对此次天气过程进行了初步分析。结果表明:特大暴雨过程具有累计降水量大、持续时间长、地形作用明显等特征。台风杜苏芮、卡努提供了极为有利的水汽条件,华北北部形成的高压坝阻挡了台风环流北上,华北地区先后经历了阵性降水、台风倒槽降水和倒槽减弱阶段对流性降水三个阶段,降水落区的叠加效应是形成罕见特大暴雨的主要原因。台风倒槽阶段850 hPa切变线受太行山阻挡移动缓慢,降水持续时间长,初期大气处于近中性状态,雨强整体平稳,30日午后对流开始加强,河北中部降水区冷池出流的偏北风与偏东风形成地面辐合线,使得河北东南部高能区中触发的对流单体发展加强为MCS,移入保定后形成“列车效应”;太行山冷池出流的偏北风与地面东南风形成辐合线触发不稳定能量释放,是30日夜间河北西南部降水维持的原因。31日早晨超过20m·s^(-1)的东南风急流再次建立,造成北京南部超过110 mm·h^(-1)的强降水。 展开更多
关键词 太行山东麓 “23·7”特大暴雨 北上台风 地形作用
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GPM卫星降水产品在“7·21”河南极端暴雨过程中的误差评估 被引量:14
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作者 朱慧琴 陈生 +1 位作者 李晓俞 李峙 《水利水电技术(中英文)》 北大核心 2022年第1期1-13,共13页
为评估卫星定量降水估测(Quantitative Precipitation Estimation,QPE)产品在气象预测以及灾害预警监测的能力,研究针对台风“烟花”给河南省带来的极端降水过程,以地面雨量站观测数据为参考,采用相关系数(CC)、相对偏差(RB)、均方根误... 为评估卫星定量降水估测(Quantitative Precipitation Estimation,QPE)产品在气象预测以及灾害预警监测的能力,研究针对台风“烟花”给河南省带来的极端降水过程,以地面雨量站观测数据为参考,采用相关系数(CC)、相对偏差(RB)、均方根误差(RMSE)、分数标准误差(FSE)、探测率(POD)、误报率(FAR)以及临界成功指数(CSI)这7种精度评价指标和统计方法分析和评估全球降水测量计划(Global Precipitation Measurement,GPM)的多卫星融合降水产品中的IMERG(Integrated Multi-satellitE Retrievals for GPM)Version 06中的准实时产品IMERG_ER和近实时产品IMERG_LR,以及全球卫星降水制图(Global Satellite Mapping of Precipitation,GSMaP)Version 07中的准实时产品GSMaP_NRT和标准产品GSMaP_MVK。与雨量站观测结果直接对比,IMERG_ER、GSMaP_NRT和GSMaP_MVK在不同程度上低估降水量,RB值分别为-7.22%、-10.37%和-16.26%,表现为明显低估了强降水中心的雨量。结果表明:(1)IMERG_LR卫星降水产品总体表现最优,对极端降水事件的监测有一定的探测潜力;(2)四种卫星降水产品存在明显提前预估峰值的现象;(3)各个卫星产品在降水量小时高估,在降水量大时低估。 展开更多
关键词 7·21”河南暴雨 GPM GSMaP IMERG 极端降水 检验评估 灾害预警 降雨
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