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面向滑坡风险的三峡近坝区暴雨规律研究
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作者 范元月 刘俊 +3 位作者 叶丹 雷东洋 李琳琳 易香妤 《安全与环境工程》 北大核心 2025年第4期174-188,共15页
为提高三峡近坝区滑坡地质灾害风险预警的时效性和准确率,基于研究区30 a小时雨量数据,分析了2类与滑坡相关的降水气候特征,并利用三峡近坝区的10 a探空资料、再分析资料及风廓线雷达资料,统计研究了形成突发型滑坡的短历时暴雨和形成... 为提高三峡近坝区滑坡地质灾害风险预警的时效性和准确率,基于研究区30 a小时雨量数据,分析了2类与滑坡相关的降水气候特征,并利用三峡近坝区的10 a探空资料、再分析资料及风廓线雷达资料,统计研究了形成突发型滑坡的短历时暴雨和形成持续型滑坡的长历时暴雨的环境场规律。结果表明:①短历时暴雨发生前,低层绝对水汽含量更高,但水汽饱和程度较低;②短历时暴雨发生前,热力类参数值更大;③长历时暴雨发生前,动力抬升和维持机制更明显,短历时暴雨发生前,中尺度上升运动更强,随着暴雨临近,本地低层风速减小、上升速度增大到0.5 m/s以上。研究得出了三峡近坝区2类暴雨环境场的阈值,为滑坡风险预警提供了定量依据。 展开更多
关键词 三峡近坝区 滑坡风险预警 暴雨 气候特征 环境场 阈值
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三峡库区蓄水前后夏季小时降水变化特征 被引量:3
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作者 唐永兰 徐桂荣 祁海霞 《气象》 CSCD 北大核心 2024年第9期1081-1092,共12页
利用国家气象信息中心小时降水资料,结合三峡库区地形的多样性,分析了库区蓄水前(1992—2002年)和蓄水后(2003—2021年)夏季(6—8月)小时降水时空变化以及不同类型强降水事件(HRE)变化特征。结果表明:蓄水后小时降水的降水量和频次减少... 利用国家气象信息中心小时降水资料,结合三峡库区地形的多样性,分析了库区蓄水前(1992—2002年)和蓄水后(2003—2021年)夏季(6—8月)小时降水时空变化以及不同类型强降水事件(HRE)变化特征。结果表明:蓄水后小时降水的降水量和频次减少,而强度增加;降水变化存在明显的地理分布规律,降水量、频次、强度在库区中北部增加,且多位于长江以北地区;降水量、频次在库区西南部减少,强度在库区中南部和西北部减弱,且多位于31°N以南。蓄水前后小时降水的日变化峰值时间位相的空间差异程度表现为降水强度>降水量>降水频次;蓄水后降水量、频次、强度呈增加趋势的站点增多,且降水量和强度的日变化峰值时间位相在高海拔山区具有位相前移特征。蓄水前后各等级小时降水的降水概率和降水占比变化不明显,其中降水概率在(0.1,0.5)mm等级最大,≥20 mm等级最小;降水占比在(1,5)mm等级最大,(0.1,0.5)mm等级最小,≥20 mm等级约为15%。蓄水后小时降水的日变化特征更加明显,其中≥20 mm等级的小时降水量和频次的双峰结构更为突出,其他等级的小时降水量和频次的峰值时间范围有扩大趋势,而各等级小时降水强度的次日尺度波动更频繁。蓄水前后HRE均是短历时型最多,长历时型最少,且短历时型HRE多开始于下午,中历时型和长历时型HRE多开始于夜间;蓄水后有利于HRE维持,短历时型HRE在中午和下午开始的概率增加,中历时型和长历时型HRE在清晨开始的概率增加。 展开更多
关键词 三峡库区 蓄水 小时降水 强降水事件 日变化 地形
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三峡坝区及近坝区地理气候的边际特征研究进展
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作者 毛成忠 杨志彪 +3 位作者 肖湛臻 李芳 覃金华 孙文辉 《绿色科技》 2022年第24期96-104,共9页
通过文献调研,归纳综述了三峡坝区和近坝区在地理气候、生态环境等多维度的空间边际特征:(1)位于我国南北过渡带秦巴山地南麓,处在中亚热带和北亚热带的交界区;(2)位于长江中上游过渡区和我国东西地形阶梯过渡区,具有东西部地理、气候... 通过文献调研,归纳综述了三峡坝区和近坝区在地理气候、生态环境等多维度的空间边际特征:(1)位于我国南北过渡带秦巴山地南麓,处在中亚热带和北亚热带的交界区;(2)位于长江中上游过渡区和我国东西地形阶梯过渡区,具有东西部地理、气候“分水岭”特征和极端天气气候的坡(谷)地效应;(3)生态系统和天气系统的东西“廊道效应”;(4)地理、气候、生态的垂直分异显著;(5)局地气候变化和生态响应敏感区。 展开更多
关键词 交界带 边际特征 地形效应 廊道效应 气候生态效应 三峡坝区及近坝区 三峡库区
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三峡库首典型山区县气温及降水特征分析 被引量:1
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作者 张丽 叶丹 +3 位作者 张翠 李芳 陈章 谭思阳 《人民长江》 北大核心 2024年第S01期13-20,共8页
为了掌握三峡库首典型山区县气温和降水气候要素变化特征和规律,选取湖北省兴山县作为代表县,利用1958~2022年国家地面气象观测站、2012~2022年区域气象观测站逐日温度和降水气象数据,采用混合插值法、线性倾向评估法、5 a滑动平均法、... 为了掌握三峡库首典型山区县气温和降水气候要素变化特征和规律,选取湖北省兴山县作为代表县,利用1958~2022年国家地面气象观测站、2012~2022年区域气象观测站逐日温度和降水气象数据,采用混合插值法、线性倾向评估法、5 a滑动平均法、累计距平法、Mann-Kendall突变检验法对平均气温、平均最高(最低)气温、高温(低温)日数、降水量、降水(暴雨)日数等气候要素进行时空特征分析。结果表明:①兴山县具有春秋气温舒适、河谷暖冬低温少、高山趋于暖湿化、雨量四季丰沛、夏季降水集中、雨热同季、立体气候特征显著的特点。②气温呈现“河谷高山地低”的空间分布特征,气温高值区主要出现在午后14:00~16:00;但低温日数趋于减少,冬季平均气温逐步上升,且年平均最低温度的增幅快于年平均最高温度,一定程度上表明寒冷程度趋于减弱。③降水呈现“西多东少、高山多于峡谷”的空间分布特征,随着海拔高度的升高,降水呈增加趋势,夏季增加幅度最大;6~8月为暴雨多发期,降水的时间跨度变小,出现短时强降水的概率增加。研究成果可为当地开展气象防灾工作减灾提供科学依据,以发挥三峡库首区生态系统调节功能。 展开更多
关键词 气候变化 降水特征 趋势分析 突变检验 兴山县
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深度学习技术在洪水预报中的应用进展及思考
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作者 祁海霞 彭涛 +6 位作者 智协飞 季焱 殷志远 沈铁元 王俊超 向怡衡 胡泊 《气象》 北大核心 2025年第4期446-459,共14页
洪水预报是降低洪灾损失、提升防灾减灾能力非工程措施的有效途径,实现精准洪水预报是水文领域的关键技术挑战之一。目前,基于物理机制的洪水预报模型在模拟精度和效率上仍有不足,而采用深度学习技术构建的预报模型则得到了迅猛发展。... 洪水预报是降低洪灾损失、提升防灾减灾能力非工程措施的有效途径,实现精准洪水预报是水文领域的关键技术挑战之一。目前,基于物理机制的洪水预报模型在模拟精度和效率上仍有不足,而采用深度学习技术构建的预报模型则得到了迅猛发展。文章全面回顾和总结了洪水预报领域所应用的深度学习模型的原理和特点,及其在洪水定量和概率预报中的应用进展和存在问题。聚焦介绍和探讨了深度学习模型与洪水物理模型在物理过程参数化、可解释性研究、洪水预报模型误差校正等方面的契合点和应用前景。分析认为,深度学习未来将走向与物理模型的深度耦合,成为洪水时间序列预报的重要发展范式,并将是实现未来水利智慧化的重要研究内容。最后针对深度学习在洪水预报中的难点给出几点思考,对当前面临的挑战提出几点相应的解决方案,以便更好地在洪水预报领域探索应用深度学习技术。 展开更多
关键词 深度学习 洪水预报 定量预报 概率预报 耦合物理模型
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降水空间信息的处理策略对径流预测的影响
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作者 高玉芳 何川 +1 位作者 彭涛 高勇 《水科学进展》 北大核心 2025年第1期143-154,共12页
降水空间信息的精确提取对径流预测的精度至关重要。本文以赣江流域为研究对象,基于长短期记忆网络(Long Short-Term Memory,LSTM)模型,设计原始图像、小波分解、统计特征、面平均值、区域划分5种降水空间信息提取方案,研究降水空间信... 降水空间信息的精确提取对径流预测的精度至关重要。本文以赣江流域为研究对象,基于长短期记忆网络(Long Short-Term Memory,LSTM)模型,设计原始图像、小波分解、统计特征、面平均值、区域划分5种降水空间信息提取方案,研究降水空间信息不同处理策略对基于LSTM模型的径流预测性能的影响。结果表明:相较于直接使用原始图像的方案,综合运用小波分解和统计特征提取的处理方法测试期纳什效率系数分别提升了11.5%和17.9%,同时也增强了模型的稳定性和解释性;不同的区域划分方法能结合土地利用、土壤类型等下垫面因素,反映降水响应的空间差异性,展现了对各流量等级的适应能力,相较于以流域平均值作为输入的方式,能明显提高捕捉高流量和低流量特征的能力。研究表明在基于LSTM模型的降雨—径流预测模型中引入降水空间信息,可以有效改善预测效果。 展开更多
关键词 径流预测 长短期记忆网络 卷积神经网络 小波变换
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秋汛期汉江上游大洪水事件特征及大尺度环流分析
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作者 王孝慈 孟英杰 +4 位作者 周耘逸 王海燕 王继竹 李波 祁海霞 《气象》 北大核心 2025年第7期817-829,共13页
为给秋汛期汉江上游大洪水天气预报提供参考,基于NCEP/NCAR再分析资料及常规气象水文实况观测资料,研究了2000年以来汉江上游秋汛期大洪水的水情、雨情特征、大尺度环流形势特征以及致洪暴雨成因,结果表明:进入21世纪秋汛期汉江流域洪... 为给秋汛期汉江上游大洪水天气预报提供参考,基于NCEP/NCAR再分析资料及常规气象水文实况观测资料,研究了2000年以来汉江上游秋汛期大洪水的水情、雨情特征、大尺度环流形势特征以及致洪暴雨成因,结果表明:进入21世纪秋汛期汉江流域洪水过程逐渐增多。致洪暴雨中心主要位于汉江上游南部和西部,即汉江流域南侧的米仓山、大巴山一带,安康水库以上的沿江河谷一带,及外方山南麓和伏牛山西南坡处的丹江河段。洪水峰值呈现单峰、双峰和多峰型。单峰型洪水过程持续时间最短,多峰型持续时间最长。从过程最大降水开始至洪峰出现,平均历时43 h,当起始入库流量超过4500 m 3·s^(-1)以上时,洪峰形成所需时长将大为缩短。从大尺度环流特征来看,汉江上游秋汛期降水偏多与欧亚中高纬阻塞系统强盛,西太洋副热带高压偏强、偏西,南亚高压及副热带西风急流偏北密切相关,高空辐散场大值区对应汉江上游所在区域,低层至高层的垂直运动增强,有利于致洪暴雨的发生。汉江上游秋汛期大洪水年源自阿拉伯海经由印度半岛和南海南部向北输送的水汽异常增多、西太平洋向西输送的水汽异常增多,为致洪暴雨的发生提供了异常充足的水汽供给。 展开更多
关键词 汉江秋汛 大洪水 致洪暴雨过程 丹江口水库 雨洪响应 环流异常
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BCC-CPSv3次季节降水预测在长江流域汛期的检验评估
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作者 孙晨 杨青青 +2 位作者 吴碧琼 杜良敏 洪佳颖 《气象》 北大核心 2025年第6期724-734,共11页
基于北京气候中心第3代气候模式系统的第2代次季节至季节预测子系统(BCC-CPSv3-S2Sv2,以下简称CPSv3)模式的次季节降水预测结果,采用多种评估检验方法对模式在长江流域汛期的预测效果进行检验,评估模式在长江流域汛期次季节逐日/逐旬降... 基于北京气候中心第3代气候模式系统的第2代次季节至季节预测子系统(BCC-CPSv3-S2Sv2,以下简称CPSv3)模式的次季节降水预测结果,采用多种评估检验方法对模式在长江流域汛期的预测效果进行检验,评估模式在长江流域汛期次季节逐日/逐旬降水的预测技巧,研究模式误差特征,分析模式降水可用预测时效。结果表明:CPSv3模式对于长江流域汛期降水整体存在系统性高估,在长江中下游的预测技巧高于长江上游;模式逐旬预测技巧随着起报时间的临近而提高,但旬内提前5 d预测的布里尔评分优于提前1 d的预测;模式对于长江流域汛期逐日定量预测的有效预测时间为1旬左右,对于汛期降水异常的趋势预测检验也与之类似,提前1旬预测的技巧明显高于提前2旬的结果;对汛期降水异常的概率预测结果分析显示提前2~3旬的预测也有一定的参考价值。此外,模式在实况降水整体偏少情况下的预测技巧总体高于降水偏多情况,对中雨及以上量级降水的预报能力仍有较大改进空间。 展开更多
关键词 次季节至季节 CPSv3模式 降水预测 长江流域
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秋汛期汉江上游致洪暴雨过程特征及天气概念模型分析
9
作者 王孝慈 田刚 +5 位作者 孟英杰 王海燕 王继竹 周耘逸 徐卫立 祁海霞 《气象》 北大核心 2025年第2期207-220,共14页
利用NCAR/NCEP再分析资料及常规气象、水文观测资料,以秋汛期汉江上游15例编号洪水为研究对象,研究其洪水峰型特征及对应天气系统的演变规律,构建了致洪暴雨天气概念模型。结果表明:秋汛期汉江上游编号洪水单峰型过程最多,洪水过程线具... 利用NCAR/NCEP再分析资料及常规气象、水文观测资料,以秋汛期汉江上游15例编号洪水为研究对象,研究其洪水峰型特征及对应天气系统的演变规律,构建了致洪暴雨天气概念模型。结果表明:秋汛期汉江上游编号洪水单峰型过程最多,洪水过程线具有多样性;双峰型洪量大、洪峰高、涨水和退水较为迅速,形态多为尖瘦型;多峰型洪量最大,历时最长,峰值高低不等。单峰型洪水过程持续时间短,逐日面累计降水量起伏较大,成峰迅速,均为尖瘦型;双峰型过程持续时间一般不少于11 d,暴雨过程间隔较短,主峰和副峰差值不大,峰值在20000 m^(3)·s^(-1)以上;多峰型降水过程历时最长,阴雨天气可持续20 d以上,主峰峰值低于双峰型。从大尺度环流形势来看,中高纬地区:双峰型一般会出现3次较为明显的形势调整,环流经向度较大;多峰型环流形势调整较少,贝加尔湖南侧多为小槽小脊活动;单峰型无明显形势调整。中低纬地区:多峰型西太平洋副热带高压(以下简称副高)西进发展最为强盛,无台风或热带气旋活动;双峰型副高东西摆动频繁,常有热带气旋参与;单峰型多伴有大陆高压与海洋高压合并现象,少有台风或热带气旋活动。秋汛期汉江上游致洪暴雨天气概念模型主要有5类:高空槽-急流强迫型(A-Ⅰ)、高空槽-低涡切变型(A-Ⅲ)、副高外围-急流强迫型(B-Ⅰ)、副高外围-偏南气流弱强迫型(B-Ⅱ)和副高内部-低涡切变型(C-Ⅲ),其中,双峰型洪水多以A型为主、多峰型多以B型为主、单峰型A型和B型均有出现,且C型仅为单峰型所特有。此外,地面Ⅰ型和Ⅱ型也常与A-Ⅰ、A-Ⅲ、B-Ⅰ等组合出现,当3层天气系统配置较好时,致洪概率将会大幅度增加。 展开更多
关键词 汉江上游 编号洪水 洪水峰型 致洪暴雨过程 致洪天气概念模型
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湖北省绿茶气候品质综合指数模型研究
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作者 邓环环 秦鹏程 +2 位作者 万素琴 邓爱娟 汤阳 《湖北农业科学》 2023年第6期46-50,62,共6页
利用湖北省典型茶区2018—2020年绿茶不同开采期品质数据及开采前15 d气象观测数据,首先通过决策树和随机森林等机器学习方法分析了影响绿茶品质的关键气象因子及其响应关系,然后基于模糊数学理论,构建了气温、日照时数、风速和相对湿... 利用湖北省典型茶区2018—2020年绿茶不同开采期品质数据及开采前15 d气象观测数据,首先通过决策树和随机森林等机器学习方法分析了影响绿茶品质的关键气象因子及其响应关系,然后基于模糊数学理论,构建了气温、日照时数、风速和相对湿度单因子隶属函数模型,并采用综合加权得到绿茶气候品质综合指数模型,最后基于遗传算法对模型参数进行优化求解,并确定了等级评价标准。结果表明,符合实际等级的样本占样本总数的67.2%,相差一个等级的样本占样本总数的32.8%,说明绿茶气候品质综合指数模型能够反映不同气候条件下绿茶品质的差异。 展开更多
关键词 绿茶 气候品质 评价模型 机器学习 湖北省
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“23.7”华北特大暴雨过程小时强降水时空分布特征 被引量:9
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作者 唐永兰 徐桂荣 +2 位作者 唐国瑛 张文 闵爱荣 《大气科学学报》 CSCD 北大核心 2024年第5期778-788,共11页
由于西北太平洋副热带高压、2023年第5号台风“杜苏芮”、第6号台风“卡努”等共同作用,2023年7月29日08时—8月2日08时(北京时)华北地区发生极端特大暴雨,造成了重大社会影响。利用中国气象局国家气象信息中心提供的国家级气象站逐小... 由于西北太平洋副热带高压、2023年第5号台风“杜苏芮”、第6号台风“卡努”等共同作用,2023年7月29日08时—8月2日08时(北京时)华北地区发生极端特大暴雨,造成了重大社会影响。利用中国气象局国家气象信息中心提供的国家级气象站逐小时降水资料,分析了此次特大暴雨过程中的小时强降水(Hourly Heavy Rainfall,HHR)时空分布特征,并对不同历时类型强降水事件(Heavy Rainfall Event,HRE)的统计特征进行了对比。结果表明:1)此次特大暴雨HHR强度高、局地性明显,其对总降水量的贡献超过20%,北京西部、河北中部和西南部等太行山东麓为HHR降水量大值区和降水频次活跃区,双台风将水汽源源不断地输送到华北平原,受到太行山等山脉阻挡抬升,利于HHR增幅和持续。2)HHR降水量、降水频次经历6次峰值后减弱,其中第3次峰值时段的HHR降水量最大、降水频次最多、持续时间最长;而在“杜苏芮”残涡螺旋影响、暖式切变线和偏东风影响以及偏南或西南急流影响的3个主要降水阶段中,“杜苏芮”残涡螺旋影响阶段HHR最为活跃,共发生257次HHR,HHR最大降水量达73.5 mm。3)在3种类型HRE中,长历时(>12 h)最多,占比54.5%,短历时(1~6 h)次之,占比32.9%,中历时(7~12 h)最少,占比12.6%;长历时HRE降水量多>180 mm,短历时、中历时HRE的降水量多为[20,60)mm;HRE的最大降水量表现为短历时<中历时<长历时,而最大降水强度表现正相反,3种历时HRE的最大小时降水量多为[20,30)mm。4)不同类型HRE降水量、频次和平均降水强度的空间分布显示,长历时HRE因频次高于短历时和中历时,加之历时长,其降水量也高于后两种类型,北京、河北等地是长历时HRE降水量和频次大值区。 展开更多
关键词 华北 特大暴雨 小时强降水 强降水事件 时空分布 台风 地形
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岷沱江、嘉陵江流域致宜昌大洪水暴雨过程的特征及天气成因 被引量:1
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作者 王孝慈 孟英杰 +2 位作者 李双君 王继竹 李波 《气象》 CSCD 北大核心 2024年第8期981-996,共16页
为揭示岷沱江、嘉陵江流域致大洪水暴雨过程的天气成因及宜昌控制站雨洪规律,加深对宜昌站大洪水发生发展机制的研究,基于NCEP/NCAR再分析资料及常规气象水文观测资料,采用统计学、天气学等方法分析研究了1980—2020年发生在岷沱江、嘉... 为揭示岷沱江、嘉陵江流域致大洪水暴雨过程的天气成因及宜昌控制站雨洪规律,加深对宜昌站大洪水发生发展机制的研究,基于NCEP/NCAR再分析资料及常规气象水文观测资料,采用统计学、天气学等方法分析研究了1980—2020年发生在岷沱江、嘉陵江流域的19例致洪暴雨过程特征、雨洪关系、致洪暴雨源地及下垫面特征、天气系统配置等。结果表明:宜昌作为长江流域主要控制站,当前期起始入库流量达到19000 m^(3)·s^(-1)以上,且刚好遭遇连续性暴雨过程,则发生大洪水概率会显著提高。从岷沱江或嘉陵江的连续性暴雨过程开始至洪峰产生所需时长平均在6 d左右。暴雨持续时间和累计面雨量与洪峰有较好的对应关系,每次大洪水的形成都需要一次持续3 d以上的暴雨过程,多数在4~6 d。大洪水过程全部发生在7—9月。致洪暴雨过程以准静止类雨带为主,其次是东移类和转向类。89%的过程雨带呈东北—西南向的带状分布。强降水中心源地与特殊地形关系密切,主要分布于3处:岷江下游与青衣江交汇处,转向类降水多发;嘉陵江中下游、涪江流域及渠江流域,多以准静止类为主;涪江中游及渠江流域北部,东移类暴雨过程多发。孟加拉湾热带低压系统的存在对上游产生连续性暴雨至关重要,其次是南海地区的低值系统,两者参与过程占比达68%。低压系统不仅为岷沱江、嘉陵江流域带来充足能量和水汽,其东侧水汽的卷入容易在岷沱江、嘉陵江流域触发低涡,再配合特殊地形,产生强的上升运动。降水过程分为准静止持续性降水和移动性持续降水2类。易发大洪水的天气概念模型有3类:Ⅰ型为西太平洋副热带高压边缘、西风短波东移触发暴雨型,Ⅱ型为青藏高原低值系统东移触发暴雨型,Ⅲ型为低层偏东气流暴雨型。 展开更多
关键词 岷沱江 嘉陵江 致洪暴雨 宜昌大洪水 天气概念模型 准静止类
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基于不确定性的多尺度暴雨强度和外江洪水位联合分布研究
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作者 王俊超 彭涛 刘佳明 《自然灾害学报》 CSCD 北大核心 2024年第3期39-55,共17页
城市洪涝治理方案以及排涝设施规模建设都与城市暴雨强度和外江洪水位息息相关,因此需要对暴雨强度与外江洪水位联合概率分布进行深入研究。以武汉市为例,采用Copula函数建立小时尺度城市暴雨强度和外江洪水位的联合分布,使用极大似然... 城市洪涝治理方案以及排涝设施规模建设都与城市暴雨强度和外江洪水位息息相关,因此需要对暴雨强度与外江洪水位联合概率分布进行深入研究。以武汉市为例,采用Copula函数建立小时尺度城市暴雨强度和外江洪水位的联合分布,使用极大似然估计值(Max-Likelihood)、模型选择准则、RMSE和NSE拟合优度来评估不同Copula模型的性能,利用局部优化(Local optimization,LO)和马尔科夫链蒙特卡洛(Markov chain Monte Carlo,MCMC)方法来分析Copula模型的不确定性。结果表明:暴雨强度和外江洪水位两要素存在明显的正相关,1 h最大连续降水量和最大日水位相关性最高,最优联合分布函数为Gumbel Copula函数;模型不确定性分析表明MCMC模拟的最优参数与理论参数值基本吻合,效果明显优于局部优化算法,且模型不确定性结果与拟合优度评价结果一致,进一步验证了联合分布函数参数的有效性。相同频率情况下,单变量值低于两变量联合频率对应的暴雨强度和外江洪水位值,高于两变量同现频率对应的暴雨强度和外江洪水位值;两变量同现重现期高于单变量设计重现期,而联合重现期低于单变量设计重现期。同频率下的暴雨强度与水位的组合风险率都远远低于单变量情况下的频率值,50 a以上排涝风险率大于设计暴雨重现期,但最大不超过联合风险率。 展开更多
关键词 COPULA函数 联合概率分布 拟合优度 联合重现期
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基于雷达估测降雨及WRF-Hydro模型的典型山洪模拟研究 被引量:4
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作者 胡迎春 陈耀登 +1 位作者 高玉芳 彭涛 《高原气象》 CSCD 北大核心 2024年第1期254-263,共10页
受复杂地形与基础气象水文资料缺乏限制,山区小尺度流域的水文预警预报技术较为薄弱,利用高分辨率雷达观测资料驱动分布式水文模型是提高山区小流域洪水预报性能的有效途径之一。本文以位于重庆中部的山区小流域二河流域为研究区域,开... 受复杂地形与基础气象水文资料缺乏限制,山区小尺度流域的水文预警预报技术较为薄弱,利用高分辨率雷达观测资料驱动分布式水文模型是提高山区小流域洪水预报性能的有效途径之一。本文以位于重庆中部的山区小流域二河流域为研究区域,开展基于雷达估测降雨数据的WRF-Hydro模型在山区小流域的山洪模拟研究,以评估雷达估测降雨的水文应用效果和WRF-Hydro模型在山区小流域的适用性。选取流域内典型的暴雨洪水过程,利用S波段的多普勒天气雷达的估测降雨数据驱动WRF-Hydro模型,并结合新安江模型进一步对比分析模拟效果。研究结果表明:(1)在二河流域,采用雷达估测降雨数据驱动WRF-Hydro模型,可以较好地模拟洪水过程、洪水流量以及峰现时间,纳什效率系数高于0.65,克林-古普塔效率系数高于0.50,相关系数高于0.85。(2)将WRF-Hydro模型与新安江模型进行比较分析,在二河流域,WRF-Hydro模型的模拟效果优于新安江模型,纳什系数差值0.03,相关系数差值为0.04,进一步表明WRF-Hydro模型在山区小流域较优的洪水模拟性能。总体而言,基于雷达估测降雨数据的WRF-Hydro模型在二河流域表现出了良好的模拟洪水的性能,可进一步在类似小尺度山区流域进行应用研究。 展开更多
关键词 WRF-Hydro模型 山区小流域 雷达估测降雨 洪水预报 新安江模型
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光流法雷达外推产品在突发强降水预报中的应用 被引量:1
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作者 魏凡 田刚 +1 位作者 徐卫立 李春龙 《人民长江》 北大核心 2024年第1期97-104,134,共9页
地形条件复杂的山丘区中小河流洪水突发性强、汇流时间短,高准确率和长时效性降水短时临近预报产品对提高突发洪水预报精度尤为关键。以2021年9月河南省鸭河口水库出现的千年一遇特大洪水为例,利用国家气象信息中心提供的三源融合格点... 地形条件复杂的山丘区中小河流洪水突发性强、汇流时间短,高准确率和长时效性降水短时临近预报产品对提高突发洪水预报精度尤为关键。以2021年9月河南省鸭河口水库出现的千年一遇特大洪水为例,利用国家气象信息中心提供的三源融合格点实况降水资料,检验基于改进光流法的雷达外推降水预报产品在本次洪水过程中0~1 h和0~3 h降水预报的TS评分和预报偏差。结果表明:(1)改进光流法在0~1 h的逐小时降水预报上较为精准,累计雨量在50 mm以下时,TS评分在0.45~0.85之间;雨量在50~70 mm之间时,TS评分在0.35~0.70之间;雨量在70 mm以上时,TS评分在0.25~0.35之间。50 mm以上雨量有较高TS评分表现出改进光流法在极端强降水预报中的优势性。(2)改进光流法在0~3 h的降水预报上,累计雨量在50 mm以下时,TS评分在0.55~0.85之间;在50 mm以上时,TS评分在0.35~0.75之间。该降水预报产品不仅对极端性降水预报效果较好,且预报时效长达3 h,可为防洪调度提供更长的决策时间。(3)改进光流法在0~3 h的降水预报产品与融合实况格点降水相比,雨量在20 mm以下的预报结果比较接近,平均绝对误差在10 mm以内;雨量在20 mm以上时,随雨量增大,平均误差、平均绝对误差、均方根误差均逐渐增大。(4)改进光流法在0~3 h的降水预报产品对影响范围小、降水强度大、维持时间长、累计雨量大的极端强降水有较好的预报表现。研究成果可为洪水预报模型提供一种较为可靠的降水输入预报。 展开更多
关键词 极端强降水 降水预报产品 临近预报 光流法 雷达外推 鸭河口水库
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基于Sentinel-2数据提取江汉平原虾稻田分布方法
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作者 王静 万君 邓环环 《湖北农业科学》 2024年第8期194-200,208,共8页
以江汉平原为研究区,基于AI Earth阿里云平台提供的Sentinel-2 MSI L2数据,在实地采样样本和目视解译样本的基础上,通过分析遥感影像中虾稻田的时序变化规律,总结出区分虾稻田与其他地物类型的关键时间以及指数阈值,从而构建虾稻田提取... 以江汉平原为研究区,基于AI Earth阿里云平台提供的Sentinel-2 MSI L2数据,在实地采样样本和目视解译样本的基础上,通过分析遥感影像中虾稻田的时序变化规律,总结出区分虾稻田与其他地物类型的关键时间以及指数阈值,从而构建虾稻田提取的决策树模型,最终提取出江汉平原2022—2023年虾稻田的空间分布。最后,基于样本数据评估了该方法的精度,总体精度达93.25%,Kappa系数为0.8429,结果表明该方法具有较好的提取结果。 展开更多
关键词 多时相遥感影像 Sentinel-2 虾稻田 决策树 江汉平原
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2012~2021年宜昌市强降水时空分布特征 被引量:2
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作者 刘俊 夏羽 +3 位作者 雷东洋 叶丹 枚雪彬 彭福强 《人民长江》 北大核心 2024年第7期79-87,共9页
为深入认识宜昌市强降水时空分布特征,基于2012~2021年宜昌市358站逐小时降水资料,采用数理统计方法分析该地区1,3,24 h这3类强降水时空分布和降水极值空间分布特征。结果表明:①宜昌市7个暴雨中心出现在平原向丘陵、山区过渡的迎风坡... 为深入认识宜昌市强降水时空分布特征,基于2012~2021年宜昌市358站逐小时降水资料,采用数理统计方法分析该地区1,3,24 h这3类强降水时空分布和降水极值空间分布特征。结果表明:①宜昌市7个暴雨中心出现在平原向丘陵、山区过渡的迎风坡地带和沿江/河一带,24 h长时累计暴雨南多北少,集中在长江以南,而长江以北地区3 h短时暴雨特征明显。②20 mm/h和30 mm/h以上小时强降水频次分别为3.8次/a和1.3次/a,3 h短时暴雨、24 h长时累计暴雨频次分别为1.0次/a和4.9次/a。小时强降水和3 h短时暴雨以2016、2018年和2020年最多,24 h长时累计暴雨以2020年和2016年发生最为频繁。③3类强降水频次月变化呈单峰型,主汛期6~8月为强降水高发期;小时强降水频次日变化呈双峰型,高频次小时强降水集中在13:00至凌晨04:00,峰值时段为17:00~19:00和23:00~24:00。④宜昌市3类降水极值空间分布差异较大,1 h降水量极值和3 h降水量极值中东部高于西部,24 h降水量极值中南部高于北部,其高值区主要出现在夷陵区小溪塔街道和乐天溪镇、远安县旧县镇、当阳市河溶镇、宜都市高坝洲镇和聂家河镇、五峰县湾潭镇等地;宜昌市1,3,24 h最大降水量分别为158.8,211.9,363.6 mm。研究成果可为宜昌市强降水预报预警提供参考。 展开更多
关键词 强降水 时空分布 峰值时段 降水极值 宜昌市
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宜昌市一次倒槽锋生气旋混合型对流天气特征分析 被引量:1
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作者 孟芳 张丽 +1 位作者 叶丹 李芳 《人民长江》 北大核心 2024年第S01期29-34,共6页
2023年4月2~3日宜昌市出现一次由暖倒槽锋生气旋引起的混合型对流天气,过程以冰雹、短时强降水、大风等对流天气为主,且不同类型强对流天气出现的时段及对流特征差异较大,有必要对其开展精细分析。利用高空地面观测、天气雷达、GNSS/ME... 2023年4月2~3日宜昌市出现一次由暖倒槽锋生气旋引起的混合型对流天气,过程以冰雹、短时强降水、大风等对流天气为主,且不同类型强对流天气出现的时段及对流特征差异较大,有必要对其开展精细分析。利用高空地面观测、天气雷达、GNSS/MET和微波辐射计等资料,分析了此次混合型对流天气特征,并初步分析了数值模式预报的偏差。结果表明:①此次对流天气分为以短时强降水为主的暖锋锋生阶段和以短时强降水、冰雹、大风为主的冷锋锋生阶段,局部累计雨量超过100 mm,极大风速达9级。②随着高空槽和冷空气逼近,700 hPa以下西南急流和前侧底层暖倒槽强烈发展,随着冷空气侵入暖倒槽,强斜压性气旋形成并发展。③天气雷达、GNSS/MET和微波辐射计等资料能够捕捉到不同类型强对流天气时空特征。④大尺度模式对环流背景场、中尺度模式对强降水落区预报均具有一定指示意义,但在地形对降水增幅作用上估算不足。 展开更多
关键词 倒槽锋生 气旋混合型对流天气 反射率因子垂直剖面 湿度廓线 宜昌市
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宜昌市“8·26”暴雨过程分析 被引量:1
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作者 黄静 李芳 祁宏 《人民长江》 北大核心 2024年第S01期6-12,共7页
由于全球变暖,极端天气发生越发频繁,尤其是夏季经常有暴雨发生,对人民的日常生活造成了极大影响。利用常规气象观测资料、湖北省区域自动站观测资料、0.25°×0.25°的ERA5逐小时再分析资料,对2022年8月26~27日发生在宜昌... 由于全球变暖,极端天气发生越发频繁,尤其是夏季经常有暴雨发生,对人民的日常生活造成了极大影响。利用常规气象观测资料、湖北省区域自动站观测资料、0.25°×0.25°的ERA5逐小时再分析资料,对2022年8月26~27日发生在宜昌市秭归县至夷陵区等地区的一次大暴雨过程进行了诊断分析。结果表明:该暴雨过程是副热带高压控制为背景,在低空切变线和地面锢囚锋的配合下产生的,强降水落区主要位于水汽辐合中心右侧,此处有利于暖湿气流持续输送形成大暴雨;强降水发生前,宜昌市上空即存在水汽辐合中心,并且不稳定能量逐渐累积,强降水发生时,水汽供应充足、上升运动强烈从而造成本次大暴雨过程。 展开更多
关键词 大暴雨 极端天气 水汽输送 诊断分析 宜昌市
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宜昌市致洪中尺度极端降水成因分析 被引量:1
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作者 成勤 王清龙 +3 位作者 孟芳 李芳 彭福强 雷东洋 《人民长江》 北大核心 2024年第7期88-97,共10页
极端降水对河流防洪调控、水库蓄水泄洪等具有重要的影响,研究极端降水成因成为强化区域洪水资源管理的必要环节。基于多源观测资料和ERA5再分析资料,利用HYSPLIT后向轨迹模式和锋生强度诊断等方法,对2023年8月26日夜间宜昌市致洪中尺... 极端降水对河流防洪调控、水库蓄水泄洪等具有重要的影响,研究极端降水成因成为强化区域洪水资源管理的必要环节。基于多源观测资料和ERA5再分析资料,利用HYSPLIT后向轨迹模式和锋生强度诊断等方法,对2023年8月26日夜间宜昌市致洪中尺度极端降水成因进行分析。结果表明:①此次极端降水过程关键影响系统为低空急流、超低空急流、边界层冷空气和中尺度低涡。强降水可以分为中尺度低涡新生、低空急流发展,冷暖对峙、冷锋南下,低涡中心东移3个阶段。②此次过程中低层主要有4条暖湿输送通道,强降水区水汽通量超800 kg/(m·s),可降水量超70mm。③强降水时段低层相对涡度正值中心与垂直速度负值中心基本重合,加之锋生作用增强,强降水中心低层垂直速度达-7.1 Pa/s。④强降水时段,地形过渡带附近形成θ_(se)(假相当位温)能量锋区,垂直方向上出现高能舌,800 hPa附近中心强度达360 K以上。⑤中尺度地形形成了“西北冷干、东南暖湿”中尺度温湿锋区,并起到了阻挡抬升和触发作用,使强降水出现在山前喇叭口内。研究成果可为汛期区域洪水资源管理策略制定提供依据。 展开更多
关键词 极端降水 超低空急流 边界层冷空气 中尺度锋区 地形作用 HYSPLIT后向轨迹模式 宜昌市
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