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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
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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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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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基于多模式降水与水文模型的径流预报不确定性分析
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作者 向怡衡 彭涛 +2 位作者 殷志远 祁海霞 沈铁元 《水科学进展》 北大核心 2025年第4期621-633,共13页
为提升流域径流预报的精度与可靠性,以清江流域为例,构建了基于多模式降水(ECMWF与NCEP)与多水文模型(GR4J与XAJ)的9种径流预报方案,并引入基于随机天气发生器的统计后处理(GPP)方法校正模式降水偏差,从确定性、概率性及不确定性3方面... 为提升流域径流预报的精度与可靠性,以清江流域为例,构建了基于多模式降水(ECMWF与NCEP)与多水文模型(GR4J与XAJ)的9种径流预报方案,并引入基于随机天气发生器的统计后处理(GPP)方法校正模式降水偏差,从确定性、概率性及不确定性3方面系统评估集合径流预报性能。结果表明:GPP方法提升了模式降水质量,进而改善了径流预报精度,尤其对误差较大的NCEP预报产品,校正效果显著;优选精度更高的降水预报产品并结合多水文模型集成策略,可进一步提升集合径流预报性能;在2020年典型洪水事件检验中,各方案在1 d和3 d预见期下均能准确捕捉峰现时间,其中多水文模型集成方案的集合平均峰值流量接近于实测洪峰。 展开更多
关键词 集合径流预报 数值预报模式 水文模型 后处理 不确定性
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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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