分类： 地球科学 >> 地理学 提交时间： 2024-06-12 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要： 近年来，黄土高原极端暴雨引发的滑坡、泥流等剧烈水土流失引起了广泛关注。2021年10月3—6日，山西省吉县蔡家川一带强降雨诱发了大面积浅层滑坡灾害。本文利用灾前灾后无人机影像和遥感图像、降雨数据及现场调查数据，对本次降雨过程、浅层滑坡起动条件和侵蚀特征进行了分析。结果表明：本次降雨为典型的“长历时、低雨强”类型，滑坡发生前的前期降雨历时达72h，累积雨量达121.8mm，滑坡集中发生时段的雨强达33.2mm·(6) -1。与“短历时、高雨强”暴雨激发的滑坡相比，滑坡流动性相对较高。前期降雨是影响群发性滑坡灾害发生与流动性的重要因素。不同土地利用类型区滑坡起动地形条件差异显著， 所需坡度与汇水面积均表现为：封禁林区>人工林区>农地区；地层岩性的渗透性也影响着浅层滑坡的起动，：相同降雨量条件下，渗透性更好的林区发生浅层滑坡需要更高的面积坡度阈值。不同土地利用类型区，滑坡点密度、面密度与侵蚀强度的大小均表现为：农地区>人工林区>封禁林区，说明土地利用类型会在一定程度上影响滑坡的侵蚀程度，以乔木为主的林区更不利于滑坡发生。
分类： 地球科学 >> 地理学 提交时间： 2024-01-28 合作期刊: 《干旱区地理》
摘要： 利用2012年1月至2021年12月青海省50个国家气象站和39个公路沿线交通气象站地面气象观测中的逐日降水量数据、地理信息数据、社会经济数据，在分析公路沿线暴雨洪涝发生发展规律、时空分布特征和不同强度降雨日数空间分布特征的基础上，采用层次分析法、自然断点法等方法对暴雨洪涝致灾因子风险指数、孕灾环境风险指数、承灾体风险指数、防灾减灾能力风险指数及风险综合指数空间特征进行了总结，并运用公路沿线暴雨洪涝灾害风险的孕灾环境、气象风险及防灾减灾能力等因子，构建了公路沿线暴雨洪涝灾害风险模型。结果表明：（1） 青海省公路沿线不同强度降雨日数空间分布总体呈由东南向西北递减，致灾因子危险性最高风险区至次高风险区路段包括国道G315线的西宁-天峻路段和G227线的西宁-峨堡岭等路段。（2） 暴雨洪涝孕灾环境脆弱性风险自东南、东北向西逐渐降低，孕灾环境脆弱性风险较高的路段包括国道G227线的祁连路段和G214线的共和-囊谦等路段。（3） 承灾体暴露性的最高风险区主要集中在国道G109线的民和-共和路段和G227线的西宁-峨堡岭等路段。（4） 防灾减灾能力较高的区域主要分布在青海省西宁、海东、海北东部和海西西部等路段。（5） 青海省公路沿线暴雨洪涝灾害风险模型等级划分为暴雨洪涝最低风险（1级）、次低风险（2级）、中等风险（3级）、次高风险（4级）和最高风险（5级）。该风险模型可在气象灾害风险管理业务中进行应用，为地方交通运输部门防灾减灾救灾工作提供科学依据。
分类： 地球科学 >> 大气科学 提交时间： 2023-06-28 合作期刊: 《干旱区地理》
摘要： 利用19572019年山西省27个气象站点逐日降水数据，使用小波分析等方法对山西省暴雨时空分布特征进行分析，并基于自然灾害理论使用决策分析法（AHP）进行暴雨灾害风险评估。结果表明：（1）从时间尺度上看，山西省暴雨发生时间呈现周期性和季节性；暴雨年际变化存在4 a、9 a、14~15 a和27~28 a 4个时间尺度震荡，且震荡周期在缩短，暴雨发生的频次呈增加趋势；暴雨季节分配不均匀，多集中在夏季且形成暴雨灾害的几率较大，每年68月期间累积暴雨日数占全年比重高达85.23%，其中7月占比最大，达到45.18%。（2）从空间尺度上看，暴雨多发生在山西省中南部和海拔较高的山区，整体呈现出由东南向西北递减的规律，地区差异明显；以恒山为界，以南区域强降水发生的概率以及暴雨量普遍要高于北部区域，其中垣曲、五台山、阳城年平均暴雨量在65 mm以上，累积暴雨日数超过60 d。（3）通过对山西省暴雨灾害风险进行评估，发现山西省暴雨灾害综合风险等级空间上呈现出由南向北逐渐递减的趋势，运城盆地东北部属于高风险区，而山西省东北、西北地区则属于低风险区，其余大部分地区属于中风险区和次高风险区。
分类： 地球科学 >> 水文学 提交时间： 2023-01-17 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要： 贺兰山东麓是中国西北极端暴雨易发区之一，为了进一步探究该地区暴雨发生时大气环流配置及低空急 流系统演变特征，提高该地区暴雨预报准确率及防灾减灾能力，本文利用加密地面降水观测资料和NCEP/NCAR再 分析资料，对20092020年贺兰山东麓20次暴雨事件的形成机理进行了综合分析。结果表明：（1）依据500 hPa环 流形势特征可将该地区20次暴雨过程分为高空槽前型和西太平洋副热带高压西北侧型。高空槽前型降水是在高 空西风槽影响下，配合高空急流及低空水汽辐合场发生与维持，副高西北侧型降水过程中贺兰山东麓位于西太平 洋副热带高压西北侧，副高边缘带来充沛水汽，高低空动力辐合配合使得该类降水强度更强。（2）两类降水过程对 应的低空急流系统存在明显差异，副高西北侧型降水其低空急流呈北进增强-南退减弱特点，急流轴在贺兰山体左 侧，在暴雨过程中起到了水汽输送及增大迎风坡风速等作用。（3）高空槽前型降水过程中低空急流多呈东移减弱特 点，急流轴位于山体右侧，低空急流动力作用所产生的中尺度气旋的发展演变对此类暴雨的触发与维持起到重要 作用。
分类： 地球科学 >> 水文学 提交时间： 2023-01-17 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要： 利用NCEP 11再分析资料、宁夏区域自动站观测资料、FY-2E卫星资料，通过天气学诊断和数值模拟 的方法对发生在贺兰山东麓的2018年7月1819日和2017年6月45日两次伴随低空急流的暴雨过程进行对比 分析。结果表明：（1）718过程是在500 hPa东高西低的环流背景下高空槽和偏南急流共同作用产生的局地短 时暴雨，而604过程则是稳定大槽和东南急流影响下形成的大范围持续性降水过程。（2）低空急流对两次暴雨过 程的影响存在差异可能是急流分布形态不同所致，718过程暴雨发生前的低空偏南急流主要起到输送水汽的作 用，当急流加强与贺兰山山体相互作用后诱发暴雨，且偏南急流偏转为西南急流，低空急流转向后与暴雨相互促进 使降水加强；而604暴雨过程中宁夏北部地区一直处在中尺度低涡东南侧和东南急流左侧的有利动力条件下。 （3）数值敏感性试验的结果表明，减弱低空急流后，两次暴雨过程的降水强度均减弱，减小的区域分别位于贺兰山 山区和宁夏平原中部地区，其中低空急流中的南风分量对降水的强度有重要影响。（4）诊断分析结果显示，低空急 流对718过程的影响主要体现在加强迎风坡垂直运动的动力作用，对604过程的影响则主要体现在急流左侧 的动力辐合抬升作用，急流强度减弱对718过程水汽输送的影响较604过程更大。
分类： 地球科学 >> 水文学 提交时间： 2023-01-17 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要： 利用常规观测资料、FY4A卫星、多普勒天气雷达及再分析等资料，对2018年7月19日内蒙古河套地区大 暴雨过程的环流背景、环境场条件和中尺度对流系统（MCS）的演变特征进行了分析。结果表明：（ 1）副热带高压稳 定少动、500 hPa高空槽、低层切变线及西南急流、300 hPa高空急流和地面低压的配合为本次对流暴雨过程提供了 有利的环流背景。（ 2）低层持久的西南急流提供充足水汽输送，假相当位温高能舌、深厚暖云层、较高强度的对流有 效位能、高空槽后冷平流入侵和上干下湿的不稳定气层为强对流暴雨的产生提供了较好的环境条件。（ 3）东西向和 南北向先后生成的MCS共同导致大暴雨过程的发生，对流暴雨主要是由于东西向MCS沿阴山山脉缓慢移动产生， 20 mmh-1的强降水出现在上风向云团边缘及云顶亮温（TBB）梯度大值区附近。（ 4）东西向带状回波移动速度缓慢 且移动方向与回波长轴方向基本平行，强回波自西向东缓慢移动形成显著的列车效应，造成了5 h以上的连续性 强降水，南北向带状回波持续时间更长，但移动方向与回波长轴方向垂直，且移动速度较快，所以产生的暴雨强度 较东西向弱。（ 5）地面中尺度辐合线是触发中尺度对流系统的主要原因，河套地区的复杂地形及低空急流的脉动进 一步促进了对流触发，地面中尺度辐合线与阴山山脉呈现几乎重叠的分布，有利于降水的持续，促使本次对流暴雨 过程的发生。
分类： 地球科学 >> 大气科学 提交时间： 2022-06-07 合作期刊: 《干旱区地理》
摘要： 使用高空、地面观测资料、地面自动站雨量资料和美国国家环境预报中心（NCEP）再分析资料，通过水汽通量诊断分析、后向轨迹模型等方法，分析了昆仑山北麓和田地区2020年5月57日（简称0506过程）和2021年6月1417日（简称0615过程）两次极端暴雨过程的环流形势、中尺度系统、水汽输送和收支特征。结果表明：（1）两次暴雨过程有共同的特点：影响系统都为中亚低涡，均有来自里海、咸海一带的水汽输送；对流层低层偏东急流作用显著，最强水汽辐合集中在700~850 hPa。（2）两次暴雨过程也有明显差异：0506过程的南亚高压为带状分布，水汽输送路径为西方和偏东路径，其中西方路径水汽输送最明显，西边界水汽输入贡献占88%；0615过程的南亚高压为双体型，水汽输送路径为北方和偏南路径，水汽来自阿拉伯海和孟加拉湾的偏南气流向北输送，南方路径输送量远远大于其他路径，南边界水汽输入贡献占78%。（3）和田大气可降水量（PW）增大尤其是超过平均状态时，对强降水出现有指示意义，当PW20 mm以上时，可能会出现暴雨或极端暴雨天气。
分类： 地球科学 >> 大气科学 提交时间： 2022-01-21 合作期刊: 《干旱区地理》
摘要： 为了探讨ERA5再分析降水数据在中国区的适用性，以全国728个站点的日降水数据为参考，使用Pearson相关系数、均方根误差、平均绝对误差、探测率、误报率以及公正先兆评分分析了ERA5再分析降水数据在不同时间尺度（月、季）、不同气候区、不同海拔梯度下的精度以及ERA5再分析数据对暴雨和干旱事件的刻画能力。结果表明：ERA5降水数据对日降水事件的识别能力在空间和时间上均存在差异，整体来看：在北温带的精度最高；在夏、秋两季较冬、春两季的精度低；海拔＞500 m地区的精度低于海拔500 m地区的精度。ERA5数据在进行暴雨识别时，与站点观测数据的偏差较大，且阈值越大（即暴雨越强）偏差越大；基于ERA5计算的不同尺度的标准化降水指数的精度不同，其中3个月尺度的标准化降水指数的精度最高。在进行干旱事件的识别时，阈值越低（即干旱越严重）误差越大。本研究可为ERA5降水数据的使用范围和使用方法提供参考，有助于分析相关研究的不确定性。
分类： 地球科学 >> 大气科学 提交时间： 2021-12-14 合作期刊: 《干旱区地理》
摘要： 利用常规高空、地面观测、自动气象站、NCAR/NCEP FNL 0.5°×0.5°再分析资料和 FY-4A 卫 星多通道扫描成像辐射计（AGRI）载荷 L2 级定量产品资料对 2019 年 6 月 16 日发生于天山北坡的石 河子垦区短时暴雨天气过程的云参数特征及成因进行分析。结果表明：（1）此次短时暴雨过程发 生在巴尔喀什湖附近的高空槽分裂的短波槽配合中低层 700 hPa 切变线和 850 hPa 辐合线共同影 响的环流背景下。（2）黑体亮度温度（Temperature black body，TBB）的发展、合并与暴雨云团的快速发展、合并、加强有较好的对应关系，暴雨云团在暴雨区快速发展，成熟后稳定少动并与上游的云 团不断合并加强。当暴雨云团 TBB 快速下降至-52 ℃以后开始出现降水，暴雨区主要发生在暴雨 云团 TBB 等值线密集区，暴雨云团的云顶高度可发展至 12 km，在云团发展过程中云顶相态由含有 水云、冰云的混合云组成，但主要以过冷水云为主。（3）700 hPa 切变线和 850 hPa 及地面辐合线的 存在为暴雨提供了有利的动力条件，且地面辐合线稳定少动，有利于强有力的垂直上升运动携带充沛的水汽在暴雨区聚集致使暴雨发生，此次暴雨的水汽路径主要有偏西和偏南两条路径。
分类： 地球科学 >> 大气科学 提交时间： 2021-12-14 合作期刊: 《干旱区地理》
摘要： 基于 1961—2019 年新疆 86 个县（市）出现的 3220 次暴雨洪涝灾害事件，依据灾害中出现的 死亡人数、倒塌房屋数、倒塌棚圈数、牲畜死亡数量和农作物受灾面积 5 种灾情要素构建灾损指数，并根据百分位数方法对灾损指数进行等级划分，对应将暴雨洪涝灾害事件定量划分为一般、较重、 严重、特重 4 个等级，用于评估新疆暴雨洪涝灾害的时空分布及其变化。新疆出现暴雨洪涝灾害次 数最多的区域是伊犁河谷、阿克苏地区和喀什地区，同时这 3 个区域也是出现暴雨洪涝灾情最重的区域。危害性等级较轻（一般、较重）的暴雨洪涝灾害出现次数较多的区域大多集中在新疆北部，随着暴雨洪涝灾害危害程度加重，新疆北部大部分区域严重和特重等级灾害出现次数迅速减少， 新疆南部的阿克苏、喀什等地区平均出现次数明显多于全疆其他区域，伊犁河谷各危害性等级出 现次数较其他区域为中等到较多，尤其是特重等级暴雨洪涝灾害出现次数位居全疆前三。新疆暴雨洪涝灾害主要出现在夏季，6 月和 7 月出现次数最多。新疆暴雨洪涝灾害出现次数的突变出现在 1980 年代中期，自 1980 年代中期起，新疆 3—10 月降水增多，极端降水事件增加，各危险等级暴雨 洪涝灾害出现次数、年出现次数和年灾损指数发生了 3.8~5.6 倍的增幅；降水量和大雨以上量级的降水日数是形成新疆暴雨洪涝灾害的主要致灾因子。
分类： 地球科学 >> 大气科学 提交时间： 2021-10-10 合作期刊: 《干旱区地理》
摘要： 利用贺兰山东麓 9 个常规站及 287 个自动气象站汛期（5—9 月）逐小时降水量资料，应用线 性趋势系数、克里金插值及 Morlet 小波变换等方法，分析了该地区的暴雨时空特征和振荡周期。结 果表明：（1）贺兰山东麓暴雨日数 20 世纪 60 年代最多，暴雨强度 20 世纪 70 年代最强，暴雨贡献率 2011—2019 年 最 大 。（2）1961—2019 年 年 平 均 暴 雨 日 数 为 2.1 d，暴 雨 强 度 为 46.6 mm · d- 1。（3） 1961—2019 年暴雨日数有 2.1 d·(10a)-1 的下降趋势，暴雨强度变化不大，暴雨贡献率有 1%·(10a)-1 的 弱上升趋势。（4）暴雨主要出现在 7 月和 8 月，集中出现在 7 月中旬至 8 月中旬。（5）贺兰山东麓各 站不同时间段共出现短时强降水 810 次，主要出现在夜间 21:00—22:00 和白天 16:00，其中夜间暴雨 占 57.8%。（6）暴雨日数存在 2~6 a、7~15 a 的周期性变化，变化的第一主周期为 3 a，暴雨强度存在 2~4 a、5~16 a 的周期变化，变化的第一主周期为 9 a。（7）暴雨出现日数最多、强度最强、量级最大的 区域主要分布在贺兰山银川至石嘴山段的沿山区域。（8）洪涝灾害具有发生频率高、涉及范围广， 季节性明显、区域集中，破坏性强、造成损失大等特点。
分类： 地球科学 >> 地理学 提交时间： 2021-06-13 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要： 基于1961—2018年柴达木盆地10个气象台站观测资料，分析了柴达木盆地极端强降水量、强降水日数的时空演变特征，定量化分析了柴达木盆地不同量级暴雨灾害的影响程度，结果表明：（1）1961—2018年柴达木盆地夏季（6—8月）降水呈增多趋势，增幅为7.5 mm·(10a)-1，极端强降水次数亦呈增多趋势，增幅为2次·(10a)-1，尤其是近10 a来，夏季极端强降水次数增多尤为明显，年平均强降水次数为17次，与1981—2010年平均值相比偏多6次。（2）柴达木盆地因强降水诱发的暴雨灾害次数总体呈增多趋势，增幅为2.5次·(10a)-1，进入21世纪以来增加尤为明显，都兰、乌兰、天峻及德令哈是暴雨灾害出现次数最多的地区。（3）暴雨灾害风险区划结果：夏季柴达木盆地天峻县（舟群乡、快尔玛乡、木里镇、新源镇、江河镇）为极端强降水诱发的暴雨灾害高风险区；德令哈（蓄集乡、尕海镇）、乌兰县（铜普镇、柯柯镇及茶卡镇）、都兰县（香加乡、热水乡、沟里乡、香日德镇、夏日哈镇、察汗乌苏镇）为暴雨灾害较高风险区，针对暴雨灾害风险级别和影响范围，定量化分析了柴达木盆地暴雨灾害对GDP、人口、土地利用类型的影响程度。
分类： 地球科学 >> 地理学 提交时间： 2021-06-13 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要： 南疆暴雨是小概率事件，其预报预警的难度较大。南疆一些暴雨过程的历时短，降水强度大，并伴有短时强降水事件（即“短时强降水暴雨”）；而另一些暴雨过程的降水时间相对较长，未伴有短时强降水事件（即“非短时强降水暴雨”）。为探究南疆上述两类暴雨的差异，利用2013—2019年426个自动气象站逐小时降水资料，对比分析了南疆夏季短时强降水暴雨和非短时强降水暴雨的差异，结果表明：（1）南疆夏季以短时强降水暴雨为主，超过70%的站点在暴雨日中出现过短时强降水事件；短时强降水暴雨主要发生在7月，该月约95%的暴雨日中都出现过短时强降水事件。（2）南疆海拔在2000~2500 m的站点出现暴雨的比例最高，海拔低于1000 m的站点最低。南疆短时强降水暴雨主要发生在海拔低于2000 m的区域，非短时强降水暴雨则主要发生在海拔高于2000 m的区域，上述两类暴雨均具有明显的夜雨特征。（3）南疆总暴雨与短时强降水暴雨的累计降水量、降水频次和平均降水强度的日变化特征相似，二者与非短时强降水暴雨的差异较大。非短时强降水暴雨的累计降水量、降水频次和平均降水强度的峰值时段均出现在上午；短时强降水暴雨的累计降水量和平均降水强度的峰值时段出现在傍晚前后和前半夜，累计降水频次的峰值时段则主要出现在后半夜至清晨，短时强降水暴雨的降水强度与累计降水量的关系比降水频次更密切。南疆短时强降水暴雨和非短时强降水暴雨的观测特征存在显著差异，二者的降水形成机制也不相同。
分类： 地球科学 >> 大气科学 提交时间： 2019-11-14 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要： 在中尺度数值模式中，选用不同的参数化方案对降水的模拟和预测效果会有很大影响，合理选择参数化方案可以提高预测准确性。为此，本文使用中尺度预报模式WRF3.8 (Weather Research and Forecasting model, WRF) 版本，采用3 km和9 km两层嵌套网格，利用ECMWF（European Centre for Medium Range Weather Forecasts）再分析资料作为初始场和边界条件，对新疆地区4次暴雨过程进行模拟，采用TS （Threat Score） 评分评估了Lin方案、WSM6方案、Thompson方案和WDM6方案4种云微物理参数化方案对新疆地区暴雨模拟的适用性。结果表明：Thompson方案在站点降雨量为小雨（0.1~5.0 mm）和中雨（5.1~10.0 mm）的预报模拟中具有优势，其他3种云微物理参数化方案均在不同程度上存在漏报情况，从相关系数上判断，Thompson方案模拟效果略优于其他方案，适用于多小雨、中雨的新疆地区，但4种云微物理参数化方案在大到暴雨降水等级的预报效果都不是很好，这也正是WRF模式在新疆地区需要改进的地方。
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