水稻高温热害气象风险区划和评估

为了保障粮食生产安全、提高水稻高温危害的规避和防御能力以及为农业气象指数保险产品的设计提供依据,利用历史气象资料和水稻生育期资料,通过"轻度、中度、重度"不同程度水稻高温热害发生频次差异性的分析,进行了江苏水稻高温热害风险区划。在此基础上,分别从致灾因子和承灾体的角度出发,定义致灾风险、水稻生育阶段覆盖度和气象成灾风险度,对水稻高温热害的发生规律分区域、分等级、分生育期地进行精细化、定量化的分析和评估。经研究发现,各程度高温热害平均发生概率具有"高风险区高低风险区低"的特征。水稻拔节-孕穗和抽穗-乳熟阶段,各程度高温热害最大成灾风险度出现时间基本呈现"高风险区迟低风险区早"的特征。     

江南地区茶树高温热害时空分布特征及风险区划

为研究江南茶区茶树高温热害的时空演变特征及其风险区划。利用江南地区87个气象观测站1957-2007年逐日气象资料,结合前人研究成果,提出了茶树高温热害致灾的气象指标;利用Matlab,Arc GIS9.3及小波分析法统计并分析了51a高温热害的时空分布与多时间尺度变化规律;根据灾害等级发生的频次及强度,构建了高温热害风险指数,并利用该指数对江南地区茶树进行了风险区划。结果表明:(1)江南地区茶树轻度、中度、重度、总热害分布差异显著,基本上呈现南高北低的态势。(2)分析期内,各级灾害年际变化幅度大,呈现出先减小后增加的趋势。(3)各等级灾害存在明显的多尺度特征。(4)茶树高温热害发生的高值区主要分布在浙江金华—龙泉—衢州一带、江西景德镇—樟树—宜春以南大部分地区。该研究结果可为我国南方茶树种植布局和气象灾害防御提供参考。     

基于乡镇单元的青海高原果洛地区雪灾致灾风险评估

雪灾是影响青海南部高原牧业生产最主要的自然灾害。通过利用青海、四川两省的气象站点资料,并结合GIS、RS工具,选取积雪深度、积雪持续天数、积雪面积比3个指标,采用层次分析法(AHP)与聚类分析法相结合的方法,对果洛地区44个乡镇的雪灾致灾危险性进行了评估。结果表明:致灾危险性轻度的乡镇数占总乡镇数的9.1%,中度的占31.82%,较重度的占52.27%,重度的占22.6%,其中,致灾危险性程度较重等级以上的乡镇比例占74.87%。因此可以认为,果洛州是一个雪灾致灾风险较高的地区。从空间分布上来看,轻度等级的分布在玛多县的花石峡镇、扎陵湖乡及玛沁县的东倾沟乡和拉加镇;中度、较重度等级的基本上每个县都有分布,但较重度等级的以达日县和甘德县所占乡镇数较多;重度等级的只分布在达日县的桑日麻乡、特合土乡及玛沁县的当洛乡。     

长江中下游地区一季稻高温热害时空变化及其风险评估

利用长江中下游83个气象台站1961-2012年的气温资料和区域内136个县一季稻种植面积、产量等资料,分析了一季稻高温热害发生的时空变化特点,并对高温热害进行了风险评估。结果表明,近52 a来,长江中下游一季稻各级高温热害发生频次的年际变化均呈开口向上的抛物线型。其中,1980-2012年高温热害发生的总频次以14.10次/10a的趋势增加。从高温热害发生频次的地域来看,湖北、湖南和江西3省多且危害程度重,安徽、浙江两省次之,而江苏省最少也最轻。高温热害发生概率高值区主要分布在湖南省南部和江西省南部,概率达40%以上。高温热害灾损率高值区出现在湖北巴东、湖南衡阳、江西吉安,灾损率为10%~14%。高温热害风险度以江西、湖南两省的南部地区较大,极值出现在湖南衡阳为0.36。在全球气候持续变暖的背景下,一季稻高温热害风险度将继续升高。     

长江中下游一季稻高温热害危险性特征及其对气候变化的响应

利用长江中下游地区1961-2011年气象数据和1981-2011年一季稻生育期资料,采用线性回归方法分析了一季稻高温热害危险性的时空分布及其对气候变化的响应。结果表明:(1)1961-1993年7,8月份平均气温显著下降(P0.05),近50年来5,9,10月的平均气温极显著增高(P0.01);(2)湖北省东部、安徽省西南部是一季稻高温热害危险性的高值区,江苏省、浙江省和湖北省西北部是其低值区。20世纪60年代和21世纪初热害发生最为频繁,危险性相应最大;(3)一季稻高温热害危险性与7-8月最高气温和平均气温存在极显著的正相关关系(P0.01),危险性随着最高气温和平均气温的升高呈现出先慢后快的增大,分别以31℃和26.5℃为临界变化温度。因此,不同区域应根据各自危险性特征安排适宜的播种期,并选用合适的品种类型。     

福建省茶叶气象灾害致灾危险性区划与评估

为了摸清福建复杂地形下茶叶单灾种及多灾种综合致灾风险,利用福建省1972—2014年气象数据和农业统计资料,构建致灾因子危险性区划指标体系,基于AHP-EWM方法和加权综合法量化计算各指标权重和灾害风险指数,开展茶叶单灾种及多灾种综合致灾危险性区划,评估福建省茶叶气象灾害致灾危险性。结果表明:福建茶树萌芽至展叶期寒冻害的致灾危险性最大,其次是越冬期冻害和采摘期连阴雨,而夏季高温和夏秋旱对茶树致灾的影响相对较小。福建大部茶区的气象灾害综合致灾危险性呈轻度至中度,轻度危险区主要分布在福建沿海地区及南部内陆县市的部分地带;中度危险区主要分布在除沿海地区和鹫峰山区、戴云山区、武夷山区、玳瑁山区和博平岭的高海拔地域以外的地域;重度以上危险区主要分布在鹫峰山区、戴云山区、武夷山区、玳瑁山区和博平岭山区的高海拔区域,其中1 000 m以上高海拔地区有严重气象灾害危险性。建议在轻度至中度气象灾害危险区增加茶叶种植面积,重度灾害危险区必须通过优化茶叶种植结构,种植耐寒的中小叶种及晚生的春茶品种,以避开气象灾害威胁,同时加强茶叶气象灾害的监测预警和防御,通过"避"和"防"的措施减轻茶叶气象灾害风险;而对于高海拔地区(1 000 m以上)有严重气象灾害的危险性区域,种植风险高,不适宜种植茶叶。     

基于AHP-EWM方法的福建省农业气象灾害风险区划

基于灾害风险分析原理,通过分析福建的重大农业气象灾害种类和风险等级指标,构建了影响福建农业的致灾因子危险性、承灾体脆弱性和防灾减灾能力的风险指标体系;采用AHP-EWM方法赋予各指标权重,利用加权综合法计算综合风险指数,应用GIS技术实现了农业气象灾害风险区划。结果表明:福建省重度以上的农业气象灾害综合风险区主要分布在福建东南部沿海县市,西北部的武夷山市、光泽县、建宁县和泰宁县,东北部的柘荣县、罗源县和福鼎市,西南部的武平县和上杭县;中度风险区主要分布在福建东部和西部两个区域中除重度以上灾害风险县市以外的大部分县市;其余区域属于轻度灾害风险区,主要集中在呈东北—西南走向的中间区域地带。     

早稻高温热害强度指数构建及气候危险性评价

为了对旬、年等时间尺度早稻高温热害进行定量化对比分析,以及对江南华南早稻区高温热害气候危险性进行时空细化分析评估,本文基于早稻高温热害行业规范,通过匹配1981—2016年江南华南早稻高温敏感发育期与高温天气过程,形成高温热害过程数据库;在此基础上,考虑不同等级高温热害达标强度、有效天数以及可能影响权重,构建了早稻高温热害强度指数;此外,基于旬高温热害强度分级以及不同强度等级出现概率加权,构建了旬高温热害气候危险性指数并分析了江南华南早稻区6—7月逐旬高温热害气候危险性。1981—2016年江南和华南早稻高温热害强度的变化分析结果表明,6月下旬、7月上旬以及抽穗至灌浆期高温热害强度指数呈现增强趋势,而7月中旬江南大部地区高温热害强度指数呈现减弱的趋势。2003年和2013年两个典型高温热害年份相比,2003年高温热害范围较大,其中7月上旬高温热害范围扩大且强度突增;2013年高温热害范围和强度整体较2003年偏小,但高温热害出现较早,6月中旬湖南东部、江西大部即出现了高温热害,这与当时出现了较大范围的高温天气以及该地区早稻较早进入了抽穗期是共同关联的。江南华南早稻区6—7月逐旬高温热害的气候危险性分析结果表明,7月上中旬为江南、华南早稻高温热害危险性最高的两旬,并且江南早稻高温热害的气候危险性整体大于华南地区;7月上旬湖南中部的部分地区、江西中部和东北部、浙江中部和福建中部等地为高温热害高危险区;7月中旬江西中部高危险性区域明显收缩,但浙江中部高危险性区域扩大。本文所研建的高温热害强度指数可以为任意时段或旬、月和过程等特定时段高温热害评估提供定量化评价技术方法,江南华南逐旬高温热害气候危险性评估可为细化的早稻高温热害防御和风险规避提供理论依据。     

广东橡胶风害等级标准及风险区划研究

台风是造成橡胶风害的主要原因之一,为确定广东省橡胶风害关键因子、等级标准和风险区域。本文采用个例分析法结合文献资料、灾情调查资料、气象观测资料和GIS技术确定了广东橡胶风害的等级标准、关键致灾因子和风险区划。结果表明:瞬时极大风速对橡胶风害的发生起关键作用。橡胶风害主要分为无风害(≤8级)、轻度风害(9～10级)、中度风害(11～12级)和重度风害(12级)4个等级。区划结果表明:无风害区主要位于粤北北部地区,轻度风害风险区主要位于粤北、粤中大部和粤西北部地区,中度风害风险区主要位于粤东和珠三角地区,重度风害风险区主要位于粤西南部。     

城市暴雨灾害风险评估及防御对策研究——以江苏省南京市为例

以江苏省南京市为例,从气象灾害发生维度评估城市暴雨气象灾害风险性。从致灾因子、孕灾环境和承灾体三方面构建南京暴雨灾害风险评价体系,采用2003-2012年统计数据对南京暴雨灾害风险评价指标进行等级划分,构建隶属函数判定评价因素与评价等级的隶属程度,建立二级模糊综合评价模型评估南京暴雨灾害风险,并选取2012年南京暴雨实例进行数据演算,验证该评价模型的有效性,最后提出南京暴雨灾害的防御对策。     

山西清代霜雪灾害的特点与周期规律研究

通过对山西清代历史文献资料的搜集、整理和分析,对该地区霜雪灾害的等级、周期及其成因进行了研究。清代山西共发生霜雪灾害252次,其中轻度80次、中度125次、重度47次。霜雪灾害变化可分为4个阶段,公元1644-1703年为第1阶段,1704-1823年为第2阶段,1824-1883年为第3阶段,1884-1911年为第4阶段。其中第1,3阶段为灾害多发阶段,强度较大,以中度和重度霜雪灾为主;第2,4阶段为灾害少发阶段,强度较弱,以轻、中度灾害为主。小波分析表明,清代霜雪灾害主要有2～3 a周期、15 a周期和40 a周期。降雪或寒流引起的气温骤降至0℃以下是造成山西霜雪灾害的主要原因。轻、中度霜雪灾害的温度范围为-6.4～-1℃,重度为低于-6.4℃。山西清代共发生3次寒冷气候事件,出现在1669-1672,1690-1699和1830-1836年;2次异常寒冷灾害年,分别是1653和1892年,寒冷气候事件和异常寒冷灾害年给人们的生命和财产带来了巨大损失。     

基于Copula函数的海南热带气旋风雨联合概率特征分析

热带气旋灾害的主要致灾因子为大风和降水,易引发风暴潮、海浪、洪涝等次生灾害,具有典型的多灾种灾害链特征。大风和降水是热带气旋灾害的两个具有代表性的致灾因子,如何表达多个致灾因子的综合强度是一个关键性问题。本研究以海南岛为研究区域,以1951-2014年共298场历史热带气旋过程最大3s极值风速风场以及总降水量时间序列数据为基础,首先利用极值理论分别拟合了海南风雨两个单致灾因子的强度概率边缘分布,其次采用Clayton、Frank、Gumbel Copula函数计算了风雨二维联合概率。并通过K-S检验及AIC、BIC检验等方法优选了拟合函数,然后分别计算了风雨单个致灾因子超过阈值(RPor)和两个致灾因子同时超过阈值(RPand)两种联合重现期,最后基于影响海南的9场历史典型热带气旋损失归一化数据检验重现期计算结果的可靠性。结果表明:对于年极值分布拟合最大3s极值风速用Weibull分布、总降水量用Gumbel分布效果较好;对于边缘概率分布的连接函数,Clayton Copula函数的效果较好;联合重现期RPand相比于联合重现期RPor与历史热带气旋归一化损失率具有更好的相关性。     

落石灾害危险性概率评价方法

落石灾害危险性应从灾害发生可能性与灾害致灾严重性进行评价,并以落石致灾概率表征致灾可能性,以人员损失和经济损失表征致灾严重性;以落石崩落、落石运动至威胁区域的可能性研究成果为基础,通过分析致灾过程,将落石致灾概率分为危岩崩落概率、落石到达威胁区域概率、落石击中承灾体概率三部分,分别进行概率评价,并提出了量化算法;借鉴大坝、滑坡相关研究结果,结合落石灾害自身的特点,分析了承灾体的易损性,设定落石灾害可接受风险水平,提出了落石灾害经济及生命可接受风险建议值;应用本概率评价方法于重庆万州菜地沟危岩段,能够量化判定落石致灾危险程度,在工程应用中可有效评估落石灾害,并为后期危岩防治提供了决策基础。     

引种台湾青枣的寒冻害等级指标研究

通过专家走访和寒冻害灾情调查,建立台湾青枣的寒冻害形态学分级标准。根据近年来福建、广西、广东引种台湾青枣的寒冻害调查资料,结合2014/2015年、2015/2016年冬季青枣的野外观测和地理移置试验,基于形态学分级建立灾情样本集。采用K-means聚类分析方法对灾情样本分析,获取各寒冻害等级指标的阈值,最终建立基于日极端最低气温的台湾青枣寒冻害等级指标,各级指标分别为:2.5℃T_d≤5.0℃,轻度;0℃T_d≤2.5℃,中度;-2.5℃T_d≤0℃,重度;T_d≤-2.5℃,严重。研究的等级指标采用典型年灾情和人工气候箱致灾试验结果验证,准确率达90%以上。研究结果对引种台湾青枣的合理布局及寒冻害监测预警具有实际参考价值。     

基于卫星遥感与气象站点数据的水稻高温热害监测和评估模型的改进

水稻是我国的三大粮食作物之一,对我国的粮食安全至关重要。随着近年来气候变暖愈演愈烈,水稻高温热害的发生也更加频繁,水稻高温热害已成为重大农业气象灾害。加强高温热害监测和预警技术研究已迫在眉睫。为此基于卫星遥感与气象站点数据建立了水稻高温热害监测和评估模型,模型可在全研究区域范围内,选择水稻生长季内的任意时段,对这时段内正处于抽穗开花期水稻的高温受害情况进行监测和评估。随着研究的深入,对上述模型进行如下的完善:(1)加入新的数据源提高气温反演的精度;(2)在监测和评估结果图像中增加水稻高温热害不同等级发生次数统计结果。     

农业气象灾害风险评估体系及模型研究

从灾害风险分析的角度构建了一个由我国北方冬小麦干旱、江淮冬小麦渍涝、东北作物夏季低温冷害以及华南荔枝和香蕉冬季寒害组合的灾害风险评估体系.该体系由风险辨识、风险估算和风险评价组成.风险辨识分别阐明了上述各灾种的孕灾环境、致灾因子和承灾体的灾情特征.在风险评估方面,基于灾害性质、灾损和抗灾性能的含义,提出了相应的风险概念模型,根据多年产量资料和气象资料,提出了应用性强、可操作的各种灾害的灾害强度风险概率模拟模式和灾损风险概率模拟模式、抗灾性能模式,并采用逐年产量和气象资料的样本序列,由上述模拟模式估算了各种灾害强度和不同灾损发生的风险概率及风险指数,阐述了风险水平的地区差异.在风险评价方面,根据对各种灾损的风险指标进行综合,分别提出了风险区划指标,并进行了风险区域划分.     

中国南方塑料大棚气象灾害风险区划

利用中国南方地区15个省市自治区160个气象观测站台1990-2009年的气象资料,综合考虑气温、光照、风速、降水等主要致灾因子,并根据这些数据建立了基于实数编码的加速遗传算法的南方塑料大棚气象灾害的投影寻踪等级评价模型,计算出南方塑料大棚的气象灾害月份和季节的风险等级,并按季节进行了风险区划。结果表明:春季四川盆地地区气温回升较快,有利于设施作物生长,风险最低,重庆、贵州等地由于由于太阳总辐射低,设施作物易受到寡照灾害,风险等级最高;夏季沿海地区暴雨、台风等自然灾害频发,对设施结构有较大影响,有较高的风险;秋季高灾害风险等级分布较少,以低风险为主;冬季以北纬25°为分界线,北部地区气温低、热量条件缺乏,不适宜塑料大棚发展,南部地区则相反,风险低。我国南方秋季西部地区、冬季南部地区及春夏两季的四川盆地地区的气象灾害风险最小,适合塑料大棚的发展,研究结果为我国南方塑料大棚发展的合理布局和气象灾害防御提供参考。     

我国沿海风暴潮灾害发生频率空间分布研究

基于我国沿海验潮站和水文站典型重现期数据,综合考虑风暴增水和超警戒潮位,分析了我国沿海一般潮灾、较大潮灾、严重潮灾、特大潮灾的发生频率,揭示了不同等级潮灾的发生频率在我国沿海空间分布特征。结果表明我国沿海大部分地区受风暴潮灾害影响,鸭绿江口沿岸、河北秦皇岛和唐山北部沿岸、成山头-青岛沿岸、广西防城港沿岸、海南东南部和南部沿岸风暴潮灾害发生的强度和频率都不大;渤海湾、莱州湾、长江口、杭州湾等区域是风暴潮易发区,发生特大潮灾概率较低但严重潮灾发生的频率较高;福建北部福州到浙江南部台风沿岸、广东珠江口到阳江沿岸、雷州半岛东部沿岸是风暴潮灾害严重区,特大潮灾发生频率最高。基于不同等级潮灾发生频率的空间分布提出了我国沿海风暴潮灾害防御对策与建议。     

两种干旱指标在干旱致灾因子危险性中的对比分析——以宁夏为例

致灾因子是灾害风险分析理论体系中的重要组成部分,干旱致灾因子危险性指数由干旱强度和发生概率共同决定。基于致灾因子危险性指数计算模式,对比分析了宁夏中南部山区降水距平百分率和标准化降水指数两种常用干旱指标在致灾因子危险性中的应用。分析结果表明,基于两种干旱指标的宁夏中南部山区干旱致灾因子危险性分布趋势一致,且均与实际相符,考虑到计算的简单易行,可以选择降水距平百分率作为宁夏干旱致灾因子危险性指数分析的依据。从全区干旱灾害风险区划的分析表明,宁夏干旱致灾因子危险性大致呈由南到北逐步增加的趋势。     

城市地貌环境致灾性评价：—以重庆为例

以重庆为实例,探讨了评价城市地貌环境致灾性的意义和方法,包括评价目的、评价原则、评价参数的选取和量化、评价等级的划分等,并对重庆城市地貌环境的致灾性作了尝试性的评价和分析。