基于多源实况资料的森林火灾期间的气象特征分析——以西昌“3·30”森林火灾为例

基于地面观测资料、四川省雷电监测网、NCEP再分析资料、ECMWF再分析资料以及雷达基数据,从天气实况、大气环流、气象物理量、雷达回波四个方面对西昌“3·30”森林火灾期间的气象特征进行了分析,结果表明：“3·30”森林火灾发生前后,西昌泸山周边气温高、风速大、相对湿度低;在高空低槽、低空切变线、低空急流、地面热低压、地面冷锋的共同作用下,西昌泸山火场附近出现了气温突升突降和偏南大风转偏北大风的现象;对流层中层辐合、低层辐散且中低层存在下沉运动是高空动量下传的重要表现,有利于热低压的维持和地面偏南大风的出现;西昌C波段多普勒雷达对火灾烟尘有较好的探测效果,烟尘回波的强度为5—30 dBZ,随着距火场距离的增加,烟尘回波的水平范围增大,强度减小且底部不再接地,烟尘回波的相对径向速度能近似反映出一定高度上的风向和风速。     

广东省雷电伤亡事故特征分析

通过1995-2016年广东雷电灾害汇编记录的雷灾伤亡事件资料和1999-2016年广东省电力雷电定位系统数据对广东省雷电伤亡事故特征进行分析,(1)1075起雷灾伤亡事件中,死亡人数约是受伤人数的1.2倍,1起雷灾事件最多伤亡数为17个,2人以上的多人受伤概率要远大于多人死亡;雷灾伤亡高于全省平均水平的农村地区政府更应重视防御工作;(2)每月的雷电灾情特征与闪电活动年变化相关;雷电灾情的时间特征与人们的作息时间相关,尤其对于户外活动较集中的农村地区更应关注雷电频发时段。(3)雷灾伤亡事件发生在农田的最多,造成群死群伤事件主要是发生在未做雷电防护措施的建筑物内和大树旁。(4)雷灾伤亡人员中男女比例相当,但男女同时遭受雷击时女性更易遭受身亡。由于不同年龄段从事不同种类的工作,导致壮年年龄段(25-64岁)男性伤亡高于女性,但是在伤亡最多的31-40年龄段中女性伤亡是男性的1.46倍。总之,雷电引起的伤亡事故大部分发生在农村地区,提高农村农民防雷减灾意识和加强乡村振兴防雷减灾服务的工作迫在眉睫。     

上海市全雷电探测系统及其应用

上海市气象局TS7/8000全雷电探测系统是在原SAFIR3000基础上,新增了1个LS8000传感器和3个LS7000传感器,组成了上海TS7/8000全雷电探测系统。该系统的建成扩大了市气象部门对上海及周边地区闪电的探测范围,也提高了对云闪和地闪的探测效率和探测精度。上海市全雷电探测系统获取的闪电数据,已在上海地区的雷电监测预警、短时天气预报、雷击风险评估业务和雷灾事故调查等方面取得了广泛的应用。作为中国地区第一套TS7/8000全雷电探测系统,上海市全雷电探测系统将为防御气象灾害,保护人民群众生命财产安全起到重要作用。     

云南致灾雷电过程的大气物理量结构特征

通过利用NCEP再分析气象资料和闪电定位系统监测资料对2007年云南主要致灾雷电过程进行对比诊断分析,结果表明:尽管雷电活动和导致的雷击灾害的地域差异较大,但频繁的雷电活动是导致雷击灾害的主要原因;云南雷电活动区域与高CAPE区域具有较好的对应关系,雷电一般发生在CAPE≥200J/kg的区域内,另外上升下沉气流之间形成的稳定垂直环流、倾斜深厚上升气流以及中低层上升气流、高层下沉气流的大气垂直结构非常利于云南雷电形成和雷击灾害事件发生,雷电易发区域从低层到高层垂直速度小于-1.0hPa/s,并且对流有效位能越大、上升运动越强烈,越有利于雷电产生和雷击灾害发生。     

我国雷电灾害时空分布特征及预警

利用中国气象学会雷电防护委员会编印的《全国雷电灾害汇编》(1997-2006年中)10年的资料,分析了我国雷电灾害的分布和主要特征。同时,根据山西省30年来的地面气象站资料,利用自动站、闪电定位仪和新一代多普勒雷达等新型探测资料,采用OSR方法、FORTRAN和VB6.0等语言,建立了地区性雷电预警业务系统。     

2022年极端干旱背景下湖南森林火灾气象条件分析——以2022年湖南新田“10·17”重大森林火灾为例

基于湖南地面气象观测资料、干旱指数、CMA＿GD区域数值模式分析资料以及卫星云图和遥感数据,从大气环流、天气实况、气象物理量、卫星遥感及云图方面,结合气候背景及火场气象要素变化对2022年湖南新田“10·17”重大森林火灾期间的气象特征进行深入剖析。结果表明：新田“10·17”重大森林火灾发生前已遭遇夏秋季连旱、极端连晴天气以及高温热浪天气,造成了新田长达45 d的特旱和极高的森林火险气象等级;在火灾期间,10月18日叠加白天辐射增温、谷风发展及干冷空气爬坡后的焚风效应,加剧了火场热对流造成火势蔓延极快;在10月21日09:00—10:00,出现了环境风突然增强以及上干下湿的大气层结,其对流不稳定潜势背景有利于爆燃的发生,爆燃发生后形成的局地小尺度低压也对爆燃的维持提供了正反馈机制;卫星云图在晴空条件下对火情发展、明火面积变化具有较好的监测效果。     

河北省雷电灾害风险区划研究

河北省雷电灾害频发,造成重大损失,引发社会大量关注,2017年中国气象局发布了雷电灾害区划技术指南。雄安新区雷电灾害风险区划可以为新区发展规划提供参考。依据自然灾害分析原理,参照雷电灾害区划技术指南,选用致灾因子危险性和承灾体易损性为分析因子,利用2010-2016年河北省闪电定位网观测数据、地理信息数据及社会经济数据,选取地闪密度、地闪强度、土壤电导率、海拔高度以及地形起伏5个指标分析致灾因子的危险性,人口密度、GDP密度、防护能力以及城镇化率4个指标分析承灾体的易损性。通过计算雷电灾害风险指数,运用自然断点法,最终得到河北省雷电灾害风险区划。河北省雷电灾害高风险区分布于唐山市东南部、石家庄市、沧州市中东部、承德市东南部、张家口市西南部。雄安新区在进行雷电灾害防治时应重点关注容城县和雄县。该区划结果与河北省2015-2017年雷灾实际造成的经济损失状况大致相符。     

喷水灭火过程中足尺钢框架房屋温度场试验研究∗

喷水灭火行为引起的火场局部温度骤降,有可能引起房屋结构破坏。为研究火灾及消防过程中温度场的分布和变化情况,设计建造了足尺钢框架房屋,根据实际火灾及消防场景设计火灾荷载和消防系统,模拟了真实火灾下窗户玻璃破碎和喷水灭火对火灾温度场的影响。试验过程中利用热电偶测量火灾及消防全过程的火场温度,得到了火场中不同位置的温度变化曲线。根据试验结果,并结合火灾动力学分析了火场温度的空间分布和变化规律。研究表明:火灾过程中,火场在垂直方向上存在明显的温度梯度,空气温度随高度增加而升高;框架平面沿水平方向越靠近起火点,升温速率越快,能达到的最高温度越高,垂直方向温度梯度越大;玻璃破碎增大了通风口面积,对通风控制型火灾的温度场有显著影响,靠近通风口处温度略有降低,而远离通风口的火场纵深处温度大幅上升;消防喷水能迅速抑制火场燃烧,降低火场温度,降温速率随喷水灭火时间增长而减小;开始灭火的短时间内,火源附近温度骤降,降温速率最高达到391℃/min。     

基于频繁模式挖掘的上海市气象灾害致灾因子识别

气象灾害是上海等超大城市面临的重大挑战,而如何定量挖掘气象条件的致灾影响是当前亟须解决的问题。研究基于近10年的气象类报警灾情数据,采用FP-Growth频繁模式挖掘算法开展气象灾害的致灾因子识别,得到气象对于典型承灾体的致灾影响阈值,并且基于挖掘结果构建了气象条件与典型承灾体的气象致灾知识图谱。结果表明：暴雨灾情主要分布在100～250 mm的大暴雨区间以及50～100 mm的暴雨区间,其主要承灾体为房屋、车辆、道路和小区;大风灾情主要分布在10.8～17.1 m/s(6～7级风),其次为17.2-24.4 m/s(8～9级风)区间,主要承灾体为车辆、道路、树木、房屋及相关构筑物。并且在不同统计时段灾情通常都集中于风雨共同影响的区间范围,呈现出较为明显的对角线分布特征。通过FP-Growth挖掘可以得到一些较为明显的致灾特征,如强降水会导致工厂、加油站、市场、学校、幼儿园、仓库、车库等积水,强风会导致电信设施、加油站、围墙和大棚受损。此外,强降水和大风的共同影响还会造成加油站、学校、幼儿园等灾情高发。本研究通过构建定量化的气象致灾影响知识框架,从而加深对于灾害性天气致灾影响的认识,为...     

陕西省林火特征及与关键气候因子的关系

采用趋势分析法和相关分析法,选择年均湿润系数、年均风速、年均气温日较差作为气象指标,火灾次数和受害森林面积作为火灾指标,对1954-2013年陕西省、陕北、关中和陕南不同地区的气象因子与森林火灾之间的关系进行研究,为气候变暖背景下林火防治提供理论依据。结果如下:陕西省森林火灾次数和受害森林面积与时间序列呈反曲线式下降,1950年代至1960年代前期陕西森林火灾频发,1990年代后火灾减少并趋于稳定。陕西林火每个月都有发生,89.3%的受害森林面积集中在1-5月,每天的10-12时和13-16时是火险高发时段,且火灾等级较高。陕西省火灾分布具有明显的地域特征。年均湿润系数和年均气温日较差表现出下降趋势,年均风速在21世纪以来逐渐加大。气候因子对森林火灾的影响具有地域性和滞后性,年均湿润系数、年均风速和年均气温日较差均对当年森林火灾表现出正相关。目前陕西林火逐渐减少并趋于稳定,气候变化背景下,未来森林火灾风险将进一步加剧。     

基于聚类分析的海南岛雷电灾害易损度风险区划

利用1998-2009年全国雷电灾害汇编资料、海南岛18个气象台站雷暴资料、海南闪电定位网观测资料和海南省统计年鉴的区域经济、人口数据,选取了表征海南岛雷电灾害致灾因子、孕灾环境和承灾体特征的指标变量。采用R型聚类分析方法对影响易损度的指标进行了筛选和检验。以雷暴日数、50 kA以上平均地闪密度、雷灾频数、人员伤亡频数和区域经济易损模数等5个指标为依据变量,用欧氏距离(Euclidean distance)计算了各样本的相似性测度,应用Q型聚类中的Ward’s法(离差平方和法)进行了层次聚类分析,并用Q型迭代聚类分析法进行了聚类解验证,开展了海南岛雷电灾害风险区划。结果表明:海口属于易损度高风险的第1类地区,该类地区雷电灾害综合易损值高达3.89;文昌、澄迈、临高、定安、屯昌和琼海为易损度次高风险的第2类地区;儋州、琼中、白沙、通什和保亭为中等风险的第3类地区;昌江、东方、乐东、万宁、陵水和三亚为较弱风险的第四类地区。     

基于复杂网络的高校火灾灾害链分析及应急管理决策研究

结合高校火灾灾害演化特征,基于国内外102起高校火灾案例总结出12个灾害次生衍生事件,基于复杂网络理论和灾害链演化机理对高校火灾次生衍生事件进行系统全面分析,建立高校火灾灾害链网络拓扑结构和风险评价模型,并计算出高校火灾灾害链风险度。综合灾害事件的致灾率、灾害损失度、灾害链脆弱度3个指标,以南京航空航天大学实验室爆燃事件为实例进行验证。研究结果表明,该模型与实际情况具有较高的吻合度,有利于提高高校火灾灾害急处置能力和决策水平,能够为高校防灾减灾策略的制定提供参考。研究发现,火灾发生前采取有效措施对灾害链重要节点进行积极管控,可降低火灾发生的风险;火灾发生后对关键边进行及时断链,可迅速阻断火灾的进一步发展和蔓延。     

基于主成分分析和结构方程模型的青海高原雷电环境特征

利用青海省53个气象台站的最小相对湿度、最大日降水量、冰雹日数、霾日数、雾日数、蒸发量和最大风速等观测资料和闪电定位资料,通过主成分分析和结构方程模型分析,研究闪电日数与以上各气象因子的关系以及青海省雷电环境特征,以期为青海省雷电灾害的防御和评估提供科学依据。研究结果表明：青海省年闪电日数在2.1～119.0 d之间,两个高值中心在玉树州南部和海南州北部,雷电活动最为密集、闪电发生频率最高的地区主要分布在青海省东部、玉树州、果洛州等地区;主成分分析、逐步回归分析和结构方程模型计算结果表明,冰雹日数、最大日降水量、最小相对湿度与闪电日数关系最为密切,均对雷电日数具有正向影响。     

基于层次分析模型的北京雷电灾害风险评估

城市气象灾害风险评估应用研究选用北京地区近10年的雷电监测资料,以区县行政区域为评估单元,利用层次分析模型评估各区县的雷电灾害风险.模型充分考虑了灾害冲击频次和城市社会经济组成结构等因素,拟定以"灾害历史发生频次、人口密度和人均GDP"等作为评估的主要指标,以此建立风险评估方程,划分风险等级.计算得出的风险估算值变化与该地区近10年中实际的雷电灾害发生频次的区县间的变化趋势大体一致.评估结果表明,北京雷电灾害除与自然闪电的空间分布有一定的关联外,还与下垫面易损特征及"承灾体"分布密切相关.评估结果的正确性也说明了评估方法的合理性.     

海南文昌火箭发射场雷电环境分析

利用海南省18个气象台站的雷暴人工观测资料和海南闪电定位网的观测资料,分析了海南文昌火箭发射场的雷暴特征和雷电环境,结果表明:海南岛的中部和北部雷暴活动较强,西部、东部和南部近海地区的雷暴活动较弱,文昌发射场处在北部较强的雷暴区;采用Krigine(克里格)方法拟合的结果为文昌火箭发射场雷暴日数的年变化从1982年以后逐渐减少,发射场一年中各月都有雷暴发生,4-10月为雷暴高发期;发射场西部、西北部和北部区域雷暴活动较其它区域要强,79%的雷电流强度小于40 kA,而只有5.9%的雷电流强度大于60 kA,一天中闪电的发生有两个高峰时段,一个出现在凌晨5时到6时,另一个时段出现在14时到18时,午后15时左右是闪电活动最频繁的时段。     

长江流域一季稻高温热害分布特征及风险分析

基于长江流域一季稻区75个农业气象观测站观测数据和逐日气象数据,建立典型高温年份一季稻灾损和高温热害表征因子关系,筛选关键致灾因子、构建高温热害致灾等级指标,分析一季稻热害致灾时空分布规律。以多种分布函数对高温致灾因子序列进行拟合,筛选最优分布函数,综合热害强度及其风险概率进行高温热害致灾风险分析。结果表明:一季稻高温热害致灾程度与高温过程的日最高温度关系显著,以38.9℃、39.5℃、40.2℃、41.5℃为轻度、中度、较重、重度致灾热害的阈值。20世纪60至80年代致灾热害发生范围和次数减少,90年代稍有增加,21世纪后明显增大;致灾热害基本以轻度、中度和较重等级为主,80年代发生站次较少,重度致灾热害发生较少、21世纪后明显增加。重庆中部和北部为高温致灾热害发生的高频区。综合致灾强度和风险概率的致灾较高风险区主要集中在重庆和四川盆地东部地区。整体看,一季稻高温致灾热害范围和强度将呈扩大增强的趋势,需采取一定防范管理措施以应对气候变化、保障粮食稳产高产。     

城市抗震防灾规划中次生火灾风险快速评估方法

地震次生火灾风险评估是城市抗震防灾规划的重要内容之一。由于引起地震次生火灾的因素较多,因此,需要综合多因素进行地震次生火灾风险评估。从致灾因子危险性、承灾体易损性、环境因素三个方面研究地震次生火灾风险的评估方法,引入分类地块的概念,建立了致灾因子危险性评估的模型,以火灾荷载和人口密度作为财产损失和人员伤亡的衡量指标,评估承灾体易损性,并借助GIS的分析手段,发展了一套在抗震防灾规划中快速评估地震次生火灾风险的方法。案例研究的结果表明,该方法的评估结果能更全面地反映城市地震次生火灾风险的分布特征。     

森林火灾重灾时段对太阳活动,厄尔尼诺,南方涛动异常的响应

本文根据天地生相互作用原理,研究了黑龙江近40多年来森林火灾灾情年际变化规律,发现森林火灾重灾时段(年)与太阳活动谷年及其次年基本同步,与ENSO密切相关;三者是形成“重灾时段”的重大天地生原因。     

森林火灾气象环境要素和重大林火研究

利用1970～1994年25年间的森林火灾资料,分析研究了湖北省神农架林区森林火灾的火源,火环境条件,林火发生、发展、蔓延和熄灭过程的天气气候特征及重大林火燃烧期的某些要素特征,对指导森林防火灭火具有现实意义.     

高校宿舍火灾评估体系构建

本文基于灾害系统理论,并结合高校校园人口密度大等实际问题,从火灾孕灾环境、火灾承灾体、火灾致灾因子、火灾灾情四个方面构建出基于高校宿舍的火灾评估体系.最终补充了灾害系统理论,为高校防火工作提供了新的方法,也为其他相关工作拓展了思路.