江南地区两类区域性极端降水的特征对比分析

基于中国气象局1961~2018年地面降水日值格点（0.5°×0.5°）数据集(V2.0)及位势高度、风速、比湿等NCEP/NCAR逐日再分析资料，采用百分位阈值法确认江南区域性极端降水事件，并对其天气图进行综合分析提取锋面型和气旋型极端降水，并对两类极端降水的时空分布及环流演变特征进行了对比。结果表明：（1）锋面型极端降水事件主要分布在春季，而气旋型主要分布在夏季，并且锋面型极端降水事件发生频率约为气旋型的3倍；（2）锋面型极端降水主要分布于武夷山脉、南岭等地势较高地区，而气旋型则位于东南沿岸地区，福建等地受两类极端降水影响都较大；（3）锋面型和气旋型极端降水发生前两天至当天，气流垂直上升速度均增大，副高西移，锋面型极端降水的最大水汽辐合中心由江南地区850 hPa等压面降至地表，而气旋型的水汽辐合中心位于地表由南向北移至江南地区；（4）锋面型极端降水形成所需的水汽主要来源于西太平洋、印度洋和孟加拉湾，汇合于江南地区，而气旋型水汽主要来源于印度洋，并呈涡旋型随时间西移。     

1900～2018年全球自然灾害时空演变特征与相关性研究

全球紧急灾难数据库EM-DAT(Emergency Events Database,简称EM-DAT)中1900～ 2018年的自然灾害数据,综合趋势检验及突变点检测方法、标准差椭圆空间统计方法,探究灾害的时空分布、演变趋势及不同灾害之间的相关性.结果 表明:(1)洪水、干旱和风暴的危害性较大.其中,洪水发生次数最多,干旱造成的死亡人数最多,风暴造成的经济损失最为惨重;(2)从时间上来看,灾害发生次数先增加后稍有减少,总体呈上升趋势;因灾死亡人数则自1932年后大幅度减少,呈下降趋势;灾害经济损失持续增加,呈上升趋势;(3)从空间上来看,灾害发生次数分布格局呈南北方向扩张、东西方向收缩趋势,整体往东南方向移动;灾害死亡人数空间分布先呈现西北-东南分布格局,后转变成西南-东北格局,且这种格局不断弱化,直到最后重新呈现西北-东南分布格局;灾害经济损失重心东西方向移动距离大于南北方向,经济损失主方向总体向西北方向转移;(4)洪水、风暴、地震、流行病、滑坡5种灾害与所有灾害均呈显著正相关,相关性系数都达到0.57以上,相互作用较强,其中,地震与风暴两种灾害间的相关性系数最高(为0.906).     

近60年中国持续极端降水时空变化特征及其环流因素分析

极端降水具有较强的持续时间不确定性，持续多天的极端降水事件往往具有较大的致灾性，但目前从极端降水持续性角度进行极端降水变化及其环流因素的研究还非常缺乏。利用1961~2018年中国逐日降水格点数据集以及大气环流指数数据，定义持续了2天及以上的极端降水为持续极端降水事件，研究其在中国不同区域发生频次、持续日数以及持续极端降水总量、持续极端降水最大降水量的时空变化和影响因素。结果表明：（1）近60年来，中国持续极端降水事件在较为干旱的地区(蒙新地区、青藏地区)高发且持续时间长，但在较湿润的地区（东部地区）持续极端降水事件强度更高。（2）中国持续极端降水事件的频率和强度均呈现出增加的趋势，但在区域尺度上，东部地区没有明显的变化趋势，越干旱的地区增加趋势越大。各个指数变化趋势的空间分布格局相似。（3）持续极端降水事件对总降水的贡献率呈现出缓慢的增长趋势，东部地区增长趋势不明显。（4）西太平洋副高、南海副高、西太平洋暖池、亚洲区极涡、北半球极涡和中国持续极端降水事件有着显著的相关关系。区域尺度上，西太平洋副高对蒙新地区和青藏地区的影响最大，东部地区则受到西太平洋副高和西太平洋暖池的较大影响。总体上西太平洋副高对于中国持续极端降水事件影响最大，西太平洋副高强度的加强往往会引起中国持续极端降水增多。     

长江上游中小洪水天气学机理分析及致洪特征

基于1981~2012年长江上游128个中小洪水历史个例及NCEP/NCAR再分析资料,采用普查及天气学分型方法,建立了纬向型、经向型、偏东气流型以及两高之间型4种致洪降水天气学概念模型,研究了各天气型致洪降水发生机理及相应中小洪水特征。得到以下结论:纬向型中高纬环流相对平直多波动,伴有明显冷平流南下,地面锋面位置略偏北。该类型强降水过程多,强度大,持续时间长,对应中小洪水多为双峰或多峰型,平均洪峰流量、过程增幅最强,洪水过程时间也最长。经向型环流中高纬贝加尔湖和东北地区为深厚低槽,中低层常伴有暖式切变线或低涡发展,中上层急流出口处的辐散以及冷平流四类型中最强。该类型雨带多呈东北-西南走向,中小洪水一般以单峰为主,其洪峰流量及过程增幅均较大,造成的洪水涨水较快,过程时间最短。纬向和经向型均为全流域降水型,但在金沙江北部、岷沱江、嘉陵江以及宜宾-宜昌常出现较高频次的60 mm以上较强面雨量。偏东气流型副高与热带气旋外围环流汇合北进,其强降水前后冷暖平流变化不明显,受地形强迫抬升影响,最易产生准静止型、团状、突发性强降水。该类型中小洪水以单峰为主,涨水快,洪峰流量及过程增幅均最小,强降水主要分布在嘉陵江和岷沱江两大流域。两高之间型多为"鞍"型场的环流配置,青藏高压与副高在流域上空形成南北向切变线,其动力和水汽条件均较弱。该类型降水强度较弱,稳定少动,累积降水量较大,洪水以单峰为主,双峰偶有发生,其洪峰流量、过程增幅均较大,洪水过程时间较长,强降水多位于岷沱江、嘉陵江和宜宾-重庆中部流域。     

1644~1949年长江三角洲地区五种洪涝致灾因子组合特征分析

为研究洪涝灾害中不同洪涝致灾因子组合特征对灾害的决定作用,基于历史文献资料,对长江三角洲地区1644~1949年五种洪涝致灾因子(简称洪涝因子)——连续降水、台风、潮灾、上游洪水以及强降水——分类辨识并逐年赋值统计,得到1644~1949年长江三角洲逐年洪涝因子总值序列。结果表明:(1)影响洪涝的因子平均为1.66个,依据洪涝因子总值序列变化趋势,研究时段可划分为三阶段:阶段一,1644~1718年,三因子与四因子洪涝年多集中于这一阶段,该阶段均值高于全段均值与其它两阶段;阶段二,1719~1864年,该段波动较大,单一因子与二因子洪涝年发生频次较高,该段均值最低,其中单一因子洪涝年以强降水因子的影响为最多;阶段三,1865~1949年,大多出现单一因子与二因子洪涝年,整体波动较小,为较平稳的时段。(2)单一因子洪涝年发生频率最大,以强降水因子出现最多,二因子洪涝年发生频率次之,以连续降水-强降水比例最高,三因子洪涝年以连续降水-台风-强降水为最多,四因子洪涝年出现最多的为连续降水—台风—上游洪水—强降水的因子组合,未出现五因子洪涝年。(3)按灾情影响范围辨识了长江三角洲地区1644~1949年6个极端洪涝灾害年和7个极端台风灾害年,发现极端洪涝灾害年主要集中于阶段一中期和阶段二后半期,包括2个四因子年、3个三因子年和1个二因子年,都与连续降水和强降水有关;而极端台风灾害年多发生于阶段二前半期,多为台风与潮灾共同致灾。     

海西区城市化质量空间演变与影响因素

从经济社会发展质量、城市化发展效率、环境发展质量、居民生活条件和城乡差距等5方面，遴选了19个影响城市化质量的关键表征指标，利用因子分析法构建了海西区城市化质量综合评价指标体系，分析了海西区城市化质量时空演化特征与驱动力。研究表明：2005～2014年海西区城市化质量总体呈上升趋势且大部分城市的城市化质量增长幅度正向加速，但城市间发展速度差距逐渐拉大；2009～2014年各城市间空间相互影响作用较大，呈现较显著的空间溢出效应和空间分化现象，极化中心带集中于东部沿海地区；“经济社会发展质量”、“城市化发展效率”、“环境发展质量”是影响推动城市化质量发展的主要驱动因素；大部分城市的“经济社会发展质量”与“城市化发展效率”呈相似发展趋势，“经济社会发展质量”与“环境发展质量”的发展呈相反趋势，较为发达城市受各因子影响弹性较小，中小城市对因子影响较为敏感。     

长江流域极端降水过程事件的年内分布特征

使用长江流域142个站1960～2009年逐日降水量资料，通过定义度量极端降水过程时空聚集程度的参数--极端降水过程事件聚集度和聚集期，并采用主成分分析、Morlet小波分析方法，研究了长江流域极端降水过程事件的年内分布特征。结果表明：长江流域上游极端降水过程事件主要聚集在7月上旬，出现相对比较集中，且聚集度和聚集期年际变化小；中下游则主要聚集在5月中旬至6月下旬，出现比较分散，聚集度和聚集期年际变化相对较大。极端降水过程事件聚集度和聚集期的主要空间异常模态分别表现为东南与西北反向和南北反向的变化特征；其区域平均序列分别呈上升和下降趋势，并分别在13 a和10 a尺度上周期震荡明显，表明长江流域极端降水过程事件的发生有趋于集中和提早趋势     

长三角城市群臭氧浓度的时空分异及驱动因素

运用克里金插值、空间自相关分析、冷热点分析和地理探测等定量分析方法，对长三角城市群2015~2017年O3浓度的时空分异特征及驱动因素进行了探讨。结果表明：（1）2015~2017年长三角城市群O3浓度呈上升趋势，O3日最大8 h滑动平均值第90百分位数平均浓度由149 μg/m3上升到166 μg/m3，平均超标率由9.3%上升到12.1%，以O3为首要污染物的天数占超标总天数的比例由32.3%上升到46.4%。（2）受气温和降水量年际波动的影响，各年份O3月均浓度变化曲线形状不同。但O3超标都主要发生在4~9月，超标天数分别占2015、2016、2017年的88.3%、98.2%和97.0%。（3）由于安徽O3浓度快速上升，长三角城市群O3浓度空间分布格局由东高西低演变为北高南低，且同质化增强、异质性减弱。（4）随着O3浓度的上升，O3浓度热点区由环太湖地区向南京都市圈扩展，冷点区在安徽有明显收缩。（5）地理探测表明，长三角城市群O3浓度空间分异主要受经济规模、城市化和排放源等社会经济因素驱动，且均呈正向影响。自然因素中的降水量和风速呈负向影响，分别对O3有显著的清除和扩散作用。     

长沙大气水线及与局地气象要素的关系

基于2010年1月1日至2012年12月31日长沙降水事件同位素资料，计算了长沙不同季节的大气水线，同时结合广州降水事件同位素资料，分析了影响大气水线的局地因素。研究发现：（1）长沙全年大气水线为δD=857×δ18O+1855，它与我国东部季风区尤其是南方多地的大气水线非常接近。夏季大气水线很可能受西南季风和东南季风输送不同水汽的影响而斜率小于8；（2）与以前的研究结果不同，长沙、广州两地降水量与大气水线的关系均表明降水量与大气水线并不存在必然联系。气温、湿度对大气水线的影响也并非依照它们对分馏效应比的作用结果，这表明影响大气水线的因素是复杂的；（3）降雨、降雪的大气水线存在差异不能简单归因于降雨过程中同位素云下二次蒸发引起的同位素分馏比降雪明显，还需考虑液-汽、固-汽相变过程中，分别对应的凝结、凝华产生的分馏效应比差异     

江西柘林水库集水区近50年气候干湿状况研究

柘林水库的面积和库容较大，但集水区面积相对较小，水资源亏缺是其主要制约因子，研究近50 a来水库集水区的气候干湿状况和变化趋势，对于水库的运行调度、效益发挥以及制定科学的投资计划具有很好的参考价值。基于江西柘林水库集水区内3个常规气象站1958～2007年的逐日降水、气温等要素观测资料，计算不同时间尺度的标准化降水指数（SPI指数），以衡量集水区干湿情况；用FAO Penman Monteith 方法计算参考蒸散量；以年降水量与年参考蒸散量的差值近似代表最大径流深度。采用线性趋势拟合、滑动平均等分析方法，对水库集水区的旱涝、参考蒸散量、最大径流深度等的时间分布状况、季节变化、变化趋势等进行了分析。研究结果表明：（1）柘林水库集水区1998年以来年降水量呈明显下降趋势，而年参考蒸散量呈上升趋势，导致年最大径流深度下降明显，水库水资源不足；（2）近50 a柘林水库集水区的降水集中度呈增加趋势，强降水对总降水量的贡献增大，旱涝发生风险均增加；（3）近50 a柘林水库集水区旱涝互现、旱重于涝     

上海地区台风灾害损失评估

台风是一种生成于热带或副热带洋面上的破坏性很强的天气系统。历史上台风对上海曾造成较大的影响和经济损失。利用上海气象站风、雨观测资料、上海基础地理信息数据、上海社会和经济数据以及台风灾情资料,利用逐步回归方法建立了上海台风灾害损失评估模型,并开展了上海台风灾损的年际变化和地区分布差异评价。结果表明建立的台风灾害损失评估模型可以用来进行台风灾损评估。近50 a来上海台风灾损度的变化趋势不明显,上海地区因台风影响造成的损失以沿海的崇明、南汇最严重,其次是地势低洼的青浦、金山和松江,中心城区和闵行台风灾损最低。由于历史台风灾情资料记载的不完整性和本评估未充分考虑上海社会经济发展及自然灾害防御能力的提高对台风灾损的影响,评估结果还具有一定的不确定性。深入综合考虑台风灾害致灾性和当地社会经济发展变化,建立更科学的台风灾害损失评估模型,是今后的研究方向     

华东沿海热带气旋移动和降水特征研究

基于TRMM 3B42RT 3 h降水资料和欧洲中期天气预报中心（ECMWF）的500 hPa分析场资料,借助于GIS空间分析方法,对热带气旋降水大值区的分布落区与移动路径之间的空间关系进行了统计叠置,分析了2000～2009年共29个登陆华东沿海或进入华东近海海域的热带气旋的路径、强度、降水的空间分布以及500 hPa环流形势对其影响的规律。结果表明：不同500 hPa环流形势对登陆热带气旋的移动路径及降水的空间分布型态有规律可循,其中中高纬西风带环流形势（50°N以北）以及副高西脊点所处的位置在热带气旋路径和降水分布型的业务预报中起着重要的指示作用     

基于经济联系强度的海峡西岸经济区空间格局分析

海峡西岸经济区的发展经历了提出、发展和形成3个阶段，分析海峡西岸经济区的区位意义，应用引力模型对海峡西岸经济区20个城市间的经济联系量进行计算，并用Mapinfo90专题地图显示海峡西岸经济区空间发展格局。研究结果表明，海峡西岸经济区东部“双核”城市群之间密切的经济联系形成沿海放射长廊，中、西部“次增长点”构成海峡西岸经济区多级体系，沿海发展轴对中、西次增长点具有较强的辐射作用；区域内部的经济联系度由沿海向内陆山区随着距离成本的增加呈现出衰减规律；区域内陆各城市之间的彼此经济联系强度较弱，其中山地地形条件和距离成本是海西城市之间经济联系的主要阻碍因素     

基于相对碳赤字的中国省际碳补偿时空格局研究

为研究揭示中国省际碳补偿时空格局变化特征，文章对基于绝对量碳赤字的碳补偿测算模型进行了改进，构建了相对量碳赤字的碳补偿测算模型。研究结果表明：（1）2007~2017年我国碳补偿总额呈现下降趋势，且呈现出显著的阶段性，主要是受到我国经济发展进入新常态，全国各地的GDP增速不断放缓的影响。（2）从我国各省（市）来看：碳补偿额度平均值排在前列的省(市）主要有上海、辽宁、江苏、天津、山东，浙江、山西、北京，而排名较后的省份主要有内蒙古、新疆、广东、黑龙江。（3）我国碳补偿额度热点区主要分布在东部沿海区域的江苏、浙江、上海；冷点区主要分布在西北区域的甘肃、青海、新疆以及东北区域的黑龙江、吉林。碳补偿额度整体呈现以东部沿海，京津，北部沿海区域为中心向外围递减的空间格局，表现为经济较发达地区向经济欠发达地区进行补偿，且2007~2017年我国碳补偿空间格局变化较小，即碳补偿空间格局具有“惯性”特点。     

137Cs and 90Sr behavioural regularities in the southeastern part of the Baltic Sea

Variations in 137Cs concentrations were investigated over the period 1986-1997 in the southeastern part of the Baltic Sea, following the Chernobyl power plant accident. The rate of "self-cleaning" was demonstrated to be very slow, the average concentration of 137Cs in 1996 being almost the same as that measured directly after the accident, in 1986. Measurements of both 137Cs and 90Sr concentrations generally revealed homogeneous distributions in this region of the Baltic Sea, though patchy distributions did develop under some hydrometeorological conditions. Specifically, the 137Cs concentration distribution became heterogeneous with values varying in the range 60-92 Bq/m3 under south-southwesterly wind conditions whilst the 90Sr concentration distribution developed similar characteristics with values ranging from 15 to 64 Bq/m3 under east-southeasterly wind conditions. In addition, in coastal waters, over extensive periods of north-northwesterly winds in 1995, 137Cs concentrations increased to values 1.5-2 times the overall average concentration, which was registered in 1986 and 1996. These data therefore reveal a continuing significant pollution of the waters of the Baltic Sea resulting from the Chernobyl power plant accident, a pollution compounded by the slow rate of radionuclide self-cleaning and significant probability of sudden regional concentration increase.     

Palaeotempestology: the study of prehistoric tropical cyclones--a review and implications for hazard assessment

Records of prehistoric tropical cyclones occur in the form of ridges of coral rubble, sand, shell, sand and shell, and pumice; erosional terraces in raised gravel beaches; barrier washover deposits; and, sediments deposited in the shallow offshore marine environment. Other less well-documented records occur as variations in isotopic ratios within speleothems and possibly tree rings, and changes in pollen records resulting from introduction of new species after forest disturbance due to cyclonic winds. As yet, such records have not been identified beyond 5500 years of age. Recent palaeotempestological studies in the United States and northern Australia have highlighted that the frequency and magnitude of these natural hazards do not remain constant over time, and there are periods when cyclogenesis is enhanced, and others of relative quiescence. Recognition of such regime changes, or non-stationarity in the long-term record, is important for risk assessments of this hazard. Until now however, few if any risk assessments have incorporated data from the long-term record of tropical cyclones, and instead have relied on generally short instrumented historical records. The longer-term records suggest that such an approach may miscalculate the 1% Annual Exceedance Probability risk to coastal communities from future tropical cyclones.     

Perfluorinated compounds in seafood from coastal areas in China

Diet is an important source of perfluorinated compound (PFC) exposure and seafood is an important diet component for coastal populations. Therefore, it is necessary to monitor the concentrations of PFCs in seafood. In this study, we measured thirteen PFCs in 47 fatty fish and 45 shellfish samples collected from six coastal provinces in China (Liaoning, Shandong, Jiangsu, Zhejiang, Fujian, and Guangdong), using an ultra-performance liquid chromatography and tandem mass spectrometry (UPLC–MS/MS). Perfluorooctanesulfonate (PFOS) was the dominant PFC in fatty fish which accounted for 38% of total PFCs, whereas perfluoroctanoic acid (PFOA) was the predominant PFC in shellfish. Concentrations of PFOS were ranged from less than 1.4 to 1627 pg/g wet weight in fatty fish, with the highest concentration in red drum from Jiangsu. Concentrations of PFOA in shellfish ranged from less than 5.4 to 7543 pg/g wet weight, with the maximum concentration found in briny clam also from Jiangsu. Compared with other studies, the PFC levels in seafood collected from our studied areas are relatively low. The estimated dietary intakes (EDI, pg/kg body weight /day) of PFOA, PFOS and total PFCs for the reference man (63 kg body weight) were calculated by multiplying the mean concentrations (pg/g wet weight) of PFOA, PFOS and total PFCs in six coastal provinces with the daily consumption data (g/day) from the fourth Chinese total diet study carried out in 2007. The highest EDI of PFOS and PFOA were found to be 694 pg/kg body weight/day and 914 pg/kg body weight/day in Guangdong and Jiangsu, respectively. However, the highest EDI of total PFCs was found in Fujian at 2513 pg/kg body weight/day. The EDI from seafood is much lower than the tolerable daily intake (TDI) recommended by the European Food Safety Authority in 2008 indicating low health risk of PFC exposure via eating seafood among the coastal populations in China.     

The impact of socio-economics and climate change on tropical cyclone losses in the USA

Tropical cyclones that make landfall on the coast of the USA are causing increasing economic losses. It is assumed that the increase in losses is largely due to socio-economic developments, i.e. growing wealth and greater settlement of exposed areas. However, it is also thought that the rise in losses is caused by increasing frequency of severe cyclones resulting from climate change, whether due to natural variability or as a result of human activity. The object of this paper is to investigate how sensitive the losses are to socio-economic changes and climate changes and how these factors have evolved over the last 50 years. We will then draw conclusions about the part the factors concerned play in the observed increase in losses. For analysis purposes, storm loss is depicted as a function of the value of material assets affected by the storm (the capital stock) and storm intensity. The findings show the increase in losses due to socio-economic changes to have been approximately three times greater than that due to climate-induced changes.     

长江经济带入境旅游经济时空格局动态性——基于ESDA&GWR法

以5 a为时间间隔,运用ESDA法采用旅游外汇收入平均增长量和平均增长率指标,研究长江经济带126个市域单元2000~2015年入境旅游经济的空间格局演化特征,运用GWR法分析入境旅游经济影响因素的空间异质性。结果表明:(1)长江经济带旅游外汇收入平均增长量莫兰指数经历了0.164 6~0.164 1~0.057 2的变化趋势,增量相似市域由较强集聚向较弱集聚转化,市域旅游经济增长趋于均衡。一级热点区始终位于江浙沿海市域。一级冷点区由研究区中部向苏北转移,空间范围大大缩小。(2)长江经济带旅游外汇收入平均增长率莫兰指数表现为0.098 6~0.293 1~0.198 9的变化趋势,市域之间旅游经济增长关联程度增强,总体差异逐渐缩小。一级冷热点区大幅度转移,同时热点区范围大幅度扩大。后期热点市域数量大大超过冷点市域数量。(3)入境旅游发展较为落后的湖南省、云南省增长速度最快,长三角城市群所属市域始终是入境旅游经济增长最活跃的地区。