洞庭湖区洲滩环境演变对东方田鼠暴发成灾的影响

在分析洞庭湖区东方田鼠暴发成灾史及灾情的基础上,研究了洞庭湖区洲滩演变对东方田鼠暴发成灾的影响。研究认为：中低位滩出露面积不断增大使东方田鼠种群迅速膨胀,高位洲滩出露面积减小造成汛期东方田鼠大量向垸内农田迁移;湖区洲滩冬春季连续出露天数增加了延长了东方田鼠的繁殖期;汛期洪峰水位增高、洲滩大面积淹没迫使东方田鼠大量迁向垸内;湖内废弃湖堤为东方田鼠逃避洪水提供了中途休息之地;洲滩地抑制东方田鼠种群膨胀     

陕南中小河流洪水气象统计预报模型业务化研究与应用

在确定中小河流选取标准及其洪水气象预报等级的基础上,面向中小河流洪水气象预报业务的需求提出一种统计预报方法,即根据雷达定量降水估测的流域面雨量、前期影响雨量方法确定流域的径流深,综合考虑中小河流的前1 d水位、径流深、当日水位,利用2013-2014年的6-9月陕南中小河流的水文观测站逐日水位、流域内自动气象站降雨量、雷达回波资料,建立以水位预报为目标的二元回归方程。以子午河为例建立的洪水气象预报方程和其他中小河流在2015年汛期的业务应用结果表明:该统计方法建立的洪水气象预报方程和实际情况较为吻合,能较为准确、简洁地预报中小河流发生洪水的气象可能性等级。     

秦淮河流域中游地区两变量洪水风险分析

秦淮河流域地处长江下游,其中游地区主要位于南京市江宁区境内,受汛期强降雨、上游洪峰以及下游长江水位顶托影响,洪水灾害频繁。针对秦淮河流域中游地区暴雨洪水影响因素众多的特点,利用二维Gumbel模型,开展了基于暴雨与洪水水位两变量的洪水风险分析。结果显示,与单变量极值分布相比,两变量极值分布综合考虑了暴雨和洪水的不同频率特征,能够较为全面地分析水文极值事件的统计规律,从而使洪水风险分析更加符合实际情况。     

长江中游降雨径流演变与水旱灾害

为了解长江中游近年来水旱灾害新特征并有针对性地提出建议。基于1960—2020年长江中游降雨径流实测数据,对降雨径流演变趋势进行了分析,探讨了长江中游水旱灾害成因及特征。结果表明：长江中游年降雨量增加,春秋季降雨量年内占比减少,夏冬季降雨量占比增加;长江中游径流深在1988年和2003年发生突变,降雨量变化对径流深改变的贡献占30%左右,人类活动贡献程度约占70%;2003年后长江中游径流深的水文改变度排序为中游出口最大(36%),鄱阳湖出口(33%)和洞庭湖出口(31%)次之,汉江出口最小(21%)。长江中游水旱灾害具体表现为：2000—2020年长江中游异常降雨占据60多年来异常降雨总数的43%,且主要发生在两湖流域,极端降雨造成中游区域型洪水和春季秋季干旱;2003年后,两湖秋季水位持续下降,近10 a来,由于长江上游秋季来水持续减少,洞庭湖南咀站和鄱阳湖都昌站9月份水位分别下降了0.7 m和1.7 m。建议未来研究中注重研发大尺度多时空尺度水文水动力模型,提升极端水文事件成因识别能力及未来变化趋势预测能力。     

1998年长江流域暴雨洪水环流背景分析

１９９８年主汛期,由于西太平洋副热带持续偏南、偏强,中高纬度维持稳定的阻塞形势,６、７月雨带长期在鄱阳湖、没庭湖地区徘徊,造成长江中下游地区严重洪涝;８月随着副高北抬,长江上游出现多次强降水过程,长江干流受中下游洪水顶主上游洪峰下泻的影响,水位居高不下,多数水文站出现了超记录的历史最高水位。１９９８年的已成为一次少有的新的长江大洪水的典型。     

鄱阳湖流域天然径流变化特征与水旱灾害

为探讨鄱阳湖流域河川径流的变化过程和规律,深入了解径流特征及其与鄱阳湖水旱灾害的关系,利用时间序列分析方法,对鄱阳湖流域五河水系干流河段主要控制水文测站的天然径流系列进行了研究。研究显示,鄱阳湖五河径流年内分配集中程度在0.43到0.56之间,集中期为每年的5月底6月初,比鄱阳湖汛期提前1-2个月。径流多年变化变差系数变化在0.28～0.33之间,径流年际变率较大,在年代际变化上20世纪90年代径流增加尤其突出;径流序列呈长期的增加趋势,1998年后增加趋势变缓;鄱阳湖流域五河水系出现特大枯水年和丰水年的概率较大,出现平水年的概率略小。以上结果表明,五河汛期来水是影响鄱阳湖洪水的重要因素,而其形成、发展过程还受到长江中上游洪水的控制;径流的长期变化中,气候因素是引起鄱阳湖流域径流变化主导因素,水土流失和水利工程的建设等人为因素起着一定的辅助作用;径流序列枯、丰循环周期的交替变化过程,与过去几十年间流域内出现的干旱、洪水现象具有较好的一致性。     

基于Copula的鄱阳湖流域水文干旱频率分析

选用游程理论识别了水文干旱特征变量,运用Mann-Kendall(M-K)方法分析了水文干旱特征的趋势变化,并运用柯尔莫哥洛夫—斯米尔诺夫方法(K-S法)选出了最适合的8个概率分布函数;引入当前多变量分析中较常用的Copula函数,分析了中国最大淡水湿地鄱阳湖流域主要支流"五河"的干旱历时和干旱烈度的联合概率特征,并对引起该流域水文干旱特征频率变化的原因及影响作了有益的探讨。研究结果表明:(1)对数正态分布是用于研究鄱阳湖流域水文干旱特征的最佳概率分布函数。(2)赣江流域和饶河流域发生的干旱次数最少,干旱历时最长;抚河流域发生干旱次数最多,干旱历时最短。(3)抚河流域的李家渡干旱历时和干旱烈度发生的频率高于其他地区,饶河流域的干旱历时和干旱烈度发生的频率在鄱阳湖流域是最低的。水利设施和森林覆盖率对干旱烈度降低起到了一定的作用,而农业用地的变化对干旱烈度的加强起到了一定的作用。     

黑龙江省冬季异常冷气候事件判定及其与环流指数的关系

以连续5 d日平均气温负距平超过1倍标准差为标准,对黑龙江省冬季异常冷气候事件进行了判断。经普查,黑龙江省1961-2018年冬季共发生52次异常冷气候事件,累计天数427 d。1961-1986年为高发期,平均年发生1.35次,次均天数为8.7 d;1987-2008年为低发期,平均年发生0.32次,次均天数为9d;2009-2018年为较高发生期,平均年发生1次,次均天数为5.9 d。在异常冷气候事件低发期,发生次数较少,但每次事件持续时间更长。最近10年异常冷气候事件发生较多,但每次持续时间较短。以0.3个标准差作为等级划分标准,1961-2018年该省冬季发生一级、二级、三级异常冷气候事件分别为13次、17次、22次,其中一级多发生在1986年前。为了揭示异常冷气候事件发生的天气气候机制,分析了该事件与月尺度同期环流指数异常的对应关系。北半球极涡面积异常偏大、极涡强度异常偏强、东亚槽位置异常偏西和AO异常负位相与异常冷气候事件发生有较好的对应关系,尤其是12月、1月的北半球极涡面积,12月东亚槽位置,1、2月东亚槽强度和2月AO,为研究该省异常冷气候事件的形成机理和预测提供了参考。     

2021年6月大兴安岭地区暴雨洪涝灾害成因分析

2021年6月黑龙江上游大兴安岭地区发生特大洪水,出现历史上罕见的洪涝灾害。利用大兴安岭地区国家地面气象观测站、区域气象自动站、水文和水位站资料,采用统计方法,分析降水变化和主要江河洪水的特征。同时,通过欧亚500 hPa高度和距平场、EC模式500 hPa高度和850 hPa风场、物理量场,采用天气学原理及诊断分析方法,分析了暴雨形成的机制,对2021年洪水与历史洪水年进行了对比。结果表明：(1)大兴安岭地区秋、冬、春季降水量均偏多,使黑龙江上游江段水位偏高,土壤底墒含水率多,增加黑龙江上游河槽蓄水量,使黑龙江上游江河底水高,超警戒水位;(2)汛期雨季来临早,受东北冷涡影响,6月中旬两次暴雨叠加,低层高温高湿的不稳定能量与中高层向南渗透的冷空气结合,导致中低层位势不稳定的建立,为暴雨过程提供动力、热力和水汽条件;(3)强降水集中,加之上游来水比重大,形成暴雨洪水,导致洪峰水位高,超警幅度大,造成2021年6月大兴安岭地区发生暴雨洪涝灾害。     

1954、1998年长江两次特大洪灾形成原因及防治对策初探

１９９８ 年长江中下游地区发生的特大洪水具有洪水水位高、洪量大、历时长的特点, 这次洪水灾害造成的直接经济损失超过了２ ０００ 亿元。本文在长江上中游地区降水量总量及强度超常、长江上中下游洪水遭遇严重、分洪区没能发挥作用等洪灾形成主要原因进行分析的基础上, 提出了加大对影响长江流域灾变性气候的研究、调整江湖水系结构、加强区域间防洪的协调和协作等对策建议。     

"03.8"渭河下游特大洪涝灾害的"三情"分析

应用渭河流域各气象站及下游重灾区华县水文站的资料,对2003年渭河下游特大洪灾的雨情、水情及灾情进行了分析.阐述了大气环流背景,从降水的时间分布、大降水的落区和分类,总结了特大洪灾的降水特点;从洪水的水位、流量、过程线及与历史洪灾过程的对比分析,得出"03.8"洪水具有"峰次多、水位高、历时长、总量大"之特征;通过洪水前后卫星遥感监测图像的对比分析,清楚地看出渭河主河道明显加宽了3～8倍,造成直接经济损失高达40多亿元;经过以上分析,还揭示了本次洪灾形成的主要原因,从而提出了有关治理渭河、减少洪灾的发展对策.     

2003年我国十大极端天气气候事件

2003年我国极端天气气候事件及气象灾害发生较为频繁,特别是淮河流域特大洪水、南方持续的高温热浪及伏秋连旱,造成了严重影响.另外,低温阴雨、秋汛、台风、局地暴雨等也较为突出.本文利用我中心气候业务系统所得资料,对2003年我国极端天气气候事件作一综合评述.     

天气异常,鱼米之乡遭遇旱灾

据报道,今年以来,我国长江中下游地区遭遇了50年一遇的大旱,共15个省市受灾,约497万人出现饮水困难。其中,湖北、湖南、江西三省的平均降水量较常年同期偏少一半以上,为近50年来同期最少。降水的持续偏少导致江河、湖泊及水库水位异常偏低,以至于四五月份,中国最大淡水湖鄱阳湖的水域面积仅为去年同期的1/10。大片土地因干旱而龟裂,人畜饮水出现困难,春耕严重受到     

流域土地利用／覆被变化的洪水响应——以太湖上游西苕溪流域为例

土地利用／覆被变化是影响流域洪涝灾害的重要因素。基于太湖流域在全国的重要性及太湖流域土地利用／覆被变化洪水效应研究的迫切性,选择太湖上游西苕溪流域为研究对象,利用分布式水文模型HEC—HMS模拟了5种土地利用情景下的2次典型洪水过程,定量分析了单一土地利用／覆被对洪水过程的影响程度。结果表明,对于同场降雨,5种土地利用类型的洪水总量和洪峰流量大小顺序为：林地〈疏林灌丛〈草地〈耕地〈建设用地;涨水历时长短顺序为：林地〉疏林灌丛〉草地〉耕地〉建设用地;峰现时间出现最早的是建设用地,其次是耕地、草地、疏林灌丛地和林地。建设用地对暴雨洪水过程影响最为显著,不仅使得最大洪峰流量和洪水总量增大,汇流时间变短,还大大改变了洪峰形态,使流域原有的坦化洪水波形的能力降低。城市化会严重加剧流域暴雨洪水,而森林则有利于缓和流域暴雨洪水过程。     

基于栅格与云模型的风暴潮洪水风险模拟评估方法——以珠海市香洲区为例

随着气候变化和海平面上升,风暴潮、洪水等自然灾害对沿海城市地区造成的破坏不断加重,风暴潮灾害的发生具有显著的突发性和短历时性,准确高效地应急响应可以显著降低潮灾的损失和影响。尽管目前使用二维水动力学模型建模方法十分成熟,并且计算能力也有较大的提升,但这种方法仍然不适用于许多实时应用。选取受“1713”号天鸽台风影响严重的珠江三角洲地区为例,提出基于栅格水动力学的元胞自动机模型,充分利用高精度DEM数据进行淹没预测,无须进行预处理及网格划分,大幅减少处理计算时间,并引入云模型对风暴潮灾害进行了综合风险评估。实验结果表明,该替代模型在区域最大洪水范围、深度、历时方面都可以提供与MIKE 21模型相当的结果,在保证风暴潮洪水模拟结果准确性的情况下,可将计算效率提高62.4%,洪水风险的制图可视能够较为全面反应风暴潮对区域经济、人口及社会环境的影响,预判灾害风险等级。研究成果可为城市潮灾应对与精细化应急管理提供科学支撑。     

基于洪水演进数值模拟的溃坝危害性快速评估

采用部分溃坝模型与堰流相交算法计算溃坝最大流量,并基于四次抛物线概化方法得到溃坝洪水的流量过程线;利用洪峰展平法将洪水波概化为三角形,对洪水演进过程进行模拟,分析溃口宽度和溃口形态对洪水演进过程的影响;研究考虑不同溃坝条件下对溃坝洪水的到时、最大流量、水深和洪水历时等洪水演进的主要参数的快速估算方法,以实现对地震可能引发不同溃坝事件危害性的快速评估。     

黑龙江省冬季异常暖气候事件判定及其与环流指数的关系

利用1961-2018年黑龙江省61个站冬季逐日平均气温资料,以连续5 d日平均气温正距平超过1倍标准差为标准,对黑龙江省冬季异常暖事件进行了判断,并按照0.3个标准差将其分为一级、二级、三级异常暖气候事件。分析表明黑龙江省在58年间冬季共发生35次异常暖气候事件,累计天数270 d。异常暖气候事件发生有较明显的周期性变化,1961-1986年和2009-2018年为低发期、1987-2008年为高发期。71.4%的异常暖事件发生在1986年后,说明异常暖事件的频繁发生对1980年代中后期该省冬季气温显著升高有直接贡献。1961-2018年该省冬季发生一级、二级、三级异常暖气候事件分别为9次、10次、16次。研究月尺度同期环流指数异常与黑龙江省异常暖气候事件的关系,发现北半球极涡面积异常偏小、极涡强度异常偏强、东亚槽强度异常偏弱和北极涛动异常正位相与异常暖气候事件发生有较好的对应关系,为今后黑龙江省冬季异常暖气候事件的预测提供了可靠参考。     

关键生育期淹涝胁迫对黑龙江省水稻的影响

2019年在黑龙江省庆安县选用龙稻18、绥粳18两个水稻品种进行孕穗期淹水试验,分别设定3个淹水深度（1/3株高、2/3株高、3/3株高）、2个淹水历时（3 d、7 d）共12个淹水处理,测定淹水前后的分蘖数、株高及收获后的结实率、穗结实粒数、千粒重及产量等。结果表明:水稻淹水后,分蘖数与对照相比呈减少趋势,总体上,随着淹水深度加大、淹水历时加长,水稻分蘖数减少幅度加大;水稻受淹后与淹水前相比,株高的增长率高于对照增长率,总体表现为淹水深度愈深、淹水历时愈长,水稻株高增长率愈大,在一定程度上可以说明适度的淹涝胁迫对水稻植株生长具有刺激作用;不同淹涝胁迫均导致水稻减产,全淹没7 d减产最严重,龙稻18结实率、穗结实粒数仅68%、72粒,比对照明显偏低,减产率达66%,而绥粳18结实率、穗结实粒数、千粒重更是分别低至59%、42粒、17.5g,远低于对照,导致减产率高达81%,淹水深度1/3 h、2/3 h、3/3 h处理的两个品种平均减产率依次为39%、47%、62%,淹水持续3 d、7 d的平均减产率分别为43%、56%,可见随着淹水深度加深、淹水历时加长,水稻减产幅度加大;淹涝胁迫对两个供试水稻品种生长和产量的影响程度存在差异,比较而言,淹涝胁迫对绥粳18的影响重于龙稻18。     

鄱阳湖地区生态环境与气象灾害监测系统

鄱阳湖地区是国家十大生态功能保护区之一和国际重要湿地,在粮食安全、调蓄洪水、调节气候、生物多样性保护以及改善长江中下游的生态环境等方面具有重要作用。受全球气候变化影响,鄱阳湖地区暴雨、洪涝、地质灾害、雷电、风雹、高温、冻害、病虫害等各种气象及相关灾害频发,严重威胁着环鄱阳湖地区的生态环境和城市基础设施安全。运用系统工程原理和方法,对鄱阳湖地区气象卫星、天气雷达、高空探测、地面观测、雷电探测、大气成分与生态监测等多种实时监测技术手段进行了集成,建立了天、空、地基三位一体的立体化综合观测系统。该系统可对环境系统中大气、水、土壤、生物等多种要素和变量进行动态观测,获得生态环境和气象灾害等指标的三维立体监测信息,为当地生态环境影响和气象灾害的预报预警提供科学的观测依据。     

黑龙江省冬季极端寒冷指数的构建及年代际变化研究

利用1961—2020年黑龙江省冬季逐日气温资料,以连续5 d日平均气温低于一个标准差来判定极端冷事件,进而利用冷事件的持续天数和气温累计距平构建冬季极端寒冷指数(Extreme Cold Index of Winter,ECIW)。在此基础上深入研究了ECIW的年代际变化特征及其环流差异。结果表明：近60 a来黑龙江省ECIW呈显著上升趋势,且在1987年前后发生了年代际突变,突变后冬季冷事件强度显著减小。回归分析表明,突变前的1961—1985年,当ECIW强度偏强时,环流呈现北极涛动负位相和弱的欧亚遥相关型正位相分布特征,西北高东南低的环流配置下东亚中高纬环流经向度加大,影响黑龙江省的冷空气较强。而突变后的1991—2020年,环流呈现典型的欧亚遥相关型正位相分布,东亚温带急流显著偏弱,北高南低的配置下黑龙江上空低值系统活跃。对北极涛动、欧亚遥相关型、西伯利亚高压、东亚冬季风等指数与ECIW的相关和偏相关分析表明,北极涛动和欧亚遥相关型是影响ECIW的重要环流因子,1961—1985年北极涛动是主导因子,1991—2020年欧亚遥相关型是主导因子。