2004年几次台风暴雨Q矢量诊断的比较分析

利用非地转ω方程说明了Q矢量散度的物理意义,并通过计算2004年对浙江省造成重大影响的几个主要台风影响过程中的Q矢量散度场,分析比较了Q矢量散度场在不同等压面和垂直方向上的分布特点及其与台风、暴雨的关系,指出低层等压面上Q矢量散度场的演变对台风暴雨预报的作用.     

条件数在台风移动路径预报中的应用

以1960-2001年41年中每年7月份西行进入南海海域的台风样本为基础，综合考虑台风移动路径的气候持续因子和数值预报产品的物理量场因子，运用条件数方法选取因子并建立回归方程，进行了台风路径的预报建模研究。由于采用条件数计算分析方法可以有效减少和控制自变量之间的复共线性关系，因此，所建立的台风移动路径模型具有较好的预报效果，24小时的预报误差仅为136．29km。另外，还进一步将该预报方法与国内外普遍采用的气候持续法台风移动路径预报方法进行了对比分析，结果表明，该方法的预报精度要高于气候持续法。     

BP神经网络在台风路径预报中的应用

利用前馈型BP神经网络模型,对发生于中国沿海的热带气旋的移动路径进行了预报应用研究.根据中国<台风年鉴>发布的每个台风过程记录,对预报试验的台风个例分别选取了经度、纬度、中心气压和最大风速等81个因子,由多元回归选取了其中相关性好的因子,进行网络的学习训练,在获取前24h间隔6h的4次台风信息的基础上,用来预报了台风未来24h,48h和72h的短期路径变化.将该方法预报结果与CLIPER模式预报结果进行了比较,结果表明,BP神经网络模式的预报精度比CLIPER模式的高.     

2018年8月两次登陆北上台风移向的先兆信号分析

在分析台风“摩羯”（201814）和“温比亚”（201818）登陆北上异常路径的基础上,从近地面层气象要素场与台风位置动态配置入手,探寻了台风登陆后移向的近地面先兆信号,以此可修正数值模式的预报结果。主要结论如下:登陆后的台风尽管路径多变,但是近地面层气象要素还是会提供一些移向征兆。比如,地面3 h变压低值中心和地面露点高值中心,1 000 hPa高频流涡旋、渐近线或汇合点将是台风未来移动的方向;台风还有沿着流线密集带向其倒槽顶端移动的趋势。登陆后的台风没有趋暖性,而是沿地面温度低值区移动。由于地面要素受下垫面影响较为严重,所以在实际业务应用中应以地面3 h变压、地面露点与高频流场为主,地面温度和地面流场为辅。     

“桑美”台风及其预报服务

2006年8月10日,超强台风"桑美"(Saom ai)在浙江省苍南县马站镇登陆,登陆时中心附近最大风力17级(60m/s),中心气压920hPa,是建国以来登陆我国最强的台风。中央气象台对"桑美"的路径和强度预报较为准确,预警服务及时,各级政府采取措施得当,减轻了台风造成的人员伤亡和财产损失。面对百年一遇超强台风的袭击,政府应加强台风灾害应急体系建设,科学设计房屋建筑结构,统筹规划防台风的公共安全设施建设,加强科普宣传和救援队伍建设。     

超强台风“桑美”特征及预报服务效益分析

0608号超强台风“桑美”在浙江省苍南县登陆时中心附近最大风力有17级（60m／s）,中心气压为920hPa,是建国以来登陆我国大陆最强的台风。分析表明,对“桑美”的路径和强度在近海及其登陆时的预报较为准确,气象预报预警服务也比较到位,政府也进行了科学的防御,但超强台风造成的人员伤亡和财产损失仍然是非常严重的,为应对百年一遇超强台风的袭击,沿海有关地区的台风防灾体系和防范措施尚需重新考虑。     

"艾利"台风异常路径与登陆地点分析

2004年18号台风“艾利”的移动路径在登陆前发生了两次左折，是一次十分罕见的异常路径。从大尺度环流、天气尺度特征分析发现，双台风作用使两个台风产生逆时针旋转效应，及由东西环副高联成的东西向高压坝的阻挡作用，台风西北侧我国江南一福建的偏东一东北气流的加强和沿海地形摩擦效应的综合效果是造成台风“艾利”异常路径的原因。“艾利”台风第二次左折向西南方向移动，沿着福建海岸线的移动阶段，利用沿海多部雷达的高时空分辨率的定位，准确及时地反映了台风西折的动向，为防台抗灾提供了重要的信息，从一定程度上弥补了第二次左折路径预报存在一定偏差的不足。分析还发现，“艾利”台风在第二次左折前后，多普勒雷达速度图象上出现了明显的风速极值区不对称特征，西北象限风速极值大于其它象限的不对称分布可能是导致并维持AERE台风向西南方向移动的重要原因。最后，利用沿海地区稠密的自动气象站探测到的风和气压资料，较好地验证了雷达定位的准确性，同时能够更精确地判定台风的登陆点。     

9 km水平分辨率下KF积云对流参数化方案对台风模拟的影响

积云对流参数化方案对台风模拟的准确性有着重要影响,而在分辨率1～10 km内使用积云对流参数是否能够改善台风模拟仍然存在争议,因此,本研究基于COAWST(coupled ocean atmosphere wave sediment transport, COAWST)耦合模式,针对登陆广东地区的11个西行台风,在9 km分辨率下是否使用KF积云对流参数,设计了2组模拟方案,并将结果与中国气象局热带气旋资料中心发布的最佳路径数据进行对比。从台风路径上看,在9 km分辨率上使用KF方案模拟得到的误差在统计结果中最小,从模拟台风强度的误差来看,2种方案的差距不大,综合考量台风路径和强度可以认为使用KF积云对流参数化方案模拟的效果更佳。KF积云对流参数方案模拟的副热带高压更强,造成模拟的台风路径相对南偏。2种方案的台风内核区对流不稳定的高度接近,是否使用KF积云对流参数化方案与台风强弱没有一定的关系,而台风强度与对流底层的台风眼壁垂直速度有关。     

广西台风灾害性大风的气候特征

通过对40年广西台风大风实测资料的研究,分析了台风灾害性大风的时空分布特征,探讨其成因机制,进一步分析了各种灾害强度大风和各灾害地区大风的月分布特征及台风路径的差异性。分析表明:广西台风灾害性大风的气候分布特征为东南多,西北少,是特定的台风流场结构与广西地理地形条件相互作用的结果,并与台风活动路径和中心风力有关。大中范围风灾的高峰值出现在7月,小范围风灾的高峰值出现在8月。桂西南、桂南沿海和桂中地区台风大风主要由1类路径的台风引起,桂东南和桂东地区则受1、2类路径的台风影响。40年内共有238个台风影响广西,其中148个造成大风,造成大风的台风中约10.8%造成15站以上大范围风灾。值得注意的是,造成大范围风灾的均为进入北部湾北部海面的强台风。     

基于混合高斯隐马尔科夫模型的滑坡发生时间预报∗

滑坡发生时间预报在防灾减灾工作中非常重要,准确的预报能够有效预防灾害发生可能造成的灾难性结果。为解决当前滑坡预报中仅仅实现对滑坡位移等相关参数的预测和估计,而未最终计算出滑坡发生时间的问题,提出采用混合高斯隐马尔科夫模型(MOG‐HMM)建立滑坡发生时间预报模型,即对滑坡灾害演化过程全周期数据利用混合高斯算法计算出宏观信息预报判据,与隐马尔科夫模型中的状态相匹配,建立滑坡演化状态模型,该模型能够反映全周期数据的多个状态,当需要对实时采集的位移数据进行时间预报时,首先利用解码算法对当前数据解码,即计算出其属于滑坡的哪个状态,然后利用Dijkstra最优路径规划算法,计算出从当前状态到达滑坡发生状态的时间,实现滑坡发生时间预报。通过对新滩滑坡和卧龙寺滑坡灾害全周期数据进行仿真验证,结果表明,本文方法能够比较准确地计算出滑坡发生的时间,同时利用评价指标对预报的结果进行测试,符合预报指标精度要求。     

一种台风灾情综合评估模型及应用

对台风灾情评估提出了一种基于台风灾害案例历史案例分析、综合模糊数学和灰色关联分析的综合评估模型;利用模糊隶属函数将台风灾情原始数据无量纲化,再设定一极重灾为参考序列。根据台风各评估指标与参考序列的距离,计算出关联系数;将关联系数加权平均和定义为灾度,根据灾度值评定台风的灾级。并以广东省台风灾情为例,验证了此模型。     

基于灾害复杂网络的深圳台风灾害链风险分析

台风灾害是影响我国沿海地区最严重的自然灾害之一，为了更加科学地认识台风灾害引发的各类风险与影响，把握台风灾害演化的路径及其防控重点，该文提出一种基于灾害复杂网络进行风险分析的方法。基于1980—2020年间对深圳市造成影响的台风灾害，将灾害事件作为网络节点，事件关联关系为网络连接边，构建深圳市台风灾害复杂网络。引入复杂网络特征参数，构造台风灾害演化网络的节点综合重要度和连接边脆弱度。基于灾害事件发生概率和风险减缓因子构建了深圳市台风灾害链风险评价模型，对深圳市台风灾害演化过程中较为典型的灾害链条风险值进行了定量的评估。结果表明，该方法能够识别出台风灾害网络中的重要环节，得到风险较高的灾害演化链条，为防灾减灾提供参考。     

中国区域ERA5-ZTD/PWV精度评估与台风事件响应研究

再分析数据能够提供多种历史气象数据同化产品，为了评估欧洲中期天气预报中心的最新一代ERA5再分析数据集估计的天顶对流层延迟(Zenith Tropospheric Delay,ZTD)和大气可降水量(Precipitable Water Vapor,PWV)产品在中国区域的精度，利用2017—2019年中国区域内14个全球导航卫星系统地面监测站和89个探空站反演的ZTD和PWV数据分别对ERA5-ZTD和ERA5-PWV精度进行了评估。结果表明，除青藏地区的站点外，ERA5-ZTD的精度分布较为均匀，平均Bias、RMSE和STD分别为-6.3 mm、19.3 mm和17.5 mm; ERA5-PWV的精度分布呈现西部内陆高和东南沿海低的趋势，平均Bias、RMSE和STD分别为0.3 mm, 2.9 mm和2.7 mm。此外，在研究2019年“利奇马”台风期间ZTD和PWV的时空分布中，提出了使用水汽到达时间差的方法定量估计台风的水汽移动速度。得到台风期间ZTD和PWV具有相同的空间分布规律，且移动方向与台风的移动路径方向是一致的，估计的水汽平均移动速度为12.4 km/h,与台风的...     

洪涝演进中多目标应急避险路径算法优化及其应用

采用动态最优路径搜索算法研究洪涝灾害约束条件下的动态优化最优转移路径,以福建省马洋溪流域为典型案例,选择2016年9月“莫兰蒂”台风登陆期间气象和区域地理条件为模拟数据,选取时间约束、危险性约束、转移容量约束三个评价指标,运用路段路阻综合评价体系计算出淹没时间序列数据对应下路网的综合路况,通过对指标层模型的标准化处理,提出准动态最优路径搜索算法,计算洪涝演进过程中人员物资转移路径最优解。根据特定频率/场次洪水的淹没范围、水深、到达时间等风险信息,通过对受淹居民区位置、人口数量、道路、安置区域等信息的综合分析和路网计算,得到居民区避洪转移安置方案和转移安置最优路径,并开发了马洋溪洪涝应急转移决策系统。结果表明：基于河道水力分析模型HEC-RAS模拟数据纳什效率系数(NSE)接近于1,即模型与灾情点记录数据吻合度较高,模拟值与灾情记录值之间的百分比偏差(PBIAS)为-9.2,表明模拟值略微高于灾情记录值,同时采用动态多目标路径规划算法选出最优应急避险路径寻优质量高,且具有较高的寻优稳定性。研究成果探究洪涝演进规律、掌控灾情演变信息、制定合理科学的避险转移路径具有重要意义,为现有防洪预案方...     

CVT谐波传变特性及其影响因素的优化研究

电容式电压互感器(CVT)在用于谐波测量时受杂散电容、补偿电抗器电感值的影响较大,杂散电容等影响因素在选值不精确时会对谐波测量结果带来附加误差。为降低CVT谐波测量误差,提出一种基于函数映射关系的CVT输入参数优化方法。该方法以计算结果的误差最小为条件,输入参数的置信度最大为目标,在满足幅值、相移最小误差要求下选择置信度最大的输入参数组合,并基于测量不确定度对输入参数进行评定,通过实际案例验证分析了该方法的合理性和有效性。     

1951-2006年西北太平洋热带气旋活动时空特征

西北太平洋是全球热带气旋(TC)发生次数最多、强度最大的区域之一,其TC研究受到该区域学者的广泛关注。基于日本气象厅(JMA)东京台风中心西北太平洋TC最佳路径数据资料,分析了该区域1951-2006年的TC频数和强度时空分布特征。首先,统计和分析了56年间(1951-2006年)TC的年际和年内变化,并通过建立1°×1°网格计算了落在每个网格内的TC次数,分析了多年TC的空间分布格局;其次,根据国际气象组织按照风速划分TC等级的标准,统计和分析了56年间不同强度TC的年际和年内特征,通过风速强度指数计算,获取了1°×1°网格单元区域内遭受TC影响的强度等级。结果显示,区域频数和强度时空分布规律较好地反映了该区域的TC影响特征,进而为区域台风灾害预报以及台风灾害风险评估提供了支持。     

基于随机森林算法的城市火灾风险评估研究

为定量分析城市火灾风险,引入随机森林算法。首先设计基于随机森林算法的递归特征消除方法优化初选的14个自变量指标,剔除无关或冗余变量;其次基于随机森林算法的平均准确度降低方法计算特征重要度,将其归一化结果作为指标的权重;最后结合指标数据,使用线性加权法评估城市火灾风险。以济南市区为例的实证研究显示:经过特征选择操作后发现只有10个指标时模型误差最小,MSE为7.43×10-4;用于计算指标权重的随机森林模型与实际火灾密度拟合的决定系数R2>0.85,精度较高,可用于对指标的客观赋权;火灾风险评估结果不仅显示历史火灾较多的区域是高风险区,也可得到火灾发生较少区域的风险值。     

抗差自适应Kalman滤波在动态变形监测中的应用研究

抗差自适应Kalman滤波算法中,抗差等价权矩阵和自适应因子的计算,要求观测信息具有多余观测量且准确可靠,但在动态变形监测应用中,通常滤波观测值仅为三维坐标且存在较强噪声和粗差的影响.为此,先对该算法中的自适应因子和抗差等价权矩阵的计算进行研究和改进,然后计算了某高速公路边坡的GPS动态监测数据.结果表明,抗差自适应K...     

应急决策信息系统最优路径研究——基于路阻函数理论及Dijkstra算法

应急决策信息系统最优路径理论与实践研究是灾害应急信息化工程领域的重要分支和重点研究课题,将路阻函数理论与Dijkstra算法引入应急决策信息系统最优路径研究领域是一个持续引入关注并且具有显著价值的研究课题。围绕应急决策信息系统最优路径推理与求解,以Dijkstra算法为总体技术方法,以路阻函数理论为实时路段的路径权值提取技术基础,以应急决策相关主体的实际决策需求为中心,探索应急决策信息系统最优路径求解机制及其应用的理论技术基础及问题对策,提出了基于路阻函数理论与Dijkstra算法的最优路径数学模型,并以实例计算说明模型算法的有效性。在复杂的灾害交通环境下,该研究思路能更加充分有效的结合具体的灾害实时道路状况来提供灾害中受灾群众最优撤退路径。     

基于路网组构的台风风灾风险度评价——以浙江省温州市瓯飞区域围填海规划为例

作为风灾作用的客体和城市的结构要素,城市的路网格局将直接影响台风风险度的大小和分布。以温州瓯飞项目的规划路网为例,对区域的台风风灾风险度进行研究:①基于瓯飞区域地形进行三个代表风向(北风、东北风、东风)的计算流体力学(CFD)模拟,将风速平均值作为致灾因子危险度的依据;②基于规划的路网格局,以空间句法理论中的集成度变量预测区域未来的经济和社会活动格局,并以经济发展和生命线工程为线索对基于路网格局的承灾体易损性进行量化;③通过"危险度×易损性"原则分别就三个风向得出风灾风险度。文中通过CFD模拟来分析不同风向的风灾危险性有助于将危险度模拟和响应措施具体化;利用结合运动经济体理论的空间句法模型可间接得出区域路网格局下的易损性分布;将研究区域划为特定大小的网格并通过Getis Ord G统计可得出风险度指标的空间分布特性,并可暗示风灾响应措施的有利度。