近30年新疆县域尺度洪旱灾害空间聚类研究

干旱和洪水灾害是新疆主要的自然灾害,其发生频率高,分布广且危害严重。洪旱灾害空间聚集研究对防灾减灾、救灾物资科学配置的意义重大。以近30年新疆各县市洪旱灾害次数为基础,运用全局Moran’s I系数、Moran散点图和Anselin局部Moran’s I系数分析了新疆县域尺度洪旱灾害的空间自相关性,揭示了新疆洪旱灾害的局部聚集和局部异常特征。全局空间自相关结果表明,县域尺度干旱、暴雨与升温混合型洪水、融雪型洪水和山洪Moran’s I Z值大于0.01,置信水平为2.54,表明洪旱灾害在行政单位间存在很强的空间自相关性,空间分布呈聚集状态。局部空间自相关结果表明,干旱聚集区比较分散,主要分布在东疆哈密地区和北疆伊犁地区、昌吉回族自治州、阿勒泰地区和南疆和田地区;1984-1989年干旱聚集程度最高,研究时段内聚集整体呈下降趋势,各时段均有少数几个县市与邻近县市局部空间自相关显著,局部区域呈集聚或离散的空间格局。各类型洪水"高-高"聚集空间差异显著,融雪型洪水聚集在塔城地区和克州,山洪聚集在哈密地区哈密市、伊吾和巴里坤县与周边木垒县;暴雨与升温混合型洪水聚集在博州的温泉、博乐和精河县以及伊犁地区的霍城县。     

中国雪灾时空变化及畜牧业脆弱性分析

以省级报刊为主要信息源,辅以气象部门统计资料,获取了县域统计单元的雪灾信息,重建了中国1949～2000年雪灾的时空分布格局。对雪灾的时空变化分析结果表明,中国雪灾存在3个高发中心,即内蒙古中部、新疆天山以北和青藏高原东北部;雪灾年际波动幅度大,总体呈现增长趋势。本文还进一步分析了中国雪灾均灾次的高、低值区与草场退化程度的关系,从承灾体脆弱性的角度揭示了雪灾格局形成的机制。     

基于利奇马台风路径下的FY-4A海洋热含量空间自相关分析

每年我国沿海多地遭受不同程度的台风灾害影响,台风对我国多个省市地区人民造成严重的生命和财产安全危害。海洋热含量(TCHP)是影响台风的主要因素之一,文中将2019年利奇马台风数据与基于FY-4A融合海温数据反演得到的TCHP数据做时空匹配,得到利奇马台风路径上的TCHP。然后在地统计学的基础上,引入全局自相关分析和局部自相关分析方法,对台风路径上的TCHP进行分析研究。结果表明：TCHP的全局Moran′s I值为0.94,即在相邻空间位置上具有高度的正空间自相关性;TCHP局部空间自相关特征主要以高-高,低-低这2种空间聚集形态为主,在局部空间上没有表现出异质性,具有较高的空间相关性;在利奇马台风发生及发展过程中,随空间位置的变化,TCHP属性值逐渐由低-低聚集类型向高-高聚集类型转变,对海-气交换产生负反馈影响,此时TCHP和台风移速在此变化过程中虽然波动较大,但是变化后维持在一定的范围内。台风强度也在变化之后增速也逐渐变缓,形成一个稳定状态。     

新疆极端水文事件的时空分布特征

利用1901-2010年的资料,采用传统统计方法及通过衡量极端水文事件的集中度、集中指数,分析了新疆极端水文事件的空间分布特征和时间变化规律。结果表明:新疆极端水文事件在空间分布上主要集中在伊犁和阿克苏地区,吐鲁番、和田为少灾区;时间上主要发生在夏半年,而冬半年相对较少,但北疆的阿勒泰地区冬半年较多;吐鲁番地区年内分布非常集中,乌鲁木齐、奎屯-石河子、阿克苏地区次之,阿勒泰地区集中度最小。     

新疆极端降水概率分布特征的时空演变规律

依据新疆地区53个雨量站1957-2009年日降水资料,根据研究需要,定义了8个极端降水指标。运用K-S法确定降水指标最适概率分布函数,确定10年一遇极端降水量值;在此基础上,采用Copula非参数估计方法,通过Akaike information criterion(AIC)法确定两降水指标联合分布函数,系统分析1980年以后极端降水单变量极值及降水极值二维联合概率分布特征变化的时空演变特征,研究结果表明:①新疆有湿润化趋势,北疆湿润化趋势比南疆显著;②从降水天数和极端降水天数角度来看,新疆极端强弱降水同时出现的概率减小,从极端降水雨量和强度来看新疆中部、南疆西部、北疆东部及北部极端强弱降水同时出现的可能性减小,而天山西部与南疆北部的可能性增加;③1980年后新疆地区发生涝的概率增大,发生旱的概率减少。     

20世纪下半叶新疆洪水灾害的新趋向

受全球气候变暖和当地人类活动加剧的影响,20世纪下半叶以来,尤其80年代以来新疆洪灾在时空分布上,发生了比较明显的变化,呈现出一些新的趋向.这些新趋向突出表现在:与前30年(1950-1979年)相比,洪灾农田受灾面积增大、发生次数增多、直接经济损失明显上升以及洪灾多发区向北疆西部和天山南北麓集中.     

基于遥感的新疆北疆积雪盖度及雪深监测

新疆北疆为雪灾多发区,准确地监测积雪分布及雪深具有十分重要的意义,可为雪灾多发区在冬季做好防灾减灾工作提供依据.目前MODIS数据主要运用归一化差分雪盖指数(NDSI)对积雪进行提取.NDSI是基于雪对可见光与近红外波段的反射特性和反射差相对大小的一种测量方法,然而它只能将像元辨别为积雪或非积雪,满足不了高精度的流域制图及雪盖提取要求.以新疆北疆为研究对象,应用MODIS数据和线性光谱混合模型提取像元内积雪所占比例(积雪盖度),并与NDSI建立关系,讨论了NDSI是否可以作为估算积雪盖度的标准,进而提高NDSI在积雪监测中的应用精度.结果表明,二者具有较好的线性关系,经过野外实测点的验证,25个点的平均绝对误差是0.06.此外,以MODIS数据与地面实测雪深资料为基础,通过分析和研究MODIS窗区通道的光谱特点,探讨了适合于积雪雪深监测最佳的MODIS通道,初步建立起应用MODIS资料监测北疆地区积雪深度的反演模型.     

基于GD-SPCA的京津冀城市群地质灾害易发性评价

对区域地质灾害准确地进行定量易发性评价对于区域未来可持续发展具有重要的意义。针对现有研究存在指标选取时较少考虑不同因子的重要性程度、评价方法主观性较强等不足,该文结合地理探测器(Geodetector,简称GD)和空间主成分分析法(Spatial Principal Component Analysis,简称SPCA),提出一种新的地质灾害易发性评价方法及评价指数(Geological Hazard Susceptibility Index,GHSI)。以京津冀城市群为研究区,运用等距划分法、空间自相关分析法以及统计方法等对结果进行定量分析。结果表明：(1)高程与坡度是主要影响因子,其q值分别为0.398 0和0.334 0;而坡向对地质灾害影响程度极低,q值仅为0.001 9;(2)京津冀城市群GHSI均值为0.453 8,整体属于中度易发等级。从空间上看,高值区主要位于燕山及太行山区,而低值区主要位于冀东平原及坝上高原西部区域;(3)京津冀城市群GHSI值表现出显著的空间正相关性,其全局空间自相关指数值为0.814 2。因此,GHSI值主要以高-高聚集和低-低聚集为主,且高-高聚集...     

英国如何应对“洪水猛兽”

英国是一个岛国,西临大西洋,国土分布在北纬50°-60°之间,海洋性温带阔叶林气候,气候温和,在四季循环交替之中,温度很少超过32度或是低于零下10度。主要自然灾害有暴风雨、洪水、风暴潮等,极少发生干旱和雪灾。历史上,英国遭遇过两次特大洪涝灾害。有史料记载的第一次特大洪涝灾害发生在1903年6月,罪魁祸首是马提尼克岛培雷火山释放的火山灰,火山灰和烟尘聚集形成的云层遮蔽了阳光,改变了天气模式。这场     

干旱区艾比湖流域典型区域景观格局脆弱性时空格局变化研究

以新疆艾比湖流域典型区域为研究区,利用1998、2011和2013年3个时期的TM/OLI遥感影像为数据源,通过计算相关景观指数,构建景观脆弱度指数,并把研究区划分为低、较低、中、较高、高脆弱区5个脆弱度等级。使用地统计学和空间自相关模型分析的方法对研究区景观脆弱度的空间分布特征、变异规律以及空间关联格局进行分析。结果表明:11998-2013年,研究区的主要景观类型是未利用地和耕地,其主要特征为耕地景观面积显著增加,其他景观面积减少;2在研究期间内,研究区的景观脆弱度呈显著下降趋势,并且其等级的空间变化较为显著;3尝试使用桑基图来表达脆弱度等级之间的相互转换,结果可知脆弱度等级之间转换频繁,且转换速率均较高;41998-2013年,研究区景观格局Moran’s I表现为一定程度的正相关,且相关程度呈上升的趋势;景观脆弱度局部空间自相关和显著性水平发生了明显的变化。正确客观地认识和评价艾比湖区域的生态环境,有利于实现自然环境的保护,为人类的可持续发展服务。     

重庆暴雨、热浪、干旱时空格局及聚类特征

基于1966—2021年重庆区域34个气象站观测日值数据,选择暴雨、热浪、干旱3种典型气象灾害,依据国家标准、采用Mann-Kendall和Sen趋势法分析了3种灾害的时空变化特征,采用SaTScan时空扫描统计法研究了3种灾害的时空聚类特征。结果表明：1966年以来重庆平均热浪频次呈增加趋势,2001年以来暴雨和热浪明显增多、干旱总体减轻;重庆大多数地区暴雨、热浪变化以上升为主,特别是热浪,44%的区县热浪显著上升。暴雨和热浪事件易在东北部偏东地区和西部、西南、中心城区三区交界处聚集,热浪和干旱事件易在西南、中部、东南三区交界处和典型年份聚集。暴雨和热浪灾害在20世纪80年代及以后东北部聚集增多,热浪和干旱灾害在20世纪90年代及以后聚集区向东北迁移;暴雨、热浪和干旱灾害在20世纪80年代以前主要在东南部和西部地区聚集、在20世纪80年代及以后聚集范围明显缩小。基于时空扫描统计法揭示的研究区暴雨、热浪、干旱灾害时空聚类特征与灾害发生事实及Moran’s I方法结果基本一致,该方法和结论对重庆区域多灾种并发的诊断和综合风险防范具有一定参考价值。     

气候变化背景下京津冀极端高温事件变化特征研究

基于京津冀地区174个气象台站1981—2020年逐日最高气温、最低气温数据资料，统计计算了京津冀地区极端高温事件相关指标(极端最高温TXx、高温日数Htd和闷热日数Swd),利用多种统计方法分析了京津冀地区近40年极端高温事件的时空分布特征，并探究了在气候变化背景下两个典型年代Htd和Swd的空间变化情况。结果表明：(1)近40年年极端最高温(TXx)、高温日数(Htd)和闷热日数(Swd)均呈上升趋势，京津冀地区极端高温事件强度增强、频次增加，并且年代际呈波动变化特征。(2)京津冀地区极端高温事件主要集中发生在6—8月份，其中TXx和Htd主要发生在6、7月份，Swd集中发生在7月份；冀北山区的高温、闷热日集中发生在7月份。(3)京津冀地区高温日和闷热日初(终)日呈提前(显著推迟)趋势，高温和闷热日更早发生且持续时间更长、同步性增强。(4)京津冀地区极端高温事件多发生在南部，TXx和Htd空间分布均呈南高北低的分布特征，Swd呈东南高、西北低的分布特征；极端高温事件显著增加的地区主要集中在经济人口发展较快的北京、天津和石家庄三个大城市。(5)M-K突变分析发现京津冀地区极端高温事件...     

明清时期中国沿海地区海潮灾害研究

明清时期是我国的小冰期,也被称为方志时期,各种自然灾害频发且记录丰富。基于明清文献资料,重建了1368-1911年中国沿海地区海潮灾害的时空分布特征,解析了潮灾的发生原因及其社会影响和应对措施。结果表明:(1)在时间上,潮灾年份上的分布清代较明代更为频繁,月份上的分布较为集中于5-9月,且以7月为最,长期趋势总体上呈现缓慢波动上升,小波分析指出潮灾存在长短不一的周期;(2)在空间上,潮灾发生频次和热点区域呈现明显的地域差异,具有一定的集中性,主要发生在苏浙沪一带;(3)潮灾发生与El Nino、太阳活动和蝗灾暴发有较为密切的关联:El Nino和太阳黑子通过影响台风在我国的登陆最终影响潮灾发生,潮灾通过影响水系格局及水文变迁进而影响蝗灾发生,与蝗灾在年份上对应良好;(4)潮灾危及沿海地区人民的生命财产安全,影响沿海经济的发展,民间大多采用筑堤及筑闸坝、防潮墩和围堰等方法来阻挡海潮灾害的侵袭。     

影响海南岛台风的时空特征分析

使用1971-2010年的热带气旋路径数据资料和热带气旋潜在影响力指数方法,在西北太平洋生成的所有热带气旋中,筛选出对海南岛有影响的热带气旋,并对其进行时空特征分析。分析发现:影响海南岛的热带气旋生成位置呈现斜向带状分布。高影响热带气旋的分布更加集中。1971-2010年间,影响海南岛热带气旋的数量在减少,同时发生月份更加集中。如果气候变冷,需要警惕影响海南热带气旋增多,月份更加分散现象。     

安徽沿江地区洪涝灾害风险的空间格局演变

实现区域可持续发展,需要准确了解区域洪涝灾害风险演变规律。利用安徽沿江地区1990年和2007年的气象、社会经济等数据,评价了其洪涝灾害风险,绘制了洪涝灾害风险指数图和风险等级图,分析了洪涝灾害风险演变规律。研究表明:1990-2007年间研究区的洪涝灾害风险在时空分布格局上发生了显著变化。低风险区和高风险区的面积减小,而较低风险区、中等风险区和较高风险区的面积在增大;风险整体在增大,区域内部差异减小,但不同地区风险增减不一;风险景观形状指数减小,斑块形状趋于复杂,聚集度和分离度均增大,人为活动影响在逐步增强。该研究可为沿江地区制定规划及灾害风险管理与可持续发展提供参考。     

湖南短时强降水时空分布及相关环境参数统计分析

为探讨湖南不同区域短时强降水气候规律及相关环境参数特征,利用2002-2018年1 h雨量资料,对湖南5个区域短时强降水时空分布特征进行了统计分析。同时,利用NCEP1°×1°再分析资料,对5个相关环境参数进行了计算分析。研究结果表明:短时强降水主要出现在4-9月,以夏季最多,呈单峰型分布;不同月份也有一定差异,4-5月夜雨出现较多,而6-7月对流降水频繁,8-9月则各时段都可能出现短时强降水;湖南5个区域短时强降水日变化也有较大差异,洞庭湖地区日变化较小,湘西北和湘中地区在夜间和傍晚有两次峰值,湘西南有夜雨特征,湘东南在午后达峰值;地形对短时降水有一定影响,武陵山脉、雪峰山、南岭与罗霄山附近是短时强降水高发区。各月短时强降水发生时环境条件存在差异,热力不稳定参数百分位变化存在南高于北,且暖季高于冷季特征,水汽参数亦南高于北,动力不稳定参数冷季高于暖季,尤其在湘东南无论在水汽、动力、热力及不稳定参数都高于其他区域。     

雪灾对常绿阔叶林树木损伤程度的影响及受损特征分析

分析雪灾对常绿阔叶林树木损伤程度的影响及受损特征,以便未来应对雪灾时采取合理措施保护常绿阔叶林树木。以福建省君子峰自然保护区为研究区域,划分雪灾影响下树木损伤程度,树木压弯或少量断枝为轻度受损、树枝大量断枝为中度受损、折断或倒伏为重度受损。雪灾能够提升常绿阔叶林土壤养分有利于树木未来发展,但是却对次生林造成不可挽回打击。与落叶林相比常绿阔叶林更容易受到雪灾伤害;严重受损常绿阔叶树木主要集中在较高大、树冠密度适中、低海拔、高坡度、胸径较大的树木中,反之在雪灾中的常绿阔叶树木则为轻度或中度受损。     

基于NEX-GDDP数据集的青藏高原牧区雪灾风险预估

依托中国逐日雪深模拟预估数据集、草地生产力数据、气象站点数据、灾害统计资料以及统计年鉴,选取了历史基准时段(1986—2005年)、未来近期(2016—2035年)和未来远期(2046—2065年)三个时间段,以及RCP4.5和RCP8.5两种情景,分析了青藏高原牧区雪灾危险性、牧区牲畜暴露量以及脆弱性,在此基础上,定量预估了青藏高原畜牧业雪灾风险。结果表明：(1)青藏高原区域内,中国逐日雪深模拟预估数据中,CESM1-BGC模式模拟的积雪深度数据更接近于站点雪深观测值,模拟精度最高,此次研究选用该模式下雪深数据识别雪灾危险性。雪灾危险性从时序看,相比于历史时期,RCP4.5情景下未来近期、未来远期和RCP8.5情景下未来近期、未来远期发生雪灾危险性的范围减少6%、11%、6%和14%;但是雪灾危险性强度减弱并不明显,RCP4.5情景下,未来远期,甚至增强;空间分布来看,危险性指数较高的区域主要分布在藏北高原、冈底斯山脉沿线、昆仑山脉西段沿线、祁连山脉沿线、三江源区域和横断山脉山脉区域。(2)与2000年青藏高原牧区草地载畜量相比,2017年载畜量增加11%,未来载畜量将可能进一步增加...     

基于Moran' I指数的全国空气质量时空格局分析

本文选取全国31个具有代表性的各省省会城市及直辖市数据,以点代面在大尺度进行空气质量研究。首先对2013—2015年空气污染物进行数据预处理,利用多元线性回归算法建立分析模型筛选出主要空气污染物,观察其时空特征分布。基于莫兰指数分析方法得出污染物的空间相关性与聚集度状况,最后讨论了空气质量影响因子与影响程度。研究表明:(1)长时间序列上东南沿海部分地区及西部地区空气质量一直保持优级,空气质量呈现逐步优化趋势。(2)污染物PM2.5高/高集聚主要存在于河北河南省与山东省三个省份交界处,污染物PM10的高集聚地区主要是华北地区。低/低集聚的现象主要分布在广东省以及部分东南沿海区域。(3)自然因素和社会因素都对于空气污染物的产生有着一定影响,降水与年末人口数对空气质量的影响最为显著。本文研究结果希望为摸清空气质量格局、缓解空气污染程度提供参考。     

1961—2018年中国极端最高地温的月际时空动态与变异研究

基于1961—2018年中国545个气象观测站点的0 cm极端最高地温,采用多种数理统计方法,诊断了近58 a来中国不同月份极端最高地温的时空演变特征。结果表明:(1)1961—2018年中国不同月份极端最高地温具有纬度地带性,呈现南低、北高的空间分异特征,且多数月份的极端最高地温空间格局具有相似性。2—11月份的极端最高地温在1990年后相比之前以偏大为主,而1月和12月份则以偏小为主。(2)1961—2018年中国多数月份、多数地区的极端最高地温以增加趋势为主,并呈现次区域分异特征,且3—5月份的增加趋势面积最大,12月份和1—2月份的减少趋势面积最大。中国多数地区多数月份的极端最高地温在1991—2018年的变化趋势明显大于1961—1990年。(3)中国极端最高地温的波动特征在1961—2018年具有南低、北高的空间分异特征,且4—10月份波动较大,1—3月份和11—12月份波动较小。1990年前后中国极端最高地温波动差异较大的地方主要集中在1—2月份和12月份的高纬度地区。