秦皇岛区域几类极端天气、气候灾害的特征分析及防灾减灾探讨

秦皇岛区域是气象灾害频发地区，危害最大的有冰雹、暴雨、干旱、洪涝等。通过对秦皇岛地区48年来比较典型的极端天气事件和气候灾害的统计分析，找出极端天气和气候灾害的演变规律，为建立有效的气象灾害监测、预警系统，完善、提高防灾减灾体系提供参考，对提高当地社会和经济，抵御气象灾害的能力，减轻气象灾害具有重要意义。     

长江流域蒸发皿蒸发量及影响因素变化趋势

采用MannK-endall非参数检验方法和反距离权重插值法IDW对长江流域近40年来20cm蒸发皿蒸发量及其影响因素进行了时空变化趋势分析,研究结果表明:近40年来,长江流域年平均蒸发皿蒸发量在全流域和不同区域内均呈现显著的下降趋势,且中下游地区(99%的置信度)比上游地区(95%的置信度)下降趋势显著,夏季(99%的置信度)比其它季节下降趋势显著。影响蒸发皿蒸发量的主要气象因子太阳净辐射和风速呈现显著下降趋势,气温表现为显著升高趋势,但中下游地区夏季温度微弱下降,降水微弱增加,但中下游地区夏季降水显著增加。因此,长江流域年平均太阳净辐射和风速的显著下降是年平均蒸发皿蒸发量显著下降的主要原因,而中下游地区夏季气温的微弱下降和降水的显著增加使得中下游地区夏季蒸发皿蒸发量下降趋势尤其显著。     

长江中下游区域生态系统对极端降水的脆弱性评估研究

气候变化背景下,极端气候事件对生态系统的影响更甚于气候平均态的变化,对极端气候事件的影响评估及机理研究有更为重要的现实意义。研究以极端降水为例,选择我国旱涝频繁的长江中下游地区为研究对象,基于生态系统过程模型的动态模拟,选择与极端降水显著相关的生态系统功能特征量,根据IPCC脆弱性的定义,以生态系统功能特征量偏离多年平均状况的程度及其变化趋势分别定义系统对极端降水的敏感性和适应性,从而评估其脆弱性。研究表明,长江中下游地区生态系统多年平均脆弱度为轻度脆弱,轻度脆弱及以下地区占区域总面积的大半,约65%,脆弱度较高的区域占20%,主要分布在长江中下游的西北部。极端降水会增加长江中下游区域生态系统的脆弱度,多表现为不脆弱转变为轻度脆弱,中度脆弱及以上的生态系统所占比例变化不大。干旱和洪涝对区域内生态系统脆弱度的分布格局影响不大,但干旱的影响程度高于洪涝。不论是干旱还是洪涝,区域内生态系统的脆弱度在灾害过后的下一个生长季能基本恢复,没有连年灾害的情况下,长江中下游区域的旱涝灾害对生态系统的影响不会持续到下一年度。     

黑碳对呼吸系统发病急性影响及气温修正效应研究

为研究黑碳(BC)对呼吸系统急性发病的影响及气温的修正效应,收集北京市2009~2012年264075例呼吸系统急诊病例与同期空气污染物(BC、PM_2.5、SO₂、NO₂)及气象数据,在划分呼吸道感染部位(上、下呼吸道)与人群年龄的基础上,采用分布-滞后非线性模型与广义相加模型进行建模.首先分别研究BC、气温与发病的(滞后)关联,继而构造二元交互模型探索气温-BC的协同关系,再分层量化BC在不同气温水平的健康影响;并同时纳入气态污染物验证BC结果的稳健性.结果表明,对总呼吸系统、上感、下感而言,气温-发病风险的暴露-响应曲线均近似“V”型,阈值温度分别为24℃、26℃和24℃,且低温的滞后累积影响强于高温.主效应模型揭示BC诱发即时性风险,影响在3d内消失;BC浓度每升高四分位数(IQR),总呼吸系统、上感、下感的超额发病风险(ER)分别为1.97%、2.64%和1.34%.少儿(£14岁)超额发病风险最高(总呼吸系统,3.40%),而老年组(³60岁)结果不甚显著.双污染物模型显示,BC与SO₂共存会放大BC关联风险,尤以上感响应明显;而BC与NO₂共存会适度增强下感风险.BC-气温的非参数二元模型显示,BC升高使发病风险类似对数函数上升,且高温会显著增强BC的健康影响.分层模型得到,每IQR BC在气温高于阈值时导致的下感风险显著高于上感,分别为5.55%、1.27%(P>0.05);而低于阈值时BC所致上、下感风险相当,均在0.55%左右.BC对呼吸系统发病的急性影响与感染部位和气温水平紧密相关,不同年龄段间也体现差异化特征.     

警惕!提前报到的“汛期”

据新华社消息,今年我国入汛时间比往年平均提前了4天,已于3月28日正式入汛。据水利部监测,3月2508时至2808时,浙江、福建、江西、湖南、广东、广西6省(自治区)出现强降雨,累积降水量50毫米以上的笼罩面积为23.2万平方公里,有17条中小河流发生超警洪水。预测称2020年我国气象水文年景总体偏差,极端事件偏多,涝重于旱。     

1950～2019年中国季节平均最高气温时空演变特征及其大气环流影响定量化分析

全球变暖和人类活动加剧引起区域气候不稳定，高温事件发生频次和持续性增强，生态环境保护和经济社会发展面临严峻威胁.采用Mann-Kendall检验法和一元线性回归法探讨1950～2019年中国季节平均最高气温(AMT)时空演变特征，并结合线性相关、偏线性相关以及小波分析揭示中国各季节AMT与大气环流间的联系.结果表明：(1)时间尺度上，各季节AMT均呈显著上升趋势，春、夏、秋和冬季AMT上升幅度分别为1.21、0.08、1.81和0.25℃,其突变时间主要集中于20世纪90年代至21世纪初.(2)空间分布上，除夏季以外，其它季节AMT平均变化率由南向北逐渐增加，但其增加程度各不相同，其中春冬季节东北和西北地区变化速率最快.(3)各季节AMT与大气环流因子间存在复杂关系，其能量强度在不同时频域上具有显著差异.其中太平洋年代际涛动与夏季AMT呈显著负相关，北大西洋涛动对夏秋冬季AMT变化产生较大程度正向驱动，北极振荡对各季节AMT均具有明显正向驱动作用，厄尔尼诺-南方涛动因年份不同对春夏季AMT的短期变化存在显著正向或负向影响.研究结果可为我国制定科学有效的气候变化应对方案提供理论依据和技术...     

近水面温湿度变化特征及水面蒸发量计算差异性分析

水面蒸发是水循环的主要途径之一，气象要素是影响水面蒸发的重要因素。为分析温度和湿度与水面蒸发量的关系，通过野外试验对水面上25 cm和35 cm处气温和相对湿度进行监测。同时，利用修正的Penman-Monteith方程计算了水面蒸发量，并与气象站数据计算结果进行比对。结果表明：近水面不同高度处相对湿度与气象站监测结果差异显著，差值均值在12%左右；近水面处气温和气象站监测气温的差异与距离水面高度有关，水面上25 cm和35 cm处气温和气象站气温的差值分别为(1.5±1.0)℃和(1.8±2.0)℃。水面蒸发量计算结果表明：气象站气象数据计算的水面蒸发量最大，而利用水面上25 cm和35 cm处气温和相对湿度计算的水面蒸发量近似。本研究为利用气象站数据计算水面蒸发量及结果修正提供了数据支撑。     

面向液氨泄漏应急救援区域的XGBoost预测方法研究

液氨发生泄漏事故后，随着扩散距离的增加，会对人员和环境造成严重的危害。为便于发生泄漏事故后，快速展开应急救援工作，对液氨泄漏事故应急救援区域预测方法开展研究。通过PHAST(Process Hazard Analysis Software Tool)软件模拟液氨泄漏事故工况，建立基于极端梯度提升(Extreme Gradient Boosting XGBoost)的液氨泄漏应急救援区域预测模型。利用网格搜索结合K折交叉验证进行超参数调优，并与随机森林、决策树模型性能进行对比分析。研究结果显示：以预测ERPG-2标准下液氨泄漏扩散距离为例，XGBoost模型预测性能最佳；与决策树和随机森林相比，XGBoost模型的E_MAPE分别减少了4.19个百分点和2.37个百分点，E_RMSE分别减少了66.74和2.93;基于优化后XGBoost模型液氨泄漏事故应急救援区域预测模型，预测结果R²为0.997 8,E_RMSE为50.37,E_MAPE为2.61%,基本满足工程实践应用。