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基于遥感技术的1988—2018年渤海海冰冰情时空变化特征

灾害学 2022年第1期37卷 178-184,191页

作者：孙静琪陈笑娟李倩高吉喆张化许映军环境演变与自然灾害教育部重点实验室北京100875 北京师范大学地理科学学部北京100875 河北省气象灾害防御中心河北石家庄050021 应急管理部-教育部减灾与应急管理研究院北京100875 北京师范大学国家安全与应急管理学院北京100875 地表过程与资源生态国家重点实验室北京100875

基于AVHRR、MODIS、GOCI遥感数据解译,构建了1988-2018年非连续日尺度冰情序列数据集,分析了渤海海冰冰情年际和年内时空变化特征。渤海冰情等级、年均海冰面积和年均海冰厚度均有明显的年际波动。海冰生消过程的日均面积和厚度变化呈... 详细信息

基于AVHRR、MODIS、GOCI遥感数据解译,构建了1988-2018年非连续日尺度冰情序列数据集,分析了渤海海冰冰情年际和年内时空变化特征。渤海冰情等级、年均海冰面积和年均海冰厚度均有明显的年际波动。海冰生消过程的日均面积和厚度变化呈现单峰型,且海冰面积和冰厚峰值均出现在1月25日。渤海海冰主要分布在辽东湾,其冬季结冰范围占渤海曾经结冰范围的70.58%,渤海中间区基本不结冰。海冰冰情指标与气象因子相关性分析结果表明:冻冰期海冰面积和冰厚相关系数最高的气象因子均是累积冻冰度日(CFDD);融冰期海冰面积相关系数最高的气象因子是3d-1.8℃积温,而冰厚则是累积融冰度日(CTDD)。据此选取CTDD、CFDD、3d-1.8℃积温及日最低气温四个指标建立多元非线性回归模型,并对冻冰期和融冰期分别拟合。进而对比分析2014-2018年海冰遥感提取面积与回归模型计算得到的海冰面积,其整体变化趋势一致,有一定的预测性。

关键词：渤海海冰海冰面积海冰厚度时空分布多元非线性回归

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畜牧业雪灾致灾成害过程和风险评估研究进展与展望

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地理科学进展 2021年第12期40卷 2116-2129页

作者：马恒张钢锋史培军北京师范大学地表过程与资源生态国家重点实验室北京100875 北京师范大学环境演变与自然灾害教育部重点实验室北京100875 北京师范大学应急管理部—教育部减灾与应急管理研究院北京100875 北京师范大学地理科学学部北京100875 青海师范大学高原科学与可持续发展研究院西宁810008

畜牧业雪灾是牧区冬、春季节最严重的自然灾害之一,往往会造成大量牲畜伤亡,严重威胁和制约了牧区畜牧业生产和高质量发展,未来气候变化使得畜牧业雪灾风险存在着更大的不确定性。论文基于区域自然灾害系统理论,梳理了畜牧业雪灾致灾成... 详细信息

畜牧业雪灾是牧区冬、春季节最严重的自然灾害之一,往往会造成大量牲畜伤亡,严重威胁和制约了牧区畜牧业生产和高质量发展,未来气候变化使得畜牧业雪灾风险存在着更大的不确定性。论文基于区域自然灾害系统理论,梳理了畜牧业雪灾致灾成害过程和风险评估的理论框架,从致灾因子、孕灾环境、承灾体等方面系统总结了当前研究进展,以及存在的主要问题。最后针对今后畜牧业雪灾研究进行了展望,主要包括以下6个方面:(1)增强草高估算和雪深反演精度研究;(2)深化积雪分配过程研究及多致灾因子与孕灾环境耦合的危险性分析;(3)强化缺氧环境对畜牧业雪灾致灾成害过程的影响机制研究;(4)加强牲畜暴露分布的时空变化研究;(5)推进畜牧业雪灾减灾措施的成本效益分析;(6)加强气候变化背景下畜牧业雪灾风险定量评估和多学科交叉研究。

关键词：畜牧业雪灾致灾成害过程风险评估致灾因子孕灾环境承灾体

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2001—2019年横断山区积雪时空变化及其影响因素分析

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冰川冻土 2021年第6期43卷 1641-1658页

作者：邹逸凡孙鹏张强马梓策吕胤锋卞耀劲刘瑞琳安徽师范大学地理与旅游学院安徽芜湖241002 北京师范大学环境演变与自然灾害教育部重点实验室北京100875 北京师范大学地表过程与资源生态国家重点实验室北京100875 北京师范大学减灾与应急管理研究院北京100875

基于MOD10A2积雪产品提取横断山区积雪日数及积雪覆盖率等信息,结合横断山区129个地面气象站点的气象数据,采用趋势分析、相关分析及随机森林回归模型等方法分析了横断山区积雪时空分布特征及其影响因素。结果表明:年平均积雪覆盖率的... 详细信息

基于MOD10A2积雪产品提取横断山区积雪日数及积雪覆盖率等信息,结合横断山区129个地面气象站点的气象数据,采用趋势分析、相关分析及随机森林回归模型等方法分析了横断山区积雪时空分布特征及其影响因素。结果表明:年平均积雪覆盖率的年际变化呈不显著的下降趋势;年内变化呈"单峰"型曲线,其中3月积雪覆盖率最大,为55.04%。海拔3000m以上的积雪覆盖率较为稳定,海拔1000~3000m之间的积雪覆盖率波动较大。受暖湿气流和地形影响,阴坡积雪覆盖率大于阳坡。横断山区积雪日数的分布具有纬度地带性,北部山区积雪分布广泛且积雪日数高,南部云贵高原积雪日数低。年均积雪日数介于55.16~79.47d,积雪日数在28.46%的地区呈减少趋势,在21.66%的地区呈增加趋势,其中呈显著减少和显著增加的地区分别为2.65%和0.68%。中部康定市、九龙县及其周边地区减少趋势明显,北部杂多县—若尔盖县一线的高海拔山地增加趋势明显。积雪日数整体上与降水量、相对湿度呈正相关,与风速、气温和日照时数呈负相关。与降水量呈显著正相关的地区主要分布在西北部杂多县、称多县;与风速呈显著负相关的地区主要分布在西北部称多县、中部康定市;与气温呈显著负相关的地区主要分布在中部九龙县、西北部称多县;与相对湿度呈显著正相关的地区主要分布在北部杂多县—石渠县一线;与日照时数呈显著负相关的地区主要分布在东北部玛曲县、西北部称多县。积雪日数受气温和高程的影响最大,而日照时数和风速为次要因素。

关键词：横断山区积雪气象因子随机森林

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基于多源遥感的和田河流域生态补水对流域植被变化影响研究

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北京师范大学学报（自然科学版） 2022年第1期58卷 125-134页

作者：张勇吴子璇石锐申泽西范科科张强新疆塔里木河流域和田管理局新疆和田848000 自然资源部测绘标准化研究所陕西西安710054 中国气象局气象探测中心北京100081 北京师范大学环境演变与自然灾害教育部重点实验室地理科学学部减灾与应急管理研究院地表过程与资源生态国家重点实验室北京100875

利用Landsat遥感影像和MODIS数据集,得到和田河流域沙漠段河流水面面积和植被覆盖面积的时空分布特征.进一步分析归一化植被指数(NDVI)的季节变化特征与景观格局指数,得到和田河流域沙漠段生态环境的空间变化特征.结果表明:生态补水措... 详细信息

利用Landsat遥感影像和MODIS数据集,得到和田河流域沙漠段河流水面面积和植被覆盖面积的时空分布特征.进一步分析归一化植被指数(NDVI)的季节变化特征与景观格局指数,得到和田河流域沙漠段生态环境的空间变化特征.结果表明:生态补水措施增加了流域的水体和植被面积,缓解了生态环境;并且生态补水后河流曲折系数下降,平均水面宽度增加,河流逐步朝平流化方向发展;NDVI的空间分布呈现河流两端植被覆盖量高,中间覆盖量低的特点.分析景观格局指数得到,生态应急补水使和田河流域沙漠段水体景观和植被景观分布呈现聚集分布,有效地缓解了生态环境.

关键词：和田河流域沙漠段水体植被河流曲折系数景观指数

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非平稳标准化降水蒸散指数构建及中国未来干旱时空格局

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地理学报 2020年第7期75卷 1465-1482页

作者：温庆志孙鹏张强姚蕊安徽师范大学地理与旅游学院芜湖241002 北京师范大学环境演变与自然灾害教育部重点实验室北京100875 北京师范大学地表过程与资源生态国家重点实验室北京100875 北京师范大学减灾与应急管理研究院北京100875 南京师范大学虚拟地理环境教育部重点实验室南京210023

旱灾是一种致灾因子与成害机理均非常复杂的自然灾害,也是目前对其检测与风险防御最为困难的自然灾害种类之一。随着全球气候变化,干旱的变化逐渐趋于非平稳化,水文气象序列的非平稳性已有广泛研究,但在干旱检测指标中却鲜有考虑。基于... 详细信息

旱灾是一种致灾因子与成害机理均非常复杂的自然灾害,也是目前对其检测与风险防御最为困难的自然灾害种类之一。随着全球气候变化,干旱的变化逐渐趋于非平稳化,水文气象序列的非平稳性已有广泛研究,但在干旱检测指标中却鲜有考虑。基于标准化降水蒸散指数(SPEI)和非平稳性理论,构建非平稳性标准化降水蒸散指数(NSPEI)并进行适用性评价,利用NSPEI评估未来不同排放情景下中国气象干旱时空格局演变规律。结果表明:①非平稳性站点集中在东北平原、黄淮海平原、长三角地区、青藏高原及周边区域,NSPEI拟合最优的站点占中国气象站点的88%(2177个站点)。②SPEI对温度较为敏感,在评估未来干旱变化时会高估干旱强度和持续时间性,而NSPEI能够克服这一弱点,较SPEI可更好的检测中国气象干旱,且能很好的刻画中国未来干旱变化。③低、高排放情景下中国北方干旱加剧,南方呈湿润化趋势;中排放情景下中国北方湿润化趋势明显,而中国南方则呈干旱化。基于NSPEI干旱检测结果,中高排放情景下中国未来极端干湿历时与发生频率均呈增加趋势。

关键词：非平稳标准化降水蒸散指数干旱检测时空格局全球变暖

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基于Unreal引擎的可编辑火场电子沙盘系统设计与实现

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消防科学与技术 2022年第7期41卷 959-963页

作者：刘昶何昌原靳学胜陆承鄂州市消防救援支队湖北鄂州436000 北京师范大学环境演变与自然灾害教育部重点实验室北京100091 北京师范大学地表过程与资源生态国家重点实验室北京100091 北京师范大学地理科学学部减灾与应急管理研究院北京100091 中国人民警察大学河北廊坊065000

针对当前消防救援队伍指挥教学与案例研讨中面临的内容不可编辑、场景缺少交互、展示形式不直观以及制作成本较高等问题,基于Unreal引擎设计了一种可编辑火场沙盘软件,实现了场景快速编辑、救援行为AI仿真及火场沙盘效果呈现等技术,用... 详细信息

针对当前消防救援队伍指挥教学与案例研讨中面临的内容不可编辑、场景缺少交互、展示形式不直观以及制作成本较高等问题,基于Unreal引擎设计了一种可编辑火场沙盘软件,实现了场景快速编辑、救援行为AI仿真及火场沙盘效果呈现等技术,用户能够快速进行灾害场景复现及作战力量部署,并按照灭火战斗阶段进行推演展示。通过全过程的火场沙盘推演,用户在清晰展示指挥意图的同时,也便于观众直观、完整地观摩整个灭火战斗流程,提升战例讲评或案例推演的效果。

关键词：消防指挥电子沙盘虚拟仿真 Unreal引擎

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藏东南地区降雨型滑坡致灾阈值及滑坡危险性量化分析

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灾害学 2021年第4期36卷 194-199页

作者：胡磊胡玉乾孙鹏张强周强陈健安徽师范大学地理与旅游学院安徽芜湖241002 北京师范大学地表过程与资源生态国家重点实验室北京100875 北京师范大学环境演变与自然灾害教育部重点实验室北京100875 北京师范大学应急部-教育部减灾与应急管理研究院北京100875 青海师范大学地理科学学院青海西宁810008

基于中国地面降水日值格点数据和藏东南滑坡事件目录,构建累积降雨量-历时关系阈值(E-D)模型,量化藏东南地区降雨型滑坡事件降雨阈值,分级预测1990—2019年319个降雨型滑坡,并分析909个滑坡点对居民地、道路、河流的危险性。结果表明:... 详细信息

基于中国地面降水日值格点数据和藏东南滑坡事件目录,构建累积降雨量-历时关系阈值(E-D)模型,量化藏东南地区降雨型滑坡事件降雨阈值,分级预测1990—2019年319个降雨型滑坡,并分析909个滑坡点对居民地、道路、河流的危险性。结果表明:①昌都市降雨阈值略高于林芝市,藏东南地区阈值在0≤D≤100区间内介于世界范围滑坡降雨阈值的上限和下限。②“极易发生”的降雨型滑坡30 a内可能发生次数高达104次和101次,分别位于昌都市丁青县的中部地区和林芝市墨脱县境内的雅鲁藏布江中北部;“易发生”降雨型滑坡主要集中分布于工布江达县中部、墨脱县北部、左贡县境内沿江河地带;“较易发生”降雨型滑坡集中分布于丁青县东南部、八宿县和左贡县西部的江河地区。③藏东南地区受滑坡影响的居民地主要分布于边坝县中北部、丁青县南部、察雅县中西部和贡觉县的东南部地区;受滑坡影响的中、高危险性道路段主要集中在边坝县中北部、丁青县南部河流附近、洛隆县中部、察雅县西北部、江达县东南和贡觉县境内的沿金沙江附近地区;受影响的水系主要为边坝县中北部河段、丁青县南部河段、洛隆县中部河段、察雅县西北部的澜沧江河段、江达县东南和贡觉县境内的金沙江河段。

关键词：滑坡灾害降雨致灾阈值滑坡危险性预警藏东南地区

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一种评价台风风险模型可靠性的计算机仿真方法

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自然灾害学报 2020年第5期29卷 24-35页

作者：黄崇福北京师范大学环境演变与自然灾害教育部重点实验室北京100875 北京师范大学地表过程与资源生态国家重点实验室北京100875 应急管理部/教育部减灾与应急管理研究院北京100875

多数情况下,人们无法直接证明风险评估结果是否可靠,只能通过研究评估模型是否相对比较可靠,间接证明评估结果是否可靠。本文根据抽样仿真随机系统的机理,提出一种评价台风风险模型可靠性的计算机仿真方法。该方法主要由两部分组成:设... 详细信息

多数情况下,人们无法直接证明风险评估结果是否可靠,只能通过研究评估模型是否相对比较可靠,间接证明评估结果是否可靠。本文根据抽样仿真随机系统的机理,提出一种评价台风风险模型可靠性的计算机仿真方法。该方法主要由两部分组成:设置理论随机系统和抽样仿真台风灾害。以历史台风灾害资料为背景,构造二维正态概率分布表述理论随机系统,此分布的期望损失定为台风风险理论值。用此理论分布驱动伪随机数发生器,生成随机样本仿真台风和灾害。然后,用不同模型分别处理样本,估计期望损失。估计值与理论值误差越小,说明相应的风险模型越可靠。使用纯随机种子数进行100次仿真实验的统计结果表明,在小样情况下,用信息扩散模型估计台风风险,总是比直方图方法可靠。只有20个资料用于台风风险估计时,大约能减少12%的误差。这一方法的特色是具有可移植性,能很方便地用于其它灾种。

关键词：风险评估台风可靠性计算机仿真信息扩散直方图估计误差浙江

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NEX-GDDP和CMIP5对青藏高原地区近地面气象场历史和未来模拟的评估与偏差校正

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高原气象 2021年第2期40卷 257-271页

作者：陈说叶涛刘苇航王爱慧北京师范大学地理科学学部环境演变与自然灾害教育部重点实验室北京100875 广州大学地理科学学院广东广州510006 北京师范大学地理科学学部地表过程与资源生态国家重点实验室北京100875 应急管理部-教育部减灾与应急管理研究院北京100875 中国科学院大气物理研究所竺可桢-南森国际研究中心北京100029

青藏高原是全球变化研究的热点区域,气候模式模拟是研究该区域气候变化的重要数据来源。本文使用基于中国地面台站的插值格点数据集(CN05.1),对国际气候耦合模式第5次比较计划(CMIP5)及其高分辨率统计降尺度数据集(NEX-GDDP)中15个模式1... 详细信息

青藏高原是全球变化研究的热点区域,气候模式模拟是研究该区域气候变化的重要数据来源。本文使用基于中国地面台站的插值格点数据集(CN05.1),对国际气候耦合模式第5次比较计划(CMIP5)及其高分辨率统计降尺度数据集(NEX-GDDP)中15个模式1966-2005年间的逐日最高/最低气温、降水和平均风速在青藏高原区域的模拟能力进行了评估。使用多领域间影响模型比较计划(ISI-MIP)的偏差校正方法对上述数据进行了训练和验证,并对未来时期模式数据进行了校正。研究表明:(1)训练时期(1986-2005年),NEX-GDDP高估了日最高气温(1.04℃)和日最低气温(0.23℃),低估了日降水量(-0.11 mm),CMIP5低估了日平均风速(-0.11 m·s^(-1))。年/季平均值/总量和极端值存在较大偏差。(2)校正后,验证时期(1966-1985年)各变量逐日数据的相关系数提高(除气温外),均方根误差下降,平均偏差幅度减小。各变量的年/季平均值/总量和极端值的偏差大幅减小。(3)对于未来时期(2006-2095年),校正过程保留了原有数据年/季平均值/总量和极端值的变化趋势,调整了各要素平均值/总量和极端值的基准值和空间分布特征,以更准确地衔接历史时期的规律,可为该地区未来气候变化及其影响研究提供重要参考。

关键词：青藏高原 NEX-GDDP CMIP5 评估偏差校正

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气候变化情景下泥石流危险性响应分析

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气候变化研究进展 2020年第4期16卷 415-423页

作者：徐粒李倩王瑛黄靖玲许映军北京师范大学环境演变与自然灾害教育部重点实验室北京100875 北京师范大学地表过程与资源生态国家重点实验室北京100875 北京师范大学应急管理部-教育部减灾与应急管理研究院北京100875

通过中国1950—2010年降水日值0.5°×0.5°格点数据和CMIP5的6个气候模式数据,以2010年舟曲8∙7特大山洪泥石流为例,估算此次灾害发生的降雨重现期,并估算未来同等重现期下的降雨量,基于HEC-HMS和FLO-2D模型模拟该降雨量下... 详细信息

通过中国1950—2010年降水日值0.5°×0.5°格点数据和CMIP5的6个气候模式数据,以2010年舟曲8∙7特大山洪泥石流为例,估算此次灾害发生的降雨重现期,并估算未来同等重现期下的降雨量,基于HEC-HMS和FLO-2D模型模拟该降雨量下山洪泥石流堆积面积与泥沙冲出量,进而得到了气候变化背景下的泥石流危险性变化。结果表明:2010年舟曲8∙7山洪泥石流灾害的降雨重现期为1500 a,未来相同重现期下降雨量为113.7 mm。设防水平不变条件下,舟曲县城泥石流堆积面积可达2010年灾害的173%,总泥沙量增加到148%,且泥石流堆积面积增加的区域主要位于2010年舟曲县城人口密集区。可见,灾后重建中舟曲县城一半以上居民的转移安置政策有利于弱化未来气候变化背景下泥石流危险性增加的不利影响,是一种有效的气候变化适应性举措。

关键词：气候变化极端降雨重现期泥石流舟曲

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