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第四届全国流域生态保护与水污染控制研讨会

作者：孔锋方建中国气象局气象干部培训学院北京 100081 中国气象局发展研究中心北京 100081 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 民政部/教育部减灾与应急管理研究院武汉大学资源与环境科学学院湖北武汉 430079

近年来在全球气候变化的背景下,中国多地水灾频发,造成人员伤亡、财产损毁、生态系统破坏.现有的平均态的气候分区不能准确反映水灾的时空变化格局.该文筛选了《中国自然灾害报刊数据库》中的县级水灾事件,并基于中国气候变化区划(1961-... 详细信息

近年来在全球气候变化的背景下,中国多地水灾频发,造成人员伤亡、财产损毁、生态系统破坏.现有的平均态的气候分区不能准确反映水灾的时空变化格局.该文筛选了《中国自然灾害报刊数据库》中的县级水灾事件,并基于中国气候变化区划(1961-2010)统计分析了1961-2010年间中国水灾的发生频次,以揭示气候变化中不同趋势和波动变化区的水灾发生频次的时空格局.结果表明:在1961-2010年中国暖干趋势带和暖湿趋势带内水灾次数均趋于增多,水灾发生频次与暴雨雨量、雨日和雨强的变化具有一致性.其中,在暖干趋势带内,降水波动减弱区水灾发生次数(1612次)约是降水波动增强区次数(818次)的2倍;在暖湿趋势带内,降水波动减弱区(512次)约为降水波动增强区(1377次)水灾次数的1/3.从气候变化背景下中国水灾发生频次的空间变化结果可知,不同的降水变化趋势、波动特征与水灾发生次数间有明显的对应关系,气候的动态变化极可能是区域水灾差异的主要影响因素.

关键词：水灾频次时空演变气候变化功能区划

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1991～2010年中国小时暴雨时空变化格局及其与城镇化因子的空间相关分析

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气候与环境研究 2017年第3期22卷 355-364页

作者：孔锋吕丽莉方建中国气象局气象干部培训学院北京100081 中国气象局发展研究中心北京100081 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 民政部/教育部减灾与应急管理研究院北京100875 武汉大学资源与环境科学学院武汉430079

采用1991~2010年小时降水数据对中国小时暴雨雨量和雨时进行研究。结果表明,在时间上,1991~2010年中国小时暴雨雨量和雨时的年累计值在波动中呈明显增加趋势。在空间上,小时暴雨雨量和雨时的高值区主要集中在中国黑龙江漠河—云南腾冲... 详细信息

采用1991~2010年小时降水数据对中国小时暴雨雨量和雨时进行研究。结果表明,在时间上,1991~2010年中国小时暴雨雨量和雨时的年累计值在波动中呈明显增加趋势。在空间上,小时暴雨雨量和雨时的高值区主要集中在中国黑龙江漠河—云南腾冲一线的东部地区,该界线以西则是低值地区,其中小时暴雨变化最为显著地区主要集中在中国东南沿海地区和西北内陆地区。中国白昼和夜晚的小时暴雨雨量和雨时在空间分布上也有类似的规律。在日变化的时间尺度上,小时暴雨雨量和雨时呈现出双峰现象,最高值均出现在17:00(北京时间,下同),而最低值出现在12:00。同时选择表征城镇化发展水平的夜晚灯光指数、黑炭气溶胶、低能见度日数和细颗粒物(PM2.5)浓度4个因子,分别与小时暴雨雨量和雨时做空间相关分析。在全国平均水平上,4个空间相关系数均在波动中呈明显增加趋势;而在中国气候变化区划一级分区上,空间相关系数均呈增加趋势,且增加趋势最为明显的是II分区和III分区。

关键词：小时暴雨年际和年代际变化日变化时空格局中国

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基于中国气候变化区划的1951-2010年暴雨统计分析

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水土保持研究 2017年第5期24卷 189-196,203页

作者：孔锋吕丽莉方建方佳毅王一飞刘凡应卓容中国气象局气象干部培训学院北京100081 中国气象局发展研究中心北京100081 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 武汉大学资源与环境科学学院武汉430079 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 民政部/教育部减灾与应急管理研究院北京100875

采用659个气象观测站日值降水数据计算了中国年际和年代际暴雨雨量和暴雨雨日,然后基于中国气候变化区划(1961—2010年)对中国暴雨进行了分区统计。结果表明:在中国气候变化区划降水呈增加和减少的区域,绝大多数的暴雨呈现相应的年际和... 详细信息

采用659个气象观测站日值降水数据计算了中国年际和年代际暴雨雨量和暴雨雨日,然后基于中国气候变化区划(1961—2010年)对中国暴雨进行了分区统计。结果表明:在中国气候变化区划降水呈增加和减少的区域,绝大多数的暴雨呈现相应的年际和年代际的增加和减少趋势。但也有在降水趋势减少的I1东北—华北暖干趋势带的小兴安岭—长白山—三江平原气温波动增强、降水量波动减弱区和Ⅲ3西南—华南干暖趋势带的云贵高原—南岭西部山地丘陵降水量波动增强、气温波动增强区两个二级气候变化分区,暴雨呈现增加趋势;反之在降水趋势增加的Ⅳ1藏东南—西南湿暖趋势带的藏东南山地—高原降水量波动增强、气温波动增强区,暴雨呈现减少趋势。进一步对暴雨分为短历时的对流型暴雨和长历时的过程型暴雨也有类似的结论。说明现有的一级和二级气候变化区划在一定程度上可以反映暴雨的变化,但仍需要深入采用以极端降水为指标的三级区划对暴雨变化进行研究。

关键词：气候变化区划年际和年代际暴雨时空变化中国

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1961―2015年中国不同强度降雨的变化趋势和波动特征

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热带地理 2017年第4期37卷 473-483页

作者：孔锋方建吕丽莉王铸孟永昌杨旭中国气象局气象干部培训学院北京100081 中国气象局发展研究中心北京100081 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 民政部/教育部减灾与应急管理研究院北京100875 武汉大学资源与环境科学学院武汉430079

采用1961―2015年中国535个降水站点数据,根据中国气象局颁布的降水强度等级划分标准,利用变化趋势和变异系数的方法,从降雨雨量和雨日特征2个方面对比研究了中国不同强度降水的空间格局。结果表明:1)1961―2015年中国不同强度降雨雨量... 详细信息

采用1961―2015年中国535个降水站点数据,根据中国气象局颁布的降水强度等级划分标准,利用变化趋势和变异系数的方法,从降雨雨量和雨日特征2个方面对比研究了中国不同强度降水的空间格局。结果表明:1)1961―2015年中国不同强度降雨雨量和雨日变化趋势表现出不同的空间分异格局。其中小雨和中雨在东北、新疆北部、甘肃、青海和西藏地区以增加趋势为主,在西南和华南地区则以减少趋势为主。大雨在长江中下游以南地区以增加趋势为主,而西南地区以减少趋势为主。暴雨、大暴雨和总暴雨在东部和南部广大区域呈增加趋势,华北地区以减少趋势为主。特大暴雨仅在四川部分地区和东南沿海地区有增加趋势。2)1961―2015年中国不同强度降雨雨量和雨日呈现出不同程度的波动特征。小雨、中雨、大雨、暴雨、大暴雨和总降雨均在西北波动最大。特大暴雨波动最大的区域则主要分布在环渤海及其以南的广大地区。综上所述,中国的降雨在朝着极端化方向发展,提出适应、设防和减轻降水不利影响的应对方案势在必行。

关键词：降雨分级波动特征空间格局中国

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不同时间角度下的中国霾日数时空变化格局研究(1961年～2015年)

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华中师范大学学报（自然科学版） 2017年第3期51卷 370-377,388页

作者：孔锋吕丽莉方建张黎黎王卓妮中国气象局发展研究中心北京100081 中国气象局气象干部培训学院北京100081 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 民政部/教育部减灾与应急管理研究院北京100875 武汉大学资源与环境科学学院武汉430079

采用2 474个站点数据,从年际、月际和周际变化角度,利用线性趋势和反距离权重插值等多种方法,计算了1961年~2015年中国霾日数时空变化特征.结果表明:在年际尺度上,1961年~2015年中国年均霾日数在波动中呈"先上升(1961年~1980年)-... 详细信息

采用2 474个站点数据,从年际、月际和周际变化角度,利用线性趋势和反距离权重插值等多种方法,计算了1961年~2015年中国霾日数时空变化特征.结果表明:在年际尺度上,1961年~2015年中国年均霾日数在波动中呈"先上升(1961年~1980年)-后平稳(1981年~2000年)-再迅速上升(2001年~2015)"的三段式变化特征.在月际尺度上,1~12月份的年均霾日数呈现出"U"型分布,且所有月份的平均霾日数均呈现增加趋势.在周际尺度上,中国年均霾日数从周一到周日呈现出先减少后增加再减少的特征,但变化幅度不大.1961年~2015年中国周一到周日的平均霾日数均呈一致性增加趋势.在空间分布上,1961年~2015年中国年均霾日数变化趋势呈"东南增加显著-西北增加不显著"的空间分异格局.中国华北、华中、华东和华南地区的年代际年均霾日数随年代推移逐渐从负距平演变为正距平.不同月份的年均霾日数呈现出"东南高-西北低"的空间格局.1月和12月份年均霾日数达到2.7d/a以上的地区分布较广,其它月份分布范围则相对较小.1961年~2015年周一到周日的年均霾日数超过4.5d/a的地区主要分布在京津冀、长三角、珠三角、山西和陕西地区.通过对比可以发现不同星期的年均霾日数在空间分布上变化不大.

关键词：霾天气多时间尺度月际变化周变化时空格局城市化中国

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2004年以来中国渤海海冰灾害时空特征分析

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自然灾害学报 2016年第5期25卷 81-87页

作者：武浩夏芸许映军陶军顾卫李倩地表过程与资源生态国家重点实验室(北京师范大学) 北京100875 北京师范大学民政部/教育部减灾与应急管理研究院北京100875

海冰灾害一直是冬季困扰中国渤海和黄海的最主要的海洋灾害之一。近10 a来,随着社会经济的不断发展,渤海的海冰灾害呈现出新的特点。运用近10 a的冰情、气象以及社会经济统计等数据,对2004年以来渤海海水灾害特征进行了分析。结果显示:... 详细信息

海冰灾害一直是冬季困扰中国渤海和黄海的最主要的海洋灾害之一。近10 a来,随着社会经济的不断发展,渤海的海冰灾害呈现出新的特点。运用近10 a的冰情、气象以及社会经济统计等数据,对2004年以来渤海海水灾害特征进行了分析。结果显示:莱州湾地区气温、寒潮、结冰期等引起的海冰面积与冰厚增大是致灾因子危害性增大的主要原因,其单位经济密度的不断增大以及渔业产业结构的单一化是承载体暴露性增大的主要特征。因此,近10 a来莱州湾地区成为环渤海地区海冰灾害的重灾区。未来应当重点加强莱州湾地区海冰灾害的防御性措施,改善海洋经济的产业结构,培育引进抗低温养殖品种,从而降低海冰灾害的损失。

关键词：海冰致灾因子时空特征承载体莱州湾

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中等排放情景下中国未来不同强度降雨变化及其对总降雨贡献的预估(2006—2100年)

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水利水电技术 2017年第12期48卷 14-21,40页

作者：孔锋王一飞方建吕丽莉中国气象局气象干部培训学院北京100081 中国气象局发展研究中心北京100081 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 民政部/教育部减灾与应急管理研究院北京100875 武汉大学资源与环境科学学院湖北武汉430079

为探究中国整体和不同区域的不同强度降雨雨量及其对总降雨雨量贡献率的变化趋势,采用RCP6.0中等排放情景下2006—2100年WRF 30 km×30 km日值降水数据,根据中国气象局颁布的降水强度等级划分标准进行研究。结果表明:(1)在降雨雨量... 详细信息

为探究中国整体和不同区域的不同强度降雨雨量及其对总降雨雨量贡献率的变化趋势,采用RCP6.0中等排放情景下2006—2100年WRF 30 km×30 km日值降水数据,根据中国气象局颁布的降水强度等级划分标准进行研究。结果表明:(1)在降雨雨量上,中等排放情景下2006—2100年中国小雨减少,强降雨增加。在降雨雨量贡献率上,小雨和中雨对总降雨的贡献率呈减少趋势,其他五种强降雨对总降雨的贡献率在增加,说明强降雨增加,降雨朝着极端化方向发展。暴雨对总暴雨的贡献率呈增加趋势,而大暴雨和特大暴雨对总暴雨的贡献率呈减少趋势,总暴雨对总降雨贡献率的增加是由于暴雨的增加起了关键作用。(2)在不同分区上,北方、东北和西藏地区不同强度降雨均呈增加趋势;东南和西南地区除小雨外均呈增加趋势;西北东部地区仅小雨、大暴雨和特大暴雨呈增加趋势;西北西部地区仅小雨、中雨和总降雨呈增加趋势。在降雨雨量贡献率上,北方和西藏地区除小雨外均呈增加趋势;东北、东南和西南地区除小雨和中雨外均呈增加趋势;西北东部地区仅小雨呈增加趋势;西北西部地区仅小雨和中雨呈增加趋势。(3)在不同强度暴雨对总暴雨贡献率上,七大分区中的特大暴雨对总暴雨的贡献率除西北西部变化趋势不显著外,其他分区均呈不同程度的增加趋势。所得成果为类似研究提供参考。

关键词： RCP6.0 WRF模式动力降尺度降雨预估降雨等级降雨贡献率区域差异全球气候变化

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低温对中国居民健康影响的空间差异性分析

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地球信息科学学报 2017年第3期19卷 336-345页

作者：王琛智张朝周脉耕殷鹏陶福禄金月雄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 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 中国疾病预防控制中心慢性非传染性疾病预防控制中心北京100050 中国科学院地理科学与资源研究所北京100101 中国人民财产保险股份有限公司湖州分公司湖州313000

全球变暖导致气象灾害频发,尤其是极端天气事件。极端温度对公共健康的影响已成为当今研究的热点问题之一。相比于发达国家,中国在该领域研究起步较晚。虽然已有出色的成果,但在以下3个方面还略显不足:(1)大多数研究基于一个城市或几个... 详细信息

全球变暖导致气象灾害频发,尤其是极端天气事件。极端温度对公共健康的影响已成为当今研究的热点问题之一。相比于发达国家,中国在该领域研究起步较晚。虽然已有出色的成果,但在以下3个方面还略显不足:(1)大多数研究基于一个城市或几个城市,缺乏基于大量数据的区域尺度的研究;(2)已有研究往往按地理因素或行政单位来划分区域,而忽视区域内部温度的异质性;(3)相比高温热浪,鲜少有研究关注低温冷害的影响。针对上述问题,本文收集了中国疾病预防控制中心2007-2012年全国127个站点的数据,利用分布式滞后非线性模型,探究了中国5个温度带温度与居民非意外死亡之间的暴露-反应曲线。在此基础上,定义当地温度分布1%处的温度为极端低温,根据温度-死亡风险曲线,计算了冷害造成的死亡风险。结果表明,不同温度带的温度-死亡关系曲线呈现U型或J型。极端低温对北亚热带影响最小,其相对风险为1.27(95%CI:0.94-1.72);对中亚热带影响最大,其相对风险为1.93(95%CI:1.08-3.60)。随着温度带温度的升高,低温冷效应的影响呈现"M"型,这一特征与不同温度带经济发展有关。因此,不同地区的政府除了应着力提高地区经济发展外,还应根据地区特征,采取更积极有效的措施来应对低温冷害可能给当地公共健康造成的威胁。

关键词：温度与公共健康低温 DLNM模型气候变化空间分异

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基于PLAXIS软件对燃气管道回填施工方案的安全性评估

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安全与环境工程 2017年第6期24卷 162-167页

作者：刘凯汪明杨桂玲于海臣民政部教育部减灾与应急管理研究院北京100875 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 北京国道通公路设计研究院股份有限公司北京100053

为研究燃气管道回填施工过程中管道的受力情况,利用岩土有限元分析软件PLAXIS 3D,构建了地基-管道-回填材料-施工荷载的动力响应数值模型,设计了多种工况情景以及对应的施工机械动力荷载的数学表达形式,并对燃气管道回填施工各结构层压... 详细信息

为研究燃气管道回填施工过程中管道的受力情况,利用岩土有限元分析软件PLAXIS 3D,构建了地基-管道-回填材料-施工荷载的动力响应数值模型,设计了多种工况情景以及对应的施工机械动力荷载的数学表达形式,并对燃气管道回填施工各结构层压实过程中多种不利工况下管道的动力响应进行了数值模拟计算与分析,提出了管道安全性的评价准则并对管道的安全性进行了评估。结果表明:按照该回填施工方案,施工过程中管道的应力范围在35 MPa以内,管道压应变竖向位移小于5mm,管道处于安全范围。通过分析不同地基土体参数以及管道参数下管道的动力响应,得到了各影响因素对管道应力和位移的影响规律,可为深入了解管道在不同荷载作用下的动力响应及回填施工方案设计提供依据。

关键词：燃气管道回填施工安全性评估机械分层夯实数值模拟

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多因素影响下埋地管道安全性能的数值模拟

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安全与环境工程 2017年第3期24卷 155-159页

作者：杨桂玲刘凯汪明郑建春民政部/教育部减灾与应急管理研究院北京100875 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 北京师范大学地表过程与资源生态国家重点实验室北京100875 北京城市系统工程研究中心北京100089

地下管线系统是城市生命线的重要组成。城市化进程的加快带来的交通荷载增加、地下水位下降、地陷、地下空洞等问题,愈来愈成为影响地下埋地管道安全的重要因素。运用PLAXIS3D岩土有限元分析软件,构建了路基-管道-荷载三维有限元分析模... 详细信息

地下管线系统是城市生命线的重要组成。城市化进程的加快带来的交通荷载增加、地下水位下降、地陷、地下空洞等问题,愈来愈成为影响地下埋地管道安全的重要因素。运用PLAXIS3D岩土有限元分析软件,构建了路基-管道-荷载三维有限元分析模型,分析了车辆超载、地下水位下降、地下空洞等多因素影响下埋地管道的有效应力和竖向位移的动态响应规律。结果表明:车辆超载和地下空洞对埋地管道的安全性能影响较大,主要体现在管道拉压往复应力和残余变形的增加。指出多种不利因素共同作用形成的组合叠加、耦合互馈的长期综合效应,是地下管道安全设计和运行保障中特别需要关注和深入研究的。

关键词：埋地管道安全性能有限元分析有效应力竖向位移地下空洞

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