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1951～2010年中国年代际累积暴雨时空格局变化的相关因素研究

地理科学 2016年第10期36卷 1457-1465页

作者：史培军孔锋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 民政部/教育部减灾与应急管理研究院北京100875

采用多种统计方法,解释1951～2010年中国年代际累积暴雨不断增加的现象。结果表明：快速城镇化因素极有可能是中国大面积暴雨增加的主因。在时间序列上,城镇化因素对中国年际暴雨雨量、雨日和雨强的方差解释分别为61.54%,58.48%,65.54%... 详细信息

采用多种统计方法,解释1951～2010年中国年代际累积暴雨不断增加的现象。结果表明：快速城镇化因素极有可能是中国大面积暴雨增加的主因。在时间序列上,城镇化因素对中国年际暴雨雨量、雨日和雨强的方差解释分别为61.54%,58.48%,65.54%;自然因子方差解释分别为24.30%,26.23%,21.92%。在空间格局上,中国县级总人口密度和低能见度日数年均值的面板数据与中国年代际累积暴雨雨量、雨日和雨强显著相关,其空间相关系数随年代推移而不断增加,进一步表明快速城镇化因素可能触发了中国年代际大面积暴雨的显著增加。

关键词：暴雨时空格局城市化空间相关影响因子中国

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DEM水平分辨率越高提取的河长越准确？

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北京师范大学学报（自然科学版） 2016年第5期52卷 610-615页

作者：刘凡陈波史培军北京师范大学民政部/教育部减灾与应急管理研究院北京师范大学地表过程与资源生态国家重点实验室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

是否所使用的DEM水平分辨率越高,水文、水力学模拟的准确度和流域特征参数提取的精度越高？为探讨该问题,本文用Arc-Hydro模块提取了9种DEM水平分辨率（3~250m）下202条不同等级（Strahler Order）河流的河长,以3m激光探测与测距（LiDAR... 详细信息

是否所使用的DEM水平分辨率越高,水文、水力学模拟的准确度和流域特征参数提取的精度越高？为探讨该问题,本文用Arc-Hydro模块提取了9种DEM水平分辨率（3~250m）下202条不同等级（Strahler Order）河流的河长,以3m激光探测与测距（LiDAR）DEM数字化的河长为标准,计算了各分辨率下河长提取的平均相对误差（ARE）.结果表明：在研究区内,10~20m水平分辨率的DEM数据提取的河流长度最为精确;随着DEM水平分辨率的提高,不同等级河流提取河长的ARE均逐渐减小;当水平分辨率提高到一定级别之后若继续提高时,ARE反而会逐渐增大;即整体上提取河长的平均相对误差和DEM水平分辨率之间呈＂对勾型＂变化规律.本研究表明,并不是DEM水平分辨率越高,提取河长越精确.

关键词：数字高程模型(DEM) 水平分辨率流域特征参数河长

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江淮流域夏季热浪日数的季节预报研究

江淮流域夏季热浪日数的季节预报研究

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第35届中国气象学会年会

作者：高妙妮 Bin Wang 杨静董文杰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师范大学系统科学学院夏威夷大学气象系及国际太平洋研究中心南京信息工程大学地球系统模拟中心北京师范大学地表过程与资源生态国家重点实验室北京师范大学地理科学学部减灾与应急管理研究院中山大学大气科学学院

夏季梅雨雨季后(7-8月),江淮流域成为中国热浪高发的核心区域。该地区的热浪具有高温和高湿的特征,严重危害人类健康、社会经济和生态系统。1961-2015年,江淮流域夏季湿热浪日数存在显著的年际和年代际变率。提高该地区热浪总日数的预... 详细信息

夏季梅雨雨季后(7-8月),江淮流域成为中国热浪高发的核心区域。该地区的热浪具有高温和高湿的特征,严重危害人类健康、社会经济和生态系统。1961-2015年,江淮流域夏季湿热浪日数存在显著的年际和年代际变率。提高该地区热浪总日数的预测能力具有重要的科学意义和社会价值。研究发现,江淮流域热浪日数的变化与两个前期海温因子显著相关:太平洋纬向偶极型海温发展趋势和冬季大西洋经向三极型海温。具体的影响机制是:前者代表了早春衰减位相的中太平洋型El Ni?o(La Ni?a)向夏季发展位相的东太平洋型La Ni?a(El Ni?o)的快速转变过程,La Ni?a(El Ni?o)表现出的中太平洋冷(暖)海温,通过改变沃克环流,抑制(增强)赤道中太平洋对流,激发罗斯贝波,加强(减弱)西北太平洋副热带高压;冬季北大西洋三极型海温通过海气正反馈和海洋记忆过程维持到次年夏季,激发"环球遥相关"波列影响下游地区,波动中的东亚活动中心使江淮流域受异常高压(低压)控制。基于上述两个海温预报因子,本文建立了江淮流域湿热浪日数的超前1月物理-经验预报模型。该预报模型的35年前滚后报试验(1981-2015年)和近20年独立预报试验(1996-2015年)的预报技巧分别可达0.66和0.73。本研究揭示了江淮流域夏季热浪日数的潜在可预报性,即热浪日数总方差的55%可被预报,表明动力模式对极端高温的季节预报能力仍存在较大的可提高空间。

关键词：热浪江淮流域物理-经验预报模型

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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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中国累积暴雨与自然和人文因素的关联性分析

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现代农业科技 2017年第23期 137-142页

作者：孔锋王一飞吕丽莉闫绪娴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师范大学地表过程与资源生态国家重点实验室民政部、教育部减灾与应急管理研究院山西财经大学管理科学与工程学院

极端降水事件带来的严重灾害已经引起越来越多的关注,气候变化与极端降水之间的关系成为最热的科学前沿问题。本文对1951—2010年中国659个气象站日暴雨观测记录进行分析。结果表明,快速城镇化可能触发了中国大面积暴雨的显著增加。中... 详细信息

极端降水事件带来的严重灾害已经引起越来越多的关注,气候变化与极端降水之间的关系成为最热的科学前沿问题。本文对1951—2010年中国659个气象站日暴雨观测记录进行分析。结果表明,快速城镇化可能触发了中国大面积暴雨的显著增加。中国年代际暴雨雨量、雨日和雨强大面积显著增加,增幅分别达68.71%、60.15%、11.52%,站点数的增幅相应为84.22%、84.22%和54.48%,并呈现出"迅速增加—缓慢增加—迅速增加"的时间变化过程。快速城镇化因素对中国暴雨雨量、雨日和雨强的方差解释分别为61.54%、58.48%和65.54%,包括第二产业产值(GDP 2)、城镇人口比例(UP)、年平均霾日数(HD)在内的快速城镇化因素,极有可能是中国大面积暴雨增加的主因。中国县级总人口数和能见度日数年均值的面板数据与中国年代际暴雨雨量、雨日和雨强成显著相关关系,其空间相关系数由20世纪50年代至21世纪00年代逐渐增加,县级总人口系数分别由0.35、0.36、0.40增加到0.54、0.55、0.58,能见度日数年均值相关系数由0.36、0.38、0.48增加到0.55、0.57、0.58,进一步表明快速城镇化触发了中国年代际大面积暴雨的显著增加。

关键词：暴雨年代际变化时空格局城市化中国

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中国气象灾害对宏观经济增长的影响分析

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北京师范大学学报（自然科学版） 2016年第6期52卷 747-753页

作者：史培军应卓蓉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 北京师范大学民政部/教育部减灾与应急管理研究院北京100875

自然灾害一直伴随着人类社会的生产、生活与发展,气象灾害尤甚.据中国气象局资料统计,在各类自然灾害中,气象灾害损失大约占到70%以上.本文在对中国气象灾害时空分布及趋势分析的基础上,运用中国31个省(市)2004—2013年的气象灾害数据... 详细信息

自然灾害一直伴随着人类社会的生产、生活与发展,气象灾害尤甚.据中国气象局资料统计,在各类自然灾害中,气象灾害损失大约占到70%以上.本文在对中国气象灾害时空分布及趋势分析的基础上,运用中国31个省(市)2004—2013年的气象灾害数据及次年社会经济数据,分析了气象灾害对各省(市)次年经济增长的影响,结果表明:以直接经济损失和受灾人口为度量的气象灾害,短期内,会对各省第二年GDP增长率产生较为显著的正面影响,这种正面影响受到城市化率、开放程度、教育水平、交通状况、医疗卫生水平等社会经济因素的影响.

关键词：气象灾害国内生产总值(GDP) 增长率影响评价中国

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社会—生态脆弱性相互关系的计量推断方法

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地理科学进展 2016年第2期35卷 214-222页

作者：李宁张正涛郝晓琳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 北京师范大学民政部/教育部减灾与应急管理研究院北京100875

本文在系统分析社会生态脆弱性综合方法研究进展后指出,综合指数法可作为代表某时期在社会和生态脆弱性两方面的指标,解释总体水平下的脆弱性等级,但无法反映指标间相互影响的程度和影响方向;相关系数分析能解释两指标间的相互关系,但... 详细信息

本文在系统分析社会生态脆弱性综合方法研究进展后指出,综合指数法可作为代表某时期在社会和生态脆弱性两方面的指标,解释总体水平下的脆弱性等级,但无法反映指标间相互影响的程度和影响方向;相关系数分析能解释两指标间的相互关系,但无法解释其因果关系;由最小二乘法得到的解释指标变动系数,但由于解释指标和被解释指标选择的主观性,其相互作用的方向性仍无法判断。针对上述关系计量推断中存在的问题,本文探讨了工具变量估计参数的可行性,通过实例证实该方法能揭示社会脆弱性和生态系统脆弱性指标之间相互影响的方向。结果表明,社会脆弱性(So VI)对生态脆弱性(NPPI)的影响强度大于反方向的影响作用,从1980 s到2000 s,NPPI对So VI的作用由强减弱,其作用显著省区由5个减少至2个;而So VI对NPPI的作用由弱增强,其作用显著省区由1个增加为7个。定量且具备相互影响方向的推断方法有利于揭示社会系统和生态系统相互作用的机理。

关键词：社会脆弱性生态系统脆弱性相互影响工具变量估计

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基于夜间灯光和人口密度数据的京津冀GDP空间化对比

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地球信息科学学报 2016年第7期18卷 969-976页

作者：王旭吴吉东王海李宁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 北京师范大学民政部教育部减灾与应急管理研究院北京100875

国内生产总值(GDP)是衡量地区经济发展水平的重要指标,GDP的空间化可以为灾害风险分析等多学科交叉研究提供基础数据。空间化代用数据的选择是社会经济统计数据空间化的关键,本文以京津冀地区作为研究区,将夜间灯光、全球人口密度(Land ... 详细信息

国内生产总值(GDP)是衡量地区经济发展水平的重要指标,GDP的空间化可以为灾害风险分析等多学科交叉研究提供基础数据。空间化代用数据的选择是社会经济统计数据空间化的关键,本文以京津冀地区作为研究区,将夜间灯光、全球人口密度(Land Scan)和亚洲人口密度(Asia Pop)空间分布信息作为代用数据,将市级GDP统计数据空间展布到栅格单元,以绝对误差、相对误差和均方根误差为指标,利用县级统计数据对展布结果进行误差分析,并对比3种数据对GDP空间模拟的表达效果。结果表明:相对于夜间灯光和Land Scan数据,Asia Pop模拟得到的综合误差最小;基于夜间灯光和Land Scan的GDP空间展布误差格局比较接近,即存在经济较发达的市辖区GDP值被低估、市郊区县GDP被高估的误差"两极区"倾向,而基于Asia Pop的GDP空间展布误差格局与经济发展水平关系不密切。因此,利用单一代用数据很难合理地反映经济活动的空间分布,综合夜间灯光、人口密度、道路和建筑物等多源空间数据是提高GDP空间展布精度的发展趋势。

关键词： GDP空间化京津冀夜间灯光人口密度

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1960～2013年京津冀地区干旱-暴雨-热浪灾害时空聚类特征

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地理科学 2016年第1期36卷 149-156页

作者：李双双杨赛霓刘焱序张东海刘宪锋北京师范大学地表过程与资源生态国家重点实验室减灾与应急管理研究院北京100875 北京大学城市与环境学院地表过程分析与模拟教育部重点实验室北京100871 北京师范大学地表过程与资源生态国家重点实验室资源学院北京100875

基于京津冀及周边34个气象站点逐日气温、相对湿度和降水数据,辅以Mann-Kendall趋势分析、Sat Scan时空重排扫描等数理统计方法,对1960~2013年京津冀地区干旱-暴雨-热浪灾害时空聚类特征进行分析。结果表明：1 1960~2013年京津冀地区干... 详细信息

基于京津冀及周边34个气象站点逐日气温、相对湿度和降水数据,辅以Mann-Kendall趋势分析、Sat Scan时空重排扫描等数理统计方法,对1960~2013年京津冀地区干旱-暴雨-热浪灾害时空聚类特征进行分析。结果表明：1 1960~2013年京津冀地区干旱-暴雨-热浪变化具有阶段性,2000年之前干旱-热浪频次多为负距平,暴雨频次相对较多;2000年后干旱和热浪频次呈上升趋势,暴雨频次呈下降趋势;2综合考虑多种致灾因子,京津冀地区高致灾因子区集中于东部沿海区和西部太行山地区,低致灾因子区分布于中部平原区;3 1960~2013年京津冀地区干旱和热浪空间分布具有明显的重叠性,两者空间叠加区主要分布于5个区域：北部沿海区、北部燕山山区、西部太行山区、南部平原区。对于北京、天津、保定等中部平原区的城市而言,其为多灾种叠加的＂平静区＂,干旱-暴雨-热浪灾害时空群集事件相对较少。

关键词：自然灾害多灾种时空聚类京津冀地区

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智联网结构化信息拼图处理方法及其应用

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辽宁工程技术大学学报（自然科学版） 2016年第12期35卷 1543-1550页

作者：曾凡雷郭树军王蔚丹刘建伟孙薇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 民政部/教育部减灾与应急管理研究院北京100875 邯郸市气象局河北邯郸056001

针对利用智联网进行风险分析时经验信息难以自动化处理的问题,分析了网络信息收集的特点:数量大、零散、冗余、互补、互斥等,并借鉴生活中游戏拼图的结构化思想,提出了一种对经验数据进行结构化的拼图算法,实现了简化冗余信息、合并互... 详细信息

针对利用智联网进行风险分析时经验信息难以自动化处理的问题,分析了网络信息收集的特点:数量大、零散、冗余、互补、互斥等,并借鉴生活中游戏拼图的结构化思想,提出了一种对经验数据进行结构化的拼图算法,实现了简化冗余信息、合并互补信息、排除干扰信息等目的,为了验证其可行性,将所建议的拼图算法用于城市内涝风险评估的智联网,研究结果表明:该方法可以较好地支撑智联网的数据收集、信息处理等功能,可以提高基于网络进行风险分析的效率.

关键词：智联网结构化数据处理风险分析城市内涝

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