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1961—2015年中国暴雨变化诊断及其与多种气候因子的关联性研究

热带气象学报 2018年第1期34卷 34-47页

作者：孔锋方建吕丽莉中亚大气科学研究中心新疆乌鲁木齐830002 中国气象局气象干部培训学院北京100081 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 武汉大学资源与环境科学学院湖北武汉430079

气候变化背景下,频发的暴雨事件造成城市内涝、人员伤亡和财产损失,已经成为全社会广泛关注的焦点问题之一。为了诊断中国暴雨的时空变化及其与不同自然因子的关联性,采用1961—2015年中国659个降水站点数据,采用线性趋势、EOF分析等多... 详细信息

气候变化背景下,频发的暴雨事件造成城市内涝、人员伤亡和财产损失,已经成为全社会广泛关注的焦点问题之一。为了诊断中国暴雨的时空变化及其与不同自然因子的关联性,采用1961—2015年中国659个降水站点数据,采用线性趋势、EOF分析等多种统计方法诊断了中国暴雨时空变化特征,结果表明,中国暴雨雨量、雨日和雨强在1961—2015年以胡焕庸线为界呈现出东南高-西北低的气候态空间分布格局;线性趋势分析表明1961—2015年中国暴雨雨量和雨日从东南沿海向西北内陆呈明显"增-减-增"的空间分布格局,且呈增长趋势的站点占主导,分别高达80.88%和79.81%;从西北内陆到东南沿海的年代剖面分析表明中国暴雨雨量和雨日随着年代推移在迅速增长;对低通滤波后的中国暴雨进行EOF分析表明中国暴雨雨量和雨日的增长东南沿海快,内陆地区慢。根据IPCC等已有研究中筛选出对中国地区有影响的28个气候因子,并将其与659个站点的暴雨进行相关分析,结果表明不同气候因子与不同区域暴雨呈现出错综复杂的相关性特征,其中与暴雨雨量呈现以正相关和负相关为主的气候因子分别为15和13个,全局相关因子包含AAO(Antarctic Oscillation)、Pacific Warmpool,而其它气候因子在七大分区中与暴雨的关联性各有突出,表现出明显的空间异质性。

关键词：气候变化暴雨诊断时空格局 EOF分析气候指数相关性

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全球陆地暴雨时空格局变化的自然和人文影响因素研究(1981—2010年)

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北京师范大学学报（自然科学版） 2018年第2期54卷 208-216页

作者：孔锋史培军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 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 武汉大学资源与环境科学学院湖北武汉430079

采用多种统计方法厘清了自然和人文因素对1981—2010年全球陆地暴雨变化的贡献大小.在时间上,首先从33个自然因子和11个人文因子中通过逐步回归筛选出对全球陆地年际暴雨雨量和雨日有影响的ENSO、AO 2个自然因子和AOD、CO22个人文因子.... 详细信息

采用多种统计方法厘清了自然和人文因素对1981—2010年全球陆地暴雨变化的贡献大小.在时间上,首先从33个自然因子和11个人文因子中通过逐步回归筛选出对全球陆地年际暴雨雨量和雨日有影响的ENSO、AO 2个自然因子和AOD、CO22个人文因子.其次采用平稳性检验、协整性检验和Granger因果检验,结果表明筛选的4个因子能够有效解释1981—2010年全球陆地年际暴雨雨量和雨日的动态变化.最后基于多元线性回归的方差解释率发现自然和人文因子对全球陆地年际暴雨雨量和雨日的总方差解释率达52.2%和51.3%;自然因子对全球陆地年际暴雨雨量和雨日的方差解释率为32.2%和31.4%,占总方差解释率的61.7%和61.2%;人文因子则仅占总方差解释率的38.3%和38.8%.水汽因素的诊断表明,全球水汽因子不是影响全球陆地暴雨动态变化的主导因素.在空间相关上,自然因子与全球陆地暴雨的空间相关性高于人文因子.

关键词：暴雨人类活动自然因子方差解释率归因分析全球尺度

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近百年来全球、大洲和区域尺度降雨时空变化诊断(1900-2010)

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灾害学 2018年第1期33卷 81-88,95页

作者：孔锋王一飞吕丽莉方佳毅史培军中亚大气科学研究中心新疆乌鲁木齐830002 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

采用1900-2010年0.5°×0.5°的降雨数据诊断全球、七大洲和IPCC26个陆地分区的降雨气候态分布特征、变化趋势和波动特征。结果表明:(1)在气候态降雨量上,全球年均降雨量主要分布在30°S^30°N,特别是20°S^20&... 详细信息

采用1900-2010年0.5°×0.5°的降雨数据诊断全球、七大洲和IPCC26个陆地分区的降雨气候态分布特征、变化趋势和波动特征。结果表明:(1)在气候态降雨量上,全球年均降雨量主要分布在30°S^30°N,特别是20°S^20°N,仅非洲和南美洲年均雨量高于全球。年均降雨量SEA(东南亚分区)最高,SAH(撒哈拉分区)最少,不同季节伴有不同变化。(2)在变化趋势上,1900-2010年全球降雨量变化趋势呈现出不同的时空分布特征,且以减少趋势为主。在大洲上,亚洲、非洲和南极洲呈减少趋势,且6-8月减少最多,9-11月减少最少。在IPCC 26个陆地分区上,12个分区呈增加趋势,14个分区呈减少趋势。(3)在波动特征上,1900-2010年全球陆地降雨量波动特征较高的地区主要分布在撒哈拉、以青藏高原为核心的周边地区、南美洲西部山脉地区和南极洲内陆地区,不同季度的降雨量均大于年均降雨量波动特征,且大洋洲和南极洲四个季度波动特征大于其它五个大洲。在IPCC 26个陆地分区上,仅8个分区年均降雨量波动特征波动特征超过了0.10。

关键词：气候变化区域降雨时空格局变化趋势波动特征 IPCC陆地分区全球

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湖北省暴雨经济暴露时空变化及贡献率研究

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自然灾害学报 2018年第3期27卷 110-118页

作者：何研方建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 北京师范大学地理科学学部北京100875 武汉大学资源与环境科学学院湖北武汉430079 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

采用1971—2015年湖北省78个气象站点的日降水数据,分别计算1971—1980、1981—1990、1991—2000、2001—2010、2011—2015年的平均暴雨雨强,结合1980、1990、2000、2010、2015年湖北省县级国内生产总值(GDP)数据和"暴雨雨强-经济... 详细信息

采用1971—2015年湖北省78个气象站点的日降水数据,分别计算1971—1980、1981—1990、1991—2000、2001—2010、2011—2015年的平均暴雨雨强,结合1980、1990、2000、2010、2015年湖北省县级国内生产总值(GDP)数据和"暴雨雨强-经济损失率"模型,研究湖北省暴雨经济暴露的时空变化,并量化暴雨影响、经济影响、暴雨经济联合影响对暴雨经济暴露变化的贡献率。结果表明:(1)时间上,湖北省暴雨经济暴露在1980年后迅速增长,2015年达到330亿元,增长超过23倍,总体强度呈加重趋势。(2)空间上,暴雨经济暴露格局与暴雨分布、经济发展密切相关,整体东部高于西部,形成以武汉城市圈为首的沿长江暴雨经济高暴露带。(3)影响因子贡献率上,经济发展对暴雨经济暴露变化起主导作用且影响力逐渐增强,暴雨影响、暴雨经济联合影响对暴雨经济暴露变化起次要作用且影响力逐渐减弱。

关键词：暴雨暴露经济贡献率湖北

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气候工程对中国极端降雨强度的影响(2010-2099)

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灾害学 2018年第2期33卷 106-113页

作者：孔锋孙劭史纬恒吕丽莉辛源方建中国气象局气象干部培训学院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中国气象局国家气候中心 71901部队59分队武汉大学资源与环境科学学院

针对气候工程方法中争论最多的太阳辐射管理(Solar Radiation Management),基于BNU-ESM模式的气候工程(G4实验)和非气候工程(RCP4.5)两种情景,以2010-2099年日值降雨量数据的95%和99%分位数值作为强降雨和极端降雨事件的阈值。对超阈值... 详细信息

针对气候工程方法中争论最多的太阳辐射管理(Solar Radiation Management),基于BNU-ESM模式的气候工程(G4实验)和非气候工程(RCP4.5)两种情景,以2010-2099年日值降雨量数据的95%和99%分位数值作为强降雨和极端降雨事件的阈值。对超阈值取样(POT)的数据采用韦伯分布(Weibull)进行拟合,诊断10、20、50和100年一遇的强降雨和极端强降雨。结果表明:在两种情景下,强降雨和极端强降雨的强度随年遇型的增加而增强,并表现出东南高-西北低空间分异特征。气候工程整体上有助于中国地区强降雨和极端强降雨的增多,同时具有空间异质性,即表现出抑制部分地区的强降雨和极端强降雨的发生。

关键词：气候工程极端降雨重现期气候变化区域差异中国

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1960--2014年皖江地区极端降水事件时空特征研究

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北京师范大学学报（自然科学版） 2018年第6期54卷 772-780,F0002,F0003页

作者：孙忠保程先富张强宋长青宋伟东黄晓梅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 北京师范大学地理科学学部减灾与应急管理研究院北京100875

基于1960—2014年44个气象站点逐日降水资料,选取14个极端降水指数,采用POT抽样、Mann-Kendall检验、主成分分析及相关性分析等方法,分析了皖江地区极端降水事件时空演变特征.研究表明:1)皖江地区极端降水空间分布总体从北向南呈递增趋... 详细信息

基于1960—2014年44个气象站点逐日降水资料,选取14个极端降水指数,采用POT抽样、Mann-Kendall检验、主成分分析及相关性分析等方法,分析了皖江地区极端降水事件时空演变特征.研究表明:1)皖江地区极端降水空间分布总体从北向南呈递增趋势,极端降水指数南部相对较高,北部较低,极端降水指数较高地区主要沿长江呈带状分布;极端降水指数在时间上呈"下降—上升—下降—微弱上升"规律变化,但总体呈不显著上升趋势;2)大部分极端降水指数在1970年前后首次出现突变.各站点6月份极端降水指数趋势在31.5°N以北增加趋势明显高于南方,显著上升站点多分布在中部及北部地区;7月份长江两侧及江南地区极端降水指数较高,显著上升站点多分布在东南部及西南部;8月份以31.5°N为轴心,极端降水指数向南北方向递减,显著上升站点多分布中西部;3)绝对指数(R10、R20、R25)、持续性指数(PRCPTOT、CWD)和相对指数(PF95)对气候因子的响应最为明显,其对混合ENSO指数(MEI)和Nino3.4区海表温度距平指数(Nino3.4SST)的响应分别通过了95%的显著性检验.气候因子对极端降水指数影响具有同步性,主要在3月和11月相关性显著,多呈显著正相关关系.

关键词：皖江地区极端降水 MMK检验时空特征

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近40年京津冀大风日频次的变化及其环流背景分析

近40年京津冀大风日频次的变化及其环流背景分析

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第35届中国气象学会年会

作者：石晓雪龚道溢北京师范大学地理科学学部民政部教育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

利用1979-2015年冬半年（11月至次年3月）地面台站的日平均风速和ERA-Interim再分析资料,分析了京津冀核心区冬半年大风频次的变化特征及其环流背景。在研究区选取了缺测资料较少的5个地面站点（北京、霸州、天津、唐山和保定）。定义...

利用1979-2015年冬半年（11月至次年3月）地面台站的日平均风速和ERA-Interim再分析资料,分析了京津冀核心区冬半年大风频次的变化特征及其环流背景。在研究区选取了缺测资料较少的5个地面站点（北京、霸州、天津、唐山和保定）。定义风速为90%百分位的日平均风速（3.4m/s）为大风,5个站点中不低于3个站点达到大风标准定义为一个区域的大风日。整个资料时段共计560个大风日,统计表明大风日以偏北风为主,其中NNW比例最大（约25%）。近37年的大风日频次呈显著下降趋势,以-1.0d/10yr的速率减少,达到了0.001的显著水平。除长期趋势外,大风日频次还有明显的年际和年代际波动,功率谱分析表明年际波动以3-4年左右准周期为主,年代际波动以14-15年左右的准周期为主。对应的大气环流分析表明,当大风频次偏多时,东亚急流中心北侧有异常下沉气流和北风环流。同时,北半球对流层中层大气环流的异常表现出大尺度的变化,500h Pa位势高度场在欧亚大陆自西向东表现出低、高、低的异常,其中乌拉尔山地区的异常不管是强度还是范围,都是最突出的;而北大西洋地区则呈现南北向的高、低异常,与西大西洋遥相关型非常相似,计算京津冀核心区的大风日频次与西大西洋遥相关型的同期相关,二者呈显著的负相关（相关系数-0.32, p＜0.1）。

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近40年京津冀大风日频次的变化及其环流背景分析

近40年京津冀大风日频次的变化及其环流背景分析

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第五届区域气候变化监测与检测学术研讨会

作者：石晓雪龚道溢北京师范大学地理科学学部民政部教育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市100875

利用1979-2017年冬半年(11月至次年3月)地面台站的日平均风速和ERA-Interim再分析资料,分析了京津冀核心区冬半年大风频次的变化特征及其环流背景.在研究区选取了缺测资料较少的5个地面站点(北京、霸州、天津、唐山和保定).定义风速为9...

利用1979-2017年冬半年(11月至次年3月)地面台站的日平均风速和ERA-Interim再分析资料,分析了京津冀核心区冬半年大风频次的变化特征及其环流背景.在研究区选取了缺测资料较少的5个地面站点(北京、霸州、天津、唐山和保定).定义风速为90％百分位的日平均风速(3.4m/s)为大风,5个站点中不低于3个站点达到大风标准定义为一个区域的大风日.整个资料时段共计588个大风日,统计表明大风日以偏北风为主,其中NNW比例最大(约25％).近39年的大风日频次呈显著下降趋势,以-0.9d/10yr的速率减少,达到了 0.001的显著水平.除长期趋势外,大风日频次还有明显的年际和年代际波动,功率谱分析表明年际波动以3-4年左右准周期为主,年代际波动以14-15年左右的准周期为主.对应的大气环流分析表明,当大风频次偏多时,东亚急流中心北侧有异常下沉气流和北风环流.同时,北半球对流层中层大气环流的异常表现出大尺度的变化,500hPa位势高度场在欧亚大陆自西向东表现出低、高、低的异常,其中乌拉尔山地区的异常不管是强度还是范围,都是最突出的;而北大西洋地区则呈现南北向的高、低异常,与西大西洋遥相关型非常相似,计算京津冀核心区的大风日频次与西大西洋遥相关型的同期相关,二者呈显著的正相关(相关系数0.31,p＜0.1).

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自然灾害概率风险的系统误差及校正研究

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系统工程理论与实践 2017年第2期37卷 523-534页

作者：郭君赵思健黄崇福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 中国农业科学院农业信息研究所北京100081

传统的概率风险通过基于历史灾害事件记录分别求解风险源强度的概率分布曲线和风险承受体的脆弱性曲线而得到,表示的是研究区域如果发生一次灾害事件的期望损失值,缺乏表征风险的"空间、时间、水平值"三要素中的时间要素指标... 详细信息

传统的概率风险通过基于历史灾害事件记录分别求解风险源强度的概率分布曲线和风险承受体的脆弱性曲线而得到,表示的是研究区域如果发生一次灾害事件的期望损失值,缺乏表征风险的"空间、时间、水平值"三要素中的时间要素指标,因而会存在系统误差.因此,本文通过对传统的概率风险模型添加时间要素,给出了系统误差校正后的概率风险评估模型.之后,以浙江省和广东省的台风概率风险比较研究为例,通过确定具体的指标和采用信息扩散技术估计相应的函数,将校正后的概率风险评估模型具体化为台风概率风险的应用模型,评估了两省的台风概率风险.结果表明,系统误差校正前后,两省的台风概率风险比较截然不同,校正后的概率风险结果更符合客观实际.

关键词：自然灾害概率风险系统误差时间要素台风年平均发生率信息扩散技术

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从重建资金与效率角度定量评估灾后经济恢复力的变化——以武汉市“2016.07.06”暴雨洪涝灾害为例

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灾害学 2018年第4期33卷 211-216页

作者：张正涛李宁冯介玲陈曦刘丽白扣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 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 北京师范大学地理科学学部减灾与应急管理研究院北京100875

自然灾害经济恢复力研究已成为优化灾害综合风险管理与提高防灾减灾能力的重要途径,经济恢复力如何衡量以及灾后重建资金对经济恢复力的影响如何值得研究,而基于经济学机理的间接经济损失评估模型,为构建灾后重建资金、效率与灾后经济... 详细信息

自然灾害经济恢复力研究已成为优化灾害综合风险管理与提高防灾减灾能力的重要途径,经济恢复力如何衡量以及灾后重建资金对经济恢复力的影响如何值得研究,而基于经济学机理的间接经济损失评估模型,为构建灾后重建资金、效率与灾后经济恢复力变化间的定量关系的模拟提供了新的方法。因此,以武汉市2016年7月6日期间大暴雨洪涝灾害为例,利用自然灾害间接经济损失动态评估模型,模拟重建资金与效率变化下暴雨洪涝灾害对武汉市造成的间接经济损失以及经济恢复到灾前所需的时间,进而定量评估其对承灾体经济恢复力与灾后恢复期的影响。结果显示:(1)灾后重建资金每提高100亿,武汉市灾后经济恢复力提高近三分之一,灾后恢复期缩短12%;(2)重建效率每提高约1/3,武汉市灾后经济恢复力提高略高于五分之一,灾后恢复期缩短11%;(3)两者同时提高则使其经济恢复力平均提高达四分之三,灾后恢复期缩短五分之一。研究结果能从灾后重建的资金与效率两方面出发,强调对承灾体经济恢复力的影响,并为政府灾后重建分配方案的制定提供定量化的依据。

关键词：自然灾害灾后重建恢复力经济损失风险管理暴雨洪涝武汉

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