气象科技管理信息系统

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行业专项成果综述-关键气候变量及灾害性天气气候事件指标体系研究与应用

发布者:张岳   来源:   发布时间:2021/7/2 15:33:28   标签:   浏览次数:2195

项目编号GYHY20140617

研究周期2014年1月-2016年12月

国拨经费206万元

项目负责人】王国复

项目骨干成员】周学东 穆海振 郭艳君 任玉玉 张颖娴

项目承担单位国家气候中心

项目协作单位】国家气象信息中心,江苏省气候中心,上海市气候中心

主要研究成果

11961-2013年我国县级行政区气温数据集

本项目收集、整理了最新的中国区县级行政区DEM数据,建立台站与区县级行政区的映射关系。开展了中国国家级台站气温数据的均一化处理,建立中国地面高密度台站高质量的气温初始场资料。通过薄盘样条函数方法台站与区县级行政区的映射关系,并拟合全国各县级行政区基本气象要素数据(包括平均、最高、最低气温等),建立1961-2013年我国县级行政区气温产品(图1)。由于本资料集中的数据产品包括的地理空间点数比国家站多,中国县域2000-2016年多年平均气温空间分布图,相应展示了更多的温度信息。

2)经质控后的中国历史灾情数据集;

收集了的中国历史灾情资料,建立了针对不同灾种的质控方法,经质控后的灾情数据消除了原始灾情资料中不完整性、逻辑错误、内部不一致、不符合气候学规律等问题,经过质控后的灾情资料已纳入到气象灾害风险评估系统,更有利于准确呈现区县级真实的灾情记录,为研究气象灾害风险评估提供了有力的资料基础(图2)。

3)中国主要气象灾害客观化监测识别指标及关键致灾因子;

在对历史灾情数据和观测数据进行统计分析基础上建立了中国主要灾害的历史事件库(图3)以及主要气象灾害致灾危险性评估的技术方案,提取了中国区域主要灾害(大风、低温灾害、干旱、暴雨、高温、台风)致灾的关键气候变量以及致灾危险性等级。按照气象气候灾害发生的时间和持续时间进行分类,分析其各项气象气候灾害发生的致灾因子和内在联系,利用统计分析方法获得了针对不同类风灾和低温灾害的关键致灾因子的重要性,提出了非单要素,而是多要素致灾的理论。

4)江苏省里下河地区暴雨洪涝致灾因子与阈值;

通过综合12244872小时最大降水量重现率,可以形成描述不同时间尺度暴雨过程影响强度的关键气候变量,在里下河地区的暴雨洪涝灾害应用后发现,该指标能够相关客观体现出该地区的地理区域差异。在此基础上形成的里下河地区的暴雨预警、成灾阈值与各方面对该地区的气象预警服务指标有较好的一致性,倾向于大暴雨级别的暴雨过程是导致洪涝的主要原因。通过验证历史重现率高值与记载暴雨洪涝灾情的对照,可以认识到不同时期灾情记录的不完整性,以及防灾减灾管理与能力建设带来的灾情减少情况。研究结果还表明强降水事件发生强度较以往有明显的提高,这对该地区防御暴雨洪涝的能力建设提出了新的要求。

5)上海地区暴雨内涝和风灾定量指标和致灾阈值。

利用上海气象资料及110报警数,建立了上海短时强降水评估模型,大风灾害评估模型,在此基础上研究获得上海短时强降水和大风灾害的风险等级阈值。结果表明上海风灾发生地点集中地区为中心城区和郊区的中心城镇,中心城区的风灾记录最多,其次为浦东新区和闵行区。风灾报警信息的发生地点多发生在城市居民生产和生活聚集区,这些区域出现强风过程是导致风灾出现的直接原因,另一方面也和城乡居民聚集地受风灾影响的承灾体较多,受损后对市民生活造成影响较大,从而导致报警数较多密切相关。

6)成果集成

中国主要气象灾害客观化监测识别指标及关键致灾因子的相关研究成果已经在防灾减灾重要的业务平台-气象灾害风险管理系统(天鉴)中得到集成应用,由此分析制作的台风、暴雨、干旱、高温等灾害影响评估产品与预评估产品,以及气候影响评估与区划产品在决策服务、专业服务等工作中发挥了积极作用,促进了气象灾害风险管理业务的发展,为国家防灾减灾提供支撑。 

成果应用情况

1)经质控后的中国历史灾情数据集已经整合到国家气候中心气象灾害风险管理系统中,该系统能够图形显示不同时间段全国气象灾害县级分布。

2)本项目将研究中的江苏地区与灾害相关关键气候变量的致灾阈值及量化指标应用于江苏省中小河流暴雨洪涝风险预警业务,以项目中的阈值为参考,结合江苏地区中小河流的起始水位、预警水位计洪水涨幅等数据构建了江苏地区的中小河流不同预警等级的致灾雨量数据。

  (3)项目研究成果在上海市气候中心、江苏省气候中心及国家气候中心的气象服务保障中发挥了积极作用。其中暴雨灾害变化规律等成果在上海市青浦区政府汛期气候预测趋势展望汇报材料中得到了应用,关键气候变量等研究成果已集成到青浦区气象局业务平台,灾情数据集为气象灾害风险管理提供了重要参考依据。江苏省气候中心研发的一套中小河流暴雨洪涝致灾临界阈值应用到了江苏省气象台中小河流暴雨洪涝风险预警业务工作中,在2018-2020年汛期为江苏省重大降水过程的天气会商提供了精细化灾害风险预警产品,研究成果得到了很好的应用。


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