科技成果

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成果名称: 陕西暴雨干旱极端事件区域快速评估系统

成果登记号: 9612018Y1040

第一完成单位: 陕西省气候中心

联 系 人: 蔡新玲

成果类型: 应用技术

成果体现形式 : 新产品

技术领域: 电子信息

应用行业: 科学研究和技术服务业

成果简介:

为加强重大暴雨、干旱过程的客观、快速评估工作,陕西省气象局批准立此项目。项目成果包括三部分内容:建成陕西省暴雨、干旱过程灾情数据集;确定区域暴雨、干旱过程事件评估指标,并建立事件评估模型,开发暴雨、干旱极端气候事件区域快速评估业务系统;对陕西暴雨、干旱极端事件特征进行分析。

(1) 收集整理1984-2013年暴雨、干旱过程灾情资料,建成暴雨、干旱过程灾害灾情信息数据集。

(2) 确定了暴雨、干旱过程识别方法;统计了1961-2013年区域性暴雨过程;确定了单站及区域暴雨过程评估的单项指标,结合过程事件可能产生的影响,采用等权重方案建立了基于过程降水量、最大日降水量、暴雨范围及持续时间的暴雨过程综合评估模型;计算了历史暴雨过程的综合评估指数,百分位法和概率分布确定了暴雨过程等级评估标准。

(3) 对陕西1961-2010年的106个区域性暴雨过程进行了序位和等级评估,其中特大暴雨过程5个,重大暴雨过程16个,较大暴雨过程32个,一般暴雨过程52个。历史上影响范围广,造成重大灾害损失的暴雨过程如200308、199807、198108、200206、201007等暴雨过程综合指数排在前列。通过普查前16位暴雨过程的受灾情况发现,这些过程陕西境内都出现了较为严重的洪涝灾害,对经济社会造成了极为重大的影响。这也表明模型评估结果客观、合理,操作简单,方便业务应用。

(4) 采用皮尔逊-Ⅲ型概率分布拟合较大暴雨过程的极值分布,得到陕西区域性暴雨过程异常气候重现期评估指标;1961-2010年的106个区域性暴雨过程中,达到5年以上一遇的暴雨过程有11次,达到10年以上一遇的暴雨过程有5次,达到20年以上一遇的暴雨过程有3次,达到30年以上一遇的过程有2次,50年以上一遇的过程1次。

(5) 分析评估了2011年9月暴雨过程对渭河、汉江水位以及暴雨过程对水库安全运行的影响。2011年9月汉江上游流域出现3次强降水过程,流域安康控制站出现3次峰值,安康水库入库流量与安康以上流域面雨量有较好的对应关系,流域面雨量达到峰值后当天流量可能达到峰值。第1次强降水使流域底水增加,流域内各大小水库蓄水量加大,是流域秋汛大洪水形成的初期条件,中旬两次流域性大暴雨过程直接导致流域水位的进一步上升,导致流域超警戒洪水。

(6) 采用综合气象干旱指数,定义了区域干旱事件,确定了陕西1961-2010年149次区域干旱事件。确定了单站及区域干旱事件评估指标;建立了区域干旱事件综合评估模型,并对事件过程进行了排位评估、等级划分以及重现期评估。区域极端干旱事件综合评估指标:由每个区域干旱事件的持续时间、影响范围、CI强度三个参数,求其综合强度指数SI。对SI排序,求其大于第90个百分位值为区域极端干旱事件。最终确定1960年春季至2010年12月期间共定出16个区域干旱极端事件。

(7) 分析了陕西省年及四季干旱发生频次和干旱日数的时空分布特征。陕西夏旱频率最高,强度最强,春季其次。陕北北部长城沿线及关中中东部既是干旱高发区,也是干旱重发区;近50年陕西区域干旱强度和干旱日数均存在较明显的增加趋势,主要表现为春秋两个季节的变化,而夏季和冬季的变化趋势不明显;将连续3 个月或以上综合指数小于-0.3,其中最小值小于-0.5的过程定义为持续性干旱事件,近50年陕西共发生32起持续性干旱事件,以春夏连旱为主;20世纪90年代中后期至2002年持续性干旱事件发生的频率高,强度强,反映出陕西区域极端干旱事件对全球气候变化有明显的响应。

 (8)开发了以.NET VB为框架的陕西暴雨干旱极端事件区域快速评估系统,能够快速更新数据,即时统计单站及区域暴雨、干旱过程。业务系统已于2013年6月在气候中心预测评估业务中试运行。截止2014年7月,系统运行稳定,各个功能模块的总体运行情况良好,各项性能指标满足要求,实现了对陕西暴雨、干旱事件的区域快速评估,为气候决策服务提供技术支撑。

该项目单纯采用气象数据对暴雨干旱过程进行快速评估,以满足政府相关决策部门快速做出反应并及时指导防灾减灾工作。通过对单次暴雨干旱过程建立以气象观测记录和灾害灾情记录为基础的事件评估方法是本项目的创新点。由于暴雨干旱成灾机理复杂,灾情数据的不完整,区域内的经济、人口情况,地理地貌、防灾及预警信息发布能力等诸多因素与灾害机密相关,因此,模型评估结果存在一定误差。进一步提高模型评估能力,对天气气候事件可能造成的损失做出客观准确地评估,还有待深入研究。

在本项目的支持下,发表"陕西省单站暴雨特征及评估方法","基于CI指数的陕西干旱时空变化特征分析"," 2011年渭河和汉江上游秋汛期环流特征及暴雨致洪成因","陕西省区域性暴雨过程综合评估方法研究"等核心期刊论文4篇,撰写了气候决策服务材料20多期。培养了2名青年技术人员晋升高级职称。