Rain on snow induced urban floods in cold maritime climate: Risk,indicators and trends     

Hrund Ólöf Andradóttir  Anna Rut Arnardóttir  Tarek Zaqout 《水文研究》2021,35(9):e14298

Urban floods pose a societal and economical risk. This study evaluated the risk and hydro-meteorological conditions that cause pluvial flooding in coastal cities in a cold climate. Twenty years of insurance claims data and up to 97 years of meteorological data were analysed for Reykjavík, Iceland (64.15°N; <100 m above sea level). One third of the city's wastewater collection system is combined, and pipe grades vary from 0.5% to 10%. Results highlight semi-intensive rain (<7 mm/h; ≤3 year return period) in conjunction with snow and frozen ground as the main cause for urban flood risk in a climate which undergoes frequent snow and frost cycles (avg. 13 and 19 per season, respectively). Floods in winter were more common, more severe and affected a greater number of neighbourhoods than during summer. High runoff volumes together with debris remobilized with high winds challenged the capacity of wastewater systems regardless of their age or type (combined vs. separate). The two key determinants for the number of insurance claims were antecedent frost depth and total precipitation volume per event. Two pluvial regimes were particularly problematic: long duration (13–25 h), late peaking rain on snow (RoS), where snowmelt enhanced the runoff intensity, elongated and connected independent rainfall into a singular, more voluminous (20–76 mm) event; shorter duration (7–9 h), more intensive precipitation that evolved from snow to rain. Closely timed RoS and cooling were believed to trigger frost formation. A positive trend was detected in the average seasonal snow depth and volume of rain and snowmelt during RoS events. More emphasis, therefore, needs to be placed on designing and operating urban drainage infrastructure with regard to RoS co-acting with frozen ground. Furthermore, more detailed, routine monitoring of snow and soil conditions is important to predict RoS flood events.  相似文献   

基于景观格局变化的海岸带生态风险评价——以辽宁省瓦房店市为例          下载免费PDF全文

欧阳雪敏  艾彬  贾晓韡 《海洋开发与管理》2018,35(1):105-113

文章利用RS和GIS技术手段对辽宁省瓦房店市1990—2015年的变迁过程进行监测,得出各历史时期的土地利用变化信息。将各类土地利用信息与景观生态学相结合,利用景观格局破碎度、景观分离度、景观优势度作为指标构建景观损失指数,并利用景观组分的面积比重构建海岸带生态风险指数。基于ArcGIS和Fragstats软件平台,通过空间采样和插值方法得到区域生态风险的空间分布,据此重构了瓦房店市1990—2015年的生态风险值变化过程。监测表明,1990—2015年期间,耕地、林地和滩涂呈减少趋势,水域和建设用地逐年增加,其他类型变化幅度不大。虽然耕地所占总面积比例由45.37%减少至37.23%,但一直是瓦房店最主要的景观。25年间瓦房店生态安全总体呈下降态势,1990—2015年6时段的生态风险年平均值分别为0.211 9、0.200 3、0.203 2、0.194 9、0.209 7和0.209 1。在时间维度,1990—2005年和2010—2015年生态安全度下降明显;在空间维度,瓦房店市海岸带的李官镇-三台满族乡和谢屯镇-炮台镇的生态风险度高,西杨乡、东岗镇和驼山乡生态风险由极高降为高或中,生态安全度有所提高。研究表明,人口和社会经济发展是影响瓦房店市景观格局变化的主要因素,该区域未来海岸带要实现可持续开发必须要进行科学的规划。  相似文献   

Development of a rain‐on‐snow detection algorithm using passive microwave radiometry          下载免费PDF全文

Caroline Dolant  Alexandre Langlois  Benoit Montpetit  Ludovic Brucker  Alexandre Roy  Alain Royer 《水文研究》2016,30(18):3184-3196

Currently observed climate warming in the Arctic has numerous consequences. Of particular relevance, the precipitation regime is modified where mixed and liquid precipitation can occur during the winter season leading to rain‐on‐snow (ROS) events. This phenomenon is responsible for ice crust formation, which has a significant impact on ecosystems (such as biological, hydrological, ecological and physical processes). The spatially and temporally sporadic nature of ROS events makes the phenomenon difficult to monitor using meteorological observations. This paper focuses on the detection of ROS events using passive microwave (PMW) data from a modified brightness temperature (T_B) gradient approach at 19 and 37 GHz. The approach presented here was developed empirically for observed ROS events with coincident ground‐based PMW measurements in Sherbrooke, Quebec, Canada. It was then tested in Nunavik, Quebec, with the Advanced Microwave Scanning Radiometer for the Earth Observing System (AMSR‐E). We obtained a detection accuracy of 57, 71 and 89% for ROS detection for three AMSR‐E grid cells with a maximum error of 7% when considering all omissions and commissions with regard to the total number of AMSR‐E passes throughout the winter period. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.  相似文献   

Some statistical characteristics of large deepwater waves around the Korean Peninsula     

Kyung-Duck Suh  Hyuk-Dong Kwon  Dong-Young Lee 《Coastal Engineering》2010

The relationship between significant wave height and period, the variability of significant wave period, the spectral peak enhancement factor, and the directional spreading parameter of large deepwater waves around the Korean Peninsula have been investigated using various sources of wave measurement and hindcasting data. For very large waves comparable to design waves, it is recommended to use the average value of the empirical formulas proposed by Shore Protection Manual in 1977 and by Goda in 2003 for the relationship between significant wave height and period. The standard deviation of significant wave periods non-dimensionalized with respect to the mean value for a certain significant wave height varies between 0.04 and 0.21 with a typical value of 0.1 depending upon different regions and different ranges of significant wave heights. The probability density function of the peak enhancement factor is expressed as a lognormal distribution, with its mean value of 2.14, which is somewhat smaller than the value in the North Sea. For relatively large waves, the probability density function of the directional spreading parameter at peak frequency is also expressed as a lognormal distribution.  相似文献   

东北地区春季首场透雨的变化特征及与青藏高原地面加热场强度的关系   总被引：2，自引：1，他引：1  

徐士琦  李栋梁 《气象》2016,42(3):271-279

利用1958—2012年4—5月东北地区(39°~55°N、118°~135°E)101个站点逐日降水资料、青藏高原地区(25°~40°N、73.75°~103.75°E)JRA-55的地面感热和潜热通量月平均再分析资料以及NCEP/NCAR-I大气环流场的月平均再分析资料,分析了春播期首场透雨出现日期的时空变化特征及其与透雨量和播种期降水量间的关系,以及对青藏高原地面加热场强度异常的响应及其可能机制。结果表明:透雨日期自1958年以来在东北地区的西北和东南大部分区域呈现略微偏晚的趋势;中部有略微偏早的趋势。春播期首场透雨出现时间偏早(晚)的地方,首场透雨量小(大),春播期总降水量多(少)。同时,4月青藏高原地面加热场强度增强(减弱),有利于(不利于)来自北方的冷空气和南方的暖湿气流在东北上空交汇,且上升气流增强(减弱),水汽输送充沛(减少),导致该地区春季首场透雨出现的时间偏早(晚)。  相似文献   

Logistic判别模型在强降水预报中的应用   总被引：2，自引：2，他引：0  

张芳华  曹勇  徐珺  陶亦为  金荣花  代刊 《气象》2016,42(4):398-405

利用Logistiv判别模型进行强降水预报,并设计3种方案进行对比分析。方案1直接使用14个影响因子进行判别预报,受因子共线性作用及噪音信号影响,虽然拟合效果较好,但预报效果明显下降。方案2对14个影响因子进行主成分分析,利用前6个主成分建模,虽然拟合效果较方案1降低,但由于消除了因子共线性作用以及噪音信号影响,预报效果较方案1提高。方案3运用Bootstrap抽样技术得到符干样本并建模计算模型参数,打乱了原有时间序列中的波动,仪保留平稳信息,拟合自由度进一步降低,导致拟合效果较方案案2下降,但预报效果却是3种方案中最好且最稳定的。在上述研究基础上,利用欧洲中心数值预报模式的预报场资料,建立基于Logistic判别模型的强降水客观预报系统,并在中央气象台业务运行。2013和2014年连续两年汛期预报检验结果表明,概模型对强降水预报的TS评分高于数值模式本身,具有一定的业务参考价值。  相似文献   

中国东部7类暴雨异常环流型   总被引：5，自引：3，他引：2  

钱维宏  蒋宁  杜钧 《气象》2016,42(6):674-685

近年来的研究发现,瞬变扰动天气图上的扰动场天气系统对区域暴雨的落区指示能力强于传统天气图上的总场天气系统。为供预报员在业务预报中参考,本文划分1998年发生在中国东部地区的41日次区域暴雨为7类扰动场天气系统。与区域暴雨相联系的7类异常环流型分别是:华南切变线、华南涡旋、华南倒槽、长江切变线与槽、沿江涡旋、华北涡旋和东北涡旋。无论是在对流层的垂直剖面上,还是在850 hPa水平分布上,扰动天气图上位势高度低值和风扰动辐合处并配合大的水汽扰动对应有区域暴雨,而传统天气图上的低值系统和高水汽区与暴雨之间存在位置上的偏移。由此建议,用实况大气变量和中期数值模式产品绘制扰动天气图有助于预报员确定区域暴雨落区。  相似文献   

华南暖区暴雨研究进展   总被引：23，自引：8，他引：15       下载免费PDF全文

何立富  陈涛  孔期 《应用气象学报》2016,27(5):559-569

华南前汛期暴雨预报一直是我国大气科学界的一个研究热点,特别是发生在锋前的暖区暴雨,由于其天气尺度斜压性强迫不明显,环境大气水汽含量丰富,热动力不稳定性强,边界层触发机制复杂,以及特殊的地形和海陆热力差异的外强迫作用,导致暴雨突发性强,地域性特征显著,也是困扰预报业务人员的难点问题。目前我国预报业务中使用的全球数值预报模式对暖区暴雨的预报能力十分有限,高分辨率中尺度数值模式的预报效果也不尽人意。该文回顾了近40年华南前汛期暴雨大部分研究成果,针对华南暖区暴雨的提出及典型背景场、暖区暴雨与低空急流的关系、暖区中尺度对流系统的形成及传播、暖区暴雨触发机制等独特的天气动力学特征进行了系统梳理与分析,并依据前人研究成果及中央气象台预报实践经验,总结提炼了3类华南暖区暴雨类型——边界层辐合线型、偏南风风速辐合型,以及强西南急流型的天气系统配置及触发因子。最后提出针对华南暖区暴雨需要进一步研究的科学问题。  相似文献   

无锡梅雨期湿沉降综合分析   总被引：2，自引：0，他引：2  

苏艳  刘端阳  彭华青  周彬  赵兵 《气象科学》2016,36(4):547-555

利用2008—2014年梅雨期间酸雨观测资料及2014年6月16—27日降水个例加密采样资料,结合大气污染物资料分析了近7 a无锡梅雨期酸雨特征,研究降水过程中空气污染物、p H值、电导率的变化及降水对污染物的清除作用。结果表明:无锡市梅雨期酸雨年平均p H值呈现逐年递增趋势。降水过程中,颗粒物质量浓度显著降低;气体浓度变化受其自身日变化及排放源影响大于雨水的清除作用;样品的p H值、K值每个过程变化并不一致,K值变化与颗粒物质量浓度变化大致保持一致。降水、风对颗粒物质量浓度影响大于对气体浓度的影响。长时间连续降水时,降水对颗粒污染物的清除存在极限。小时雨量在0~0.5 mm时,降水对颗粒物浓度做负清除,其值反而略有增加;小时雨量在0.6~5.0 mm时,降水对颗粒物质量浓度做正清除;小时雨量达到5.1 mm及以上时,对PM_(2.5)和PM_(2.5-10)做正清除,对PM_(10)做负清除。降水对SO_2有稀释清除作用;对NO_2的稀释作用取决于其开始浓度值;对CO、O_3的清除作用不显著。  相似文献   

江苏暴雨概率预报及其业务应用   总被引：1，自引：0，他引：1  

陈圣劼  孙燕  刘安宁  罗兵 《气象科学》2016,36(2):269-274

以未来12~36 h、36~60 h和60~84 h的暴雨预报为目标,利用2011年—2013年夏季6—8月欧洲细网格数值模式预报产品分析了江苏夏季暴雨的可能预报因子。通过对各因子进行相关性、敏感性和代表性分析后,优选了22个对不同强度降水具有较好区分能力的暴雨预报因子。以这些因子为基础建立了一种简单的江苏省暴雨概率预报方法。其预报产品已在江苏省气象业务一体化平台上投入业务使用。该方法在2011—2013年7月,针对提前12 h预报的历史回报试验中,TS技巧评分平均为13.6,明显高于EC细网格24 h降水预报产品(平均TS评分仅为4.5)。在2014年梅汛期的6月25—26日、7月1—2日和7月4—5日三次区域性暴雨个例的预报试验中,提前60、36、12 h的预报效果均较好,其平均TS评分(44.6)也明显高于欧洲细网格数值模式的降水预报(20.4)。  相似文献