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文档简介
地质灾害气象预警与区划方法湖南省气象台黎祖贤2012.10提纲1气象基础知识简介2地质灾害气象预警区划方法1气象基础知识1.1天气现象及其等级划分1.2大气环流系统与天气演变1.3气象灾害及其防御1.4气象业务与服务梗概1.1天气现象及其等级划分
天气现象是发生在天空和地面的由大气性状及其变化所引起的、人们的感觉器官可以感知的一些自然现象的统称。如降水现象、空气流动、视程障碍、声光电现象等。气象业务和科研实践中,形成了全球统一的对各种天气现象标示符号,也要求使用统一的计量单位、等级标准来描述其强度等特征。天气现象列表降水(降雨、降雪)等级标准降雨量级12小时降雨量(MM)24小时降雨量(MM)降雪量级12小时降雪量(MM)24小时降雪量(MM)小雨0.1~4.90.1~9.9小雪0.1~0.90.1~2.4小到中雨3.0~9.95.0~16.9小到中雪0.5~1.91.3~3.7中雨5.0~14.910.0~24.9中雪1.0~2.92.5~4.9中到大雨10.0~22.917.0~37.9中到大雪2.0~4.43.8~7.4大雨15.0~29.925.0~49.9大雪3.0~5.95.0~9.9大到暴雨23.0~49.939.0~74.9大到暴雪4.5~7.47.5~14.9暴雨30.0~69.950.0~99.9暴雪≥6.0≥10.0暴雨到大暴雨50.0~104.975.0~174.9大暴雨70.0~139.9100.0~249.9大暴雨到特大暴雨105.0~169.9175.0~299.9特大暴雨≥140.0≥250.0风力等级表风力等级陆地地面物体征象相当风速公里/时米/秒0静,烟直上。小于10~0.21烟能表示风向。1-5
0.3~1.52人面感觉有风,树叶微动。6~111.6~3.33树叶及微技摇动不息,旌旗展开。12~193.4~5.44能吹起地面灰尘和纸张,树的小枝摇动。20~28
5.5~7.95有叶的小树摇摆,内陆的水面有小波。29~388.0一10.76大树枝摇动,电线呼呼有声,举伞困难。
39~49
10.8~13.87全树动摇,迎风步行感觉不便。
50~6113.9~17.l8微枝折毁,人向前行感觉阻力甚大。62~7417.2~20.79草房遭受破坏,大树枝可折断。75~8820.8~24.410树木可被吹倒,,一般建筑物遭破坏。
89~10224.5~28.4
11陆上少见,大树可被吹倒,一般建筑物遭严重破坏。103~11728.5~32.612陆上绝少,其催毁力极大。118~13332.7~36.913
134~14937.0~41.4
14
150一16641.5~46.115
167~18346.2——50.916
184~20151.0~56.017
202~22056.1——61.2热带气旋等级标准热带气旋等级底层中心附近最大平均风速(m/s)底层中心附近最大风力(级)热带低压(TD)10.8-17.16-7热带风暴(TS)17.2-24.48-9强热带风暴(STS)24.5-32.610-11台风(TY)32.7-41.412-13强台风(STY)41.5-50.914-15超强台风(SuperTY)≥51.016或以上1.2大气环流系统与天气演变天气系统是指具有一定的温度、气压或风等气象要素空间结构特征的大气运动系统。如有的以空间气压分布为特征组成高压、低压、高压脊、低压槽等,有的则以风的分布特征来分,如气旋,反气旋,切变线等,有的又以温度分布特征来确定,还有则的以某些天气特征来分,如雷暴,热带云团等。每天的天气变化都是由各种天气系统造成的,如高压脊带来好天气,低压槽带来阴雨天气,冷锋带来降温等。天气系统随着季节的变化而不同,春季湖南多受变性冷高压脊、静止锋、低压槽等天气系统影响,夏季的锋面、低槽、热带云团、台风等天气系统常给我省带来明显降雨,秋冬季节通常在高压脊的控制下,出现晴朗少雨的天气。
大气组成地球气候系统大气垂直结构大气环流平均水平流状况(1地面冬季气压、风)大气环流平均状况(2夏季地面气压、风)垂直环流(1北半球冬经向)垂直环流(2北半球夏经向)气团、锋、切变气旋(低涡)华北冷涡台风长波、槽、脊活动(08年01月28日00时高空实况资料)1.3气象灾害及其防御气象灾害是指大气对人类的生命财产和国民经济建设及国防建设等造成的直接或间接的损害。它是自然灾害中的原生灾害之一。一般包括天气、气候灾害和气象次生、衍生灾害。气象灾害是自然灾害中最为频繁而又严重的灾害。中国是世界上自然灾害发生十分频繁、灾害种类甚多,造成损失十分严重的少数国家之一。常见灾害性天气及其防御(1)
台风在家里
1.断电。⒉尽量避免使用电话。3.未收到台风离开的报告前,即使出现短暂的平息仍须保持警惕。⒋如果无法撤离至安全场所,可就近选择在空间较小的室内(如壁橱、厕所等)躲避,或者躺在桌子等坚固物体下。⒌在高层建筑的人员应撤至底层。
在街上
⒈切勿随意外出。
在海岸附近或海上
⒈不要在河、湖、海堤或桥上行走。⒉海上船舶必须与海岸电台取得联系,确定船只与台风中心的相对位置,立即开船远离台风。⒊船上自测台风中心大致位置与距离:背风而立,台风中心位于船的左边;船上测得气压低于正常值500帕,则台风中心距船一般不超过300千米;若测得风力已达8级,则台风中心距船一般150千米左右。
龙卷风在家里
1.切断电源。⒉远离门、窗和房屋的外围墙壁,躲到与龙卷风方向相反的墙壁或小房间内抱头蹲下,尽量避免使用电话。⒊用床垫或毯子罩在身上以免被砸伤。⒋最安全的躲藏地点是地下室或半地下室。
在街上
⒈就近进入混凝土建筑底层。⒉远离大树、电线杆或简易房屋等。
在旷野
⒊朝与龙卷风前进路线垂直的方向快跑。⒋来不及逃离的,要迅速找到低洼地趴下,姿势:脸朝下,闭嘴、闭眼,用双手、双臂保护住头部。常见灾害性天气及其防御(2)
雷电
1.在路上避雨时不要靠近孤立的高楼、电杆、烟囱、房角房檐,更不能站在空旷的高地上或到大树下躲雨。⒉远离开阔地带的金属物品(拖拉机、农具、摩托车、自行车、高尔夫球车及高尔夫球棒等)。⒊不要去山顶、开阔地、海滩或船只上。⒋不要待在开阔地单独的屋棚或其他小建筑内。⒌有条件的家庭最好安装家用电器过电压保护器(又名避雷器)。
冰雹⒈关好门窗。⒉妥善安置易受冰雹大风影响的室外物品。⒊户外作业人员暂停作业,到安全地方暂避。⒋暂停户外活动,勿随意出行沙尘暴1.特别注意收听天气预报。⒉出门戴口罩、纱巾等。⒊关好门窗,屋外搭建物要紧固。⒋多喝水,吃清淡食物。⒌·身处危险地带或危房里的居民应转移到安全地方。⒍幼儿园、学校、单位应采取暂避措施,必要时须停课、停业。⒎受影响的机场、高速公路、轮渡码头要注意交通安全,必要时暂时封闭或停航。⒏不要购买露天食品。⒐尽量减少外出,暂停户外活动,尽可能停留在安全的地方。⒑骑车、开车要减速慢行,远离树木和广告牌。
高温⒈尽量留在室内,并避免阳光直射;必须外出时要打遮阳伞、穿浅色衣服、戴宽沿帽。⒉暂停户外或室内大型集会。⒊室内空调温度不要过低;空调无法使用时,选择其他降温方法,比如向地面洒些水等。⒋浑身大汗时不宜立即用冷水洗澡;应先擦干汗水,稍事休息再用温水洗澡。⒌注意作息时间,保证睡眠;暂停大量消耗体力的工作。⒍宜吃咸食,多饮凉白开水、冷盐水、白菊花水、绿豆汤等;不要过度饮用冷饮或含酒精饮料。常见灾害性天气及其防御(1)雪灾
1.汽车减速慢行,路人当心滑倒;必要时封闭道路交通。⒉老、幼、病、弱人群不要外出,注意防寒保暖。⒊关好门窗,紧固室外搭建物。⒋船舶进港避风。⒌高空、水上等户外人员停止作业。
寒潮
在室内
⒈注意收听天气预报及紧急状况警报。⒉多穿几层轻、宽、舒适并暖和的衣服;尽量留在室内。⒊注意饮食规律,多喝水,少喝含咖啡因或酒精的饮料。⒋避免过度劳累。⒌警惕冻伤信号:手指、脚趾、耳垂及鼻头失去知觉或出现泛苍白色。如出现类似症状,立即采取急救措施或就医。⒍可使用暖水袋或热宝取暖,但小心被灼伤。⒎尽量不开车外出。
驾车外出
⒏走干道。⒐·不夜间开车,不单独驾驶,不疲劳驾驶。
大雾⒈注意收听天气预报。⒉尽量不要外出;必须外出时要戴口罩。⒊骑自行车要减速慢行,听从交警指挥。⒋司机小心驾驶,须打开防雾灯,与前车保持足够的制动距离,并减速慢行;需停车时要注意先驶到外道再停车。⒌机场、高速公路、轮渡码头注意交通安全,必要时暂时封闭或停航。影响中国的主要气象灾害:
干旱,是在足够长的时期内,降水量严重不足,致使土壤因蒸发而水分亏损,河川流量减少,破坏了正常的作物生长和人类活动的灾害性天气现象。其结果造成农作物、果树减产,人民、牲畜饮水困难,及工业用水缺乏等灾害。干旱是影响中国农业最为严重的气象灾害,造成的损失相当严重。据统计,中国农作物平均每年受旱面积达3亿多亩,成灾面积达1.2亿亩,每年因旱减产平均达100亿-150亿公斤,每年由于缺水造成的经济损失达2000亿元。目前,全国420多个城市存在干旱缺水问题,缺水比较严重的城市有110个。全国每年因城市缺水影响产值达2000亿至3000亿元。暴雨,是短时内或连续的一次强降水过程,在地势低洼、地形闭塞的地区,雨水不能迅速排泄造成农田积水和土壤水分过度饱和给农业带来灾害;暴雨甚至会引起山洪暴发、江河泛滥、堤坝决口给人民和国家造成重大经济损失。中国气象部门规定,24小时降水量为50毫米或以上的雨称为“暴雨”。长江流域是暴雨、洪涝灾害的多发地区,其中两湖盆地和长江三角洲地区受灾尤为频繁。1983、1988、1991、1998和1999年等都发生过严重的暴雨洪涝灾害。热带气旋(台风),热带气旋是在热带海洋大气中形成的中心温度高、气压低的强烈涡旋的统称。造成狂风、暴雨、巨浪和风暴潮等恶劣天气,是破坏力很强的天气现象。因其造成的损失年平均在百亿元人民币以上,像2004年在浙江登陆的“云娜”,一次造成的损失就超过百亿元人民币。冰雹,冰雹灾害是指在对流性天气控制下,积雨云中凝结生成的冰块从空中降落而造成的灾害。冰雹常常砸毁大片农作物、果园,损坏建筑物,威胁人类安全,是一种严重的自然灾害,通常发生在夏、秋季节里。中国冰雹灾害发生的地域很广,据统计,农业因冰雹受灾面积的重灾年达9900多万亩(1993年),轻灾年也有5600多万亩(1994年)。低温冷冻,低温冷冻灾害主要是冷空气及寒潮侵入造成的连续多日气温下降,致使作物损伤及减产的农业气象灾害。严重冻害年如1968、1975、1982年因冻害死苗毁种面积达20%以上。1977年10月25~29日强寒潮使内蒙古、新疆积雪深0.5米,草场被掩埋,牲畜大量死亡。雪灾,长时间大量降雪造成大范围积雪成灾的自然现象。危害有:严重影响甚至破坏交通、通讯、输电线路等生命线工程,对人民生产、生活影响巨大。2005年12月山东威海、烟台遭遇40年来最大暴风雪,此次暴风雪造成直接经济损失达3.7143亿元。冰冻1.4气象业务、服务梗概气象业务指在气象及与之相关的领域中从信息的采集、传输存储、加工处理到应用服务的全过程。综合气象观测业务(地基、空基、天基观测)、现代天气业务、现代气候业务、专业气象业务和气象信息系统等1.4.1气象综合观测业务气象观测是指对地球大气圈及与之密切相关的水圈、冰雪圈、岩石圈、生物圈等的物理、化学、生物特征及其变化过程进行系统的、连续的观察和测定,并对获得的记录进行整理的过程。气象观测系统按照传感器所处位置可分为天基观测、空基观测和地基观测系统。目前,我国已初步形成天基、空基和地基相结合、门类较为齐全、布局较为合理的基本气象观测系统。它们由大气观测、海洋观测、水文观测、冰冻圈观测、农业与生态观测、卫星观测等系统组成。中国气象局综合观测司28天基气象观测系统空基气象观测系统地基气象观测系统国家气候观测网国家天气观测网区域气象观测网专业气象观测网中国气象局综合观测司29美国地基GPS水汽遥感探测网中国气象局综合观测司30美国NexRad天气雷达布网图美国天气雷达实现业务化布局和组网美国完成了由159部多普勒天气雷达和134部常规雷达组成的业务布局
目前正在进行双偏振雷达业务改造中国气象局综合观测司31美国静止卫星观测采用三轴稳定技术,分辨率高美国极轨卫星实现上午星和下午星组网业务观测美国气象卫星实现多星业务观测中国多普勒雷达站网气象卫星:FY1D/3A;FY2C/D/E新一代多普勒天气雷达:150高空观测:120
地面观测:2414GPS/Met接受:39027796个无人自动气象观测站
631个农业气象观测站
54个农业气象试验站
1504个土壤墒情观测站
100个太阳辐射观测站
425个雷电观测站
32部风廓线雷达
28个大气成分观测站
29个沙尘暴观测站
337个酸雨观测站
170个海岛/海岸自动气象站
160个强风观测站
5个船舶气象观测站
16个浮标气象观测站
400个风能观测铁塔
418个水汽观测站中国越来越多的观测资料现代天气预报业务内容美国的“无缝隙”预报现代天气预报关键技术(一)观测资料分析与应用技术1.观测资料的质量控制技术2.观测资料的分析与融合技术(二)中尺度天气分析技术1.中尺度天气客观诊断技术2.中尺度天气主观分析技术(三)短时临近预报和检验技术1.短时临近预报技术2.短时临近预报检验技术(四)定量降水估测(QPE)与预报(QPF)技术1.定量降水估测技术2.定量降水预报技术(五)台风预报技术1.登陆台风精细结构分析技术2.台风客观预报技术(六)数值预报产品释用技术1.常规气象要素精细化客观预报技术2.灾害性天气客观预报技术(七)基于集合预报的概率预报技术我国的业务数值预报体系边界条件和初值场全球中期集合数值天气预报检验与评估产品解释应用
台风路径和集合预报区域短期集合数值天气预报传输等专业气象预报海浪等专业气象预报全球资料同化与中期数值天气预报中尺度资料同化与数值预报观测资料质量控制国家级数值预报模式业务系统区域数值模式专业气象模式全球数值模式T213全球模式水平分辨率:60KM垂直:31层预报时效:10天业务模式包括:MM5:15KM分辨率GRAPES:30KM分辨率WRF:15KM分辨率沙尘暴模式污染传输模式台风路径模式海浪模式区域模式系统目前区域中心和省级台运行的模式有:MM5模式Grapes-Meso模式WRF模式AREM模式ARPMS模式水文模式、海浪模式、扩散模式等;我国TC数值预报模式国家气象中心全球台风路径数值预报模式GMTTP
全球谱模式T213L31,非对称台风Bogus,每天4次上海台风研究所热带气旋数值预报模式STI_TCM
MM5V3.2,45km,21层,OI+BDA,每天2次GRAPES_TCMGRAPES,0.25º,31层,初始涡旋位置调整,每天2次广州台风数值预报模式原始方程模式,0.5º,22层,非对称Bogus,每天2次沈阳区域气象中心热带气旋预报模式MM5V3.2,50km,台风Bogus,责任海区,每天2次IC1+WRFBreedingPerturbationCntlRunIC1+IC1-IC2+IC2-CumulusCloudPhyPlanetaryLandsurfT213L31BreedingPerturbationCntlRunIC1-IC2+IC2-RunallMembersRunallMembersEnsembleLBCsOI/3DVAR3DVARObsObsProbabilisticProductGenerationandoutput集合预报业务系统TIGGE/THORPEXB08RDP/WWRPT213国家气象中心引进最优插值模式升级EC采用三维变分EC采用最优插值T106要素库切换,更多资料与发达气象中心的差距分析19861996业务流程与产品预报时效:临近预报(预警):灾害天气警报、3-6小时的天气预报;短期预报:0-12h、24-72小时预报;中期预报:4-7天逐日预报,未来十天趋势;10-30天预报(延伸期):未正式开展;业务流程与产品:预报要素与对象灾害天气定量预报:定量降水(QPF)、大风(〉7级)、雾(霾)、沙尘、高温(〉35℃)……;全球及全国气象要素预报:温、压、湿、风、雨;台风预报:路径、强度、风雨分布;预报业务产品沙尘定量预报强对流预报高温预报3小时城市要素预报1-7天定量降水预报专业气象预报业务海洋预报:全球海洋分析、责任海区预报、近海预报等;水文预报:流域面雨量、水库区预报、渍涝预报;地质灾害:气象等级预报:分辨率到县一级;交通预报:全国公路预报和沿线预报;森林草原火险等级预报;环境健康预报:高温热量、健康指数预报;航空气象:基于数值预报的指导产品;业务流程:预报业务的分工布局:预报业务任务:由五级台站共同承担;业务指导流程:会商讨论,统一预报意见;国家—省、区域-省;省—市、县指导;市、县—省,省-国家,主要预报产品反馈,提供服务;台风监测预警:规定由中央台决定预报;专业气象预报:尚未明确业务分工和指导业务流程;2降雨型地质灾害气象预警区划方法2.1自然灾害风险分析的基本原理2.2区域降雨型地质灾害风险因素2.3降雨型地质灾害区划方法2.1自然灾害风险分析的基本原理在讨论降雨型地质灾害气象区划问题前,我们有必要回顾和了解自然灾害风险分析的基本原理风险问题是一个古老的问题,然而,风险学科的形成则还是近几十年的事情。1970年,美国庆祝第一个地球日,同时设立了环境保护署,关注环境(空气、水、土地和其它自然资源)质量被提上了议事日程。随后,一些直接的问题,如被动吸烟、乱用荷尔蒙、蜂窝式电话对人体的影响、全球气候变暖等,被列入关注的范围。自然灾害、工业事故、化学品和食品安全等,当然也是人们关注的问题。随着人们对灾害体验能力的提高,加之政府已无力控制一些交叉环境灾害,一种情绪在公众中广为扩散:“我们有权知道事实真相”、“我们要求知道更多的真相”。于是,大量的信息提供给了公众,并且,政府还加大了整治环境、减轻灾害的投资力度,然而,面对大量的信息和达不到预期成效的投入,人们更加不知所措。这样,几十亿美元投入丝毫没有减轻政府的压力,就象白白的浪费掉了。里根政府上台后,开始注重环境治理方面投入产出的效益问题,大量资助科学家们研究如何在不确定性的条件下进行合理的决策。这样,风险评估作为一种植根于科学原理之上的系统框架被提了出来,以帮助人们理解和管理形形色色的风险。人们逐渐认识到,环境问题应从风险的角度来加以考虑。2.1.1风险分析的目的风险事件具有三个特性质:性质1.危害性:风险事件对于人、团体及其环境和其它利益有某种危害性后果。性质2.不确定性:风险事件的发生在时间、空间或强度上有不确定性。性质3.复杂性:风险事件的成因多样且机制十分复杂,难以精确表达。由于性质3的存在,我们知道,风险是一种复杂现象。当复杂性被忽略时,风险概念可以退化成概率风险,这就意味着,我们能找到服从于某种统计规律的概率分布,它可以适当地描述风险现象。如果再忽略风险的不确定性,风险概率就退化成不利事件概率,如损失、破坏等是其更具体的概念。风险分析的目的:是要描述或掌握一个系统的某些状态,以便进行风险管理.减小或控制风险。因此,对于风险分析而言,必须能显示出状态、时间、输入等要素之间的关系。简而言之,风险分析的目的是要科学地回答:一个不利后果是怎样产生的,为什么会产生这两个问题。2.1.2自然灾害风险分析的工作任务自然灾害风险分析是对风险区遭受不同强度自然灾害的可能性及其可能造成的后果进行定量分析和评估。它涉及到以下三个主要环节:
(1)致灾因子风险分析在自然灾害系统中,灾源称为致灾因子.例如:地震.洪水均称为致灾因子。致灾因子风险分析的主要任务是,研究给定区域各种强度的自然灾害发生的概率或重现期。(2)承灾体易损性评价a)风险区确定:研究一定强度自然灾害发生时的受灾范围;b)风险区特性评价:对风险区内主要建筑物、其它固定设备和建筑内部财产,风险区内的人口数量、分布和经济发展水平等进行分析和评价。c)抗灾性能分析:对风险区内的财产进行抗灾性能分析
(3)灾情损失评估评估风险区内一定时段内可能发生的一系列不同强度自然灾害给风险区造成的可能后果。自然灾害风险的分析,依赖于一整套贯穿于致灾因子到灾害影响的、能前后相联的模型。在国内,通常说的自然灾害风险,主要是致灾因子((hazard)风险,侧重于自然系统,因此,在地震工程领域,也叫危险性分析。进一步地,有人提出了Risk=Hazard+Vulnerability的说法,即,风险等于致灾因子加易损性。完整的自然灾害风分析应归结为计算出Riskofdisaster(风险+灾害损失)2.1.3自然灾害风险分析的常用方法概率论方法:能够很好地揭示灾害事件的统计特征,总体把握灾害风险的特性。但对许多风险系统来说,不大可能可靠地估计出所需要的概率函数,我们面对着不可靠的概率估计。甚至概率关系是否存在都难以确定。显然,概率论方法并不能解决风险分析有关的所有问题。控制方程法:对于许多风险事件,本质是风险因素的动力学特性的演变过程。控制方程法就是把一个风险系统用一些状态方程来表征。当然,前提是我们能找到这些状态方程。原则上说这同工程控制问题在本质上没有什么区别。但在许多情况下,要获得所需的状态方程和所有数据是非常困难的。探索新方法:实践中,几乎所有多风险系统即不能搬用控制方程法也不能搬用概率论方法解决,而是需要综合地运用两类方法,不断探索新的方法。2.1.3自然灾害风险分析的工作流程自然灾害风险分析的基本流程应当是:由各灾种的专家提供给定区域内自然致灾因子发生时、空、强的可能性数值,由防灾减灾工程师依据致灾因子强度,提供人类社会系统各种破坏的可能性数值,由经济学家和社会学家们依据破坏程度,推测各种损失的可能性数值,最后,由自然灾害风险分析人员将三个环节的可能性数值组合起来,给出损失风险。2.2区域降雨型地质灾害风险因子前面讲到在自然灾害系统中,灾源称为致灾因子.例如:地震.洪水均称为致灾因子。致灾因子风险分析的主要手段是,研究给定区域各种强度的自然灾害发生的概率或重现期。对于区域降雨型地质灾害这个风险系统,我们首先要找到致灾因子。显然它不是单一因子,一般来讲存可以认为是降雨、地质两个因素构成的组合因子,同时我们必需要关注人文因素,因为它是承灾体。单就降雨而言又有三种情形易诱发地灾:
1强降雨(降雨强度)2连续降雨(降雨历时)3久旱转雨或久雨转旱(降雨时机)就地质变化来说又有三种情形:
1滑坡2泥石流3崩塌2.2.1降雨因子的表达方式1、雨强的表达I:(mm∕分钟)、(mm∕1小时)、(mm∕3小时)、(mm∕6小时)、(mm∕12小时)、(mm∕24小时)2、降雨历时的表达D:连续降雨日数(日雨量≥0.1mm)天数3、降雨时机的表达﹖2.3降雨型地质灾害区划方法所谓区划,直观的理解,就是为了特定的目的,依从某些指标,把指定范围内具有一致性状的区域勾画出来。开展降雨型地质灾害区划,首先我们要明确目的。依照风险学理论,从大处讲,是用来做好地质灾害风险防控和管理,这是便利政府公共管理;从小处讲,是进行降雨型地灾致灾的风险分析,用以提高地灾预报预警的效率;其次,需要确定一些有效反映地灾风险性状的指标,对降雨因子而言,雨强、降雨历时、降雨时机都需要有指标描述;再者需要把指定范围内的指标标示出来再加以合理的勾画。说起来容易,做起来却相当困难。2.3.1降雨资料收集区划资料数量质量上的基本要求序列的长度:同一测点资料数量必须达到保证样本适用统计模型通过信度检验的要求;资料的代表性:资料测取点环境必须能代表相应区域典型特征;资料密度:资料测取点的密度必须达到区划范围内进行分划所需的尺度要求;显然,实际工作中即使穷其所有也很难满足这些要求。2.3.2降雨资料处理1、质量检验均一性检验,确定测点环境是否曾经发生显著的变化;奇异性检验,确定与众多临近测点相比较,是否有奇异的资料并做剔除或处理。
2、延续处理当资料长度明显稀少不可能达到信度要求又找不到替代资料时被迫进行资料延长;这需要有空缺期内临近的测点资料,并能找到可靠的关系式。
3、加密处理针对两种情形:其一测点过于稀疏,可以找到多种插值方法,按需要进行加密;其二测点代表性不够,即区域存在不能被代表的其它环境类型。此时必须借助得以验证的可靠的理论关系式或经验方法补充其它环境类型的资料。2.3.3降雨因子的重现期分析前面讲到,重现期是表征风险因子特性的重要指标。从统计学角度确定降雨因素的重现期普遍采用的是极值分析法,一般有两种途径1、滑动平均法:当资料序列足够长时可以采用滑动平均的方法从序列中计算获取;2、理论估算法:当资料序列不够长是往往借助概率论中已经求解的理论模型套用到该序列上,通过特征点替代来求解其分布函数或密度函数从而得到重现期。得到降雨因子不同值对应的重现期,结合地灾的统计结果,可以用来衡量其强度相对的几率,帮助我们判断或估算致灾的程度或大小。2.3.4降雨因子阈值的率定开展地灾预警,阈值是十分必要的参数,求取这个参数又是个很困难的问题。常用的方法有3类1、相关分析法:假定地灾完全由降水因子引发的,而且二者量值与强度是线性相关的,则两组数据间必存在统计相关性,通过相关系数计算即可得到两者间的统计关系模型,并求得不同强度地灾对应的降雨因子值,也就是阈值。分析使用实际资料计算结果,我们发现存在与人们一般观念大相径庭的现象——在城市和人口相对密集的缓坡区,只需大雨强度的降雨即可造成地灾。显然这种阈值不能用于预警实际工作中,否则将对城市和村镇发送大量扰民信息。一种可能的原因就是地灾样本中包含了大量人为致灾的个例需要合理地剔除。2、动力模型法:
无容置疑,地灾过程是典型的物理过程。工程学者,往往从力学原理出发,借助水力学和岩土工程等理论基础,结合物理模型试验建立起一些地灾理论模型。这些模型对相对单一的承灾体,取得了较好的应用效果。这种模型物理机制更清晰,具有理论上的完备性,是人们孜孜以求的。但由于自然环境的复杂性和模型的局限性等原因,往往不能够普遍运用到大范围自然区域。3、数值模拟法:
在一些理论模型的支持下,有专家已经开始着手建立基于陆面水文模型基础上的靠计算机求解模型方程组的数值拟方法。这种方法需要尽可能精细的地理信息资料和地下地
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