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长江中游夏季高温异常的大气环流和海温特征

干旱气象 2024年第4期42卷 553-562页

作者：陈笑笑黄治勇秦鹏程夏智宏姚瑶汤兴芝汪应琼中国气象局气象干部培训学院湖北分院湖北武汉430074 中国气象局武汉暴雨研究所/暴雨监测预警湖北省重点实验室湖北武汉430205 武汉区域气候中心湖北武汉430074

全球变暖加剧了气候系统的不稳定性和极端天气的频发,“热岛效应”和高温热浪的叠加,给人们的生命安全和经济生产造成巨大损失,本文利用1971—2022年长江中游234个站点日降水量和最高气温数据、美国国家环境预报中心/国家大气研究中心(N... 详细信息

全球变暖加剧了气候系统的不稳定性和极端天气的频发,“热岛效应”和高温热浪的叠加,给人们的生命安全和经济生产造成巨大损失,本文利用1971—2022年长江中游234个站点日降水量和最高气温数据、美国国家环境预报中心/国家大气研究中心(National Centers for Environmental Predic⁃tion/National Center for Atmospheric Research,NCEP/NCAR)再分析资料和美国国家海洋和大气管理局(National Oceanic and Atmospheric Administration,NOAA)海表温度(简称“海温”)资料,分析夏季高温异常年的大气环流特征及其与海温的关系。结果表明:近52 a来尤其是进入21世纪,长江中游夏季高温日呈显著增加趋势,年均高温日为19 d。其中,2022年高温日数最多达74 d,与近30 a气候态平均相比,距平百分率高出163%,1987年高温日最少仅5 d。夏季高温日偏多年,在副极地波导的遥相关波列影响下,东亚大陆高压增强,反气旋性环流控制长江中游地区,同时东亚夏季西风急流位置偏北,促使西太平洋副热带高压西伸北抬,强烈的下沉运动抑制低层对流发展,辐射增温作用明显。高温日数与赤道北印度洋、北大西洋和中低纬西太平洋海温,尤其是夏季海温呈正相关关系,与赤道中东太平洋海温呈负相关。从前冬开始赤道北印度洋和北大西洋海温持续偏高,中低纬西太平洋海温逐渐开始升高,同时夏季赤道中东太平洋呈异常La Niña状态,有利于长江中游夏季高温日异常偏多。

关键词：高温日数长江中游大气环流海温异常

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湖北省持续低温雨雪过程评估与分析

暴雨灾害 2024年第4期43卷 440-447页

作者：温泉沛周月华李兰史瑞琴夏智宏杜良敏秦鹏程魏华兵武汉区域气候中心武汉430074 湖北省咸宁市气象局咸宁437100

气候变化背景下,极端持续低温雨雪过程时有发生,给社会生活带来诸多不利影响,为了进一步评估持续低温雨雪天气,对湖北省单站持续低温雨雪过程的评估指标进行了修订,同时建立区域性持续低温雨雪过程评估模型,并将修订后的评估指标应用于... 详细信息

气候变化背景下,极端持续低温雨雪过程时有发生,给社会生活带来诸多不利影响,为了进一步评估持续低温雨雪天气,对湖北省单站持续低温雨雪过程的评估指标进行了修订,同时建立区域性持续低温雨雪过程评估模型,并将修订后的评估指标应用于湖北省单站及区域性持续低温雨雪过程的梳理及分析。结果表明:(1)湖北省最严重的5次区域性持续低温雨雪过程分别出现在1954、1969、1977、1984和2008年,最严重的是1954年12月24日-1955年1月18日的过程,其次是2008年1月12日-2008年2月5日的过程。(2)湖北省区域性持续低温雨雪过程的易发区主要集中在鄂西的高山或半高山地区、江汉平原荆州一带、汉江河谷一带、鄂东南南部低山平原地区以及鄂东北山脉的缺口处。(3)气候变暖的背景下,湖北省单站和区域性持续低温雨雪过程均是在20世纪80年代前发生次数多,90年代后属于减少的阶段,但其强度更趋极端。

关键词：湖北省持续性低温雨雪过程评估指标修订

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基于SWAT模型的汉江流域水资源对气候变化的响应

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长江流域资源与环境 2010年第2期19卷 158-163页

作者：夏智宏周月华许红梅武汉区域气候中心湖北武汉430074 国家气候中心中国气象局气候研究开放实验室北京100081

汉江流域未来的气候变化趋势和对水资源的影响,将直接关系到南水北调工程和引江济汉工程的使用和效益。因此,分析研究汉江流域水资源对气候变化的响应特点,可为地面调水、空中水资源开发、应对气候变化的不利影响和更好地保护南水北调... 详细信息

汉江流域未来的气候变化趋势和对水资源的影响,将直接关系到南水北调工程和引江济汉工程的使用和效益。因此,分析研究汉江流域水资源对气候变化的响应特点,可为地面调水、空中水资源开发、应对气候变化的不利影响和更好地保护南水北调中线水源区的水资源提供科学依据。以1971～2000年为基准期,应用SWAT模型对汉江流域基准期内的逐月径流进行了模拟;在30 a基准期径流模拟的基础上,以全球变化背景下可能出现的25种不同气候变化模式为假设条件,模拟出各假设气候变化模式下汉江流域水资源状况,获得了各气候变化模式下汉江流域水资源相对于基准期的变化率,研究了汉江流域水资源对气候变化的响应程度。结果表明:模型模拟精度高于评价标准(Ens>0.5,r2>0.6),SWAT模型适用于汉江流域的径流模拟;不同气候变化情景下,汉江流域径流变化较实际蒸散发的变化明显;降水对地表径流、基流的影响要大于气温;气温对实际蒸散发的影响大于降水;降水增加或气温降低都会导致径流增加,而降水增加或气温增加都会导致实际蒸散发的增加。

关键词：汉江流域 SWAT 径流模拟气候响应

基于RS和GIS的武汉城市热岛效应年代演变及其机理分析

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长江流域资源与环境 2010年第8期19卷 914-918页

作者：梁益同陈正洪夏智宏武汉区域气候中心湖北武汉430074

为了更客观地揭示"火炉"武汉的城市热岛效应,利用1987、1994、2005年共3期TM影像数据,在地理信息系统(GIS)的支持下,反演并计算出武汉市城区不同年代的热岛强度、植被覆盖率、土地利用类型及城区面积。在对存在较大差异3期的热岛强度数... 详细信息

为了更客观地揭示"火炉"武汉的城市热岛效应,利用1987、1994、2005年共3期TM影像数据,在地理信息系统(GIS)的支持下,反演并计算出武汉市城区不同年代的热岛强度、植被覆盖率、土地利用类型及城区面积。在对存在较大差异3期的热岛强度数据进行标准化处理的基础上,分析了武汉城市热岛效应的现状及年代演变,定量分析了城区热岛强度分布与土地利用类型、植被覆盖率的相关关系。结果表明:武汉城区热岛效应十分明显,特别是在工业区和商业区;20世纪80年代以来,武汉热岛面积不断变大;热岛强度与植被覆盖率呈负相关关系,植被覆盖率每提高10%,热岛强度约下降1.1℃;不同土地利用类型对热岛贡献不同,水体和植被区域可以缓解城市热岛效应,而工商业用地、道路等则加剧热岛效应;武汉市城区面积扩大、植被覆盖率降低、水域面积减少,是导致热岛效应不断加剧的原因。

关键词： RS GIS 热岛效应年代演变植被覆盖率土地利用

基于SWAT模型的洪湖流域供水资源模拟研究

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气象科学 2014年第5期34卷 515-521页

作者：王苗刘敏夏智宏武汉区域气候中心武汉430074

利用SWAT分布式水文模型,对洪湖流域1961—2011年供水资源变化情况进行模拟。结果表明:SWAT模型对洪湖流域供水资源模拟适用性良好。近51 a流域年平均地表径流和降水量增加趋势相当,且降水量峰值对应地表径流和地下径流均较高。流域在19... 详细信息

利用SWAT分布式水文模型,对洪湖流域1961—2011年供水资源变化情况进行模拟。结果表明:SWAT模型对洪湖流域供水资源模拟适用性良好。近51 a流域年平均地表径流和降水量增加趋势相当,且降水量峰值对应地表径流和地下径流均较高。流域在1960s、1970s相对偏枯,1980s后降水相对丰沛,流域呈现由干转湿的变化。进入21世纪后,流域又趋于偏枯。流域季节降水量、地表径流、地下径流、蒸散发量及土壤含水量变化最大值均出现在夏季,最小值均出现在冬季,但丰、枯年季节分配不同,各要素月季节分布差异较大。洪湖年均入湖水量呈略增加趋势,春、夏季增加趋势较为明显。

关键词：水资源 SWAT模型地表径流地下径流

基于先验知识约束的洪涝灾害遥感监测方法——以江汉平原为例

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长江流域资源与环境 2023年第7期32卷 1447-1455页

作者：夏智宏万君薛富强刘凯文尹超武汉区域气候中心湖北武汉430074 三峡国家气候观象台湖北宜昌443099 中国地质大学(武汉)地理与信息工程学院湖北武汉430074 天地信息网络研究院(安徽)有限公司安徽合肥230093

江汉平原是长江流域洪涝多发区域,准确开展洪涝灾害监测对于防灾减灾具有重要的意义。该文提出了一种多源数据协同的洪水范围提取方法,通过构建长时间序列遥感观测地表水数据,基于水体分布先验知识构建排除层对归一化洪水指数法(Normali... 详细信息

江汉平原是长江流域洪涝多发区域,准确开展洪涝灾害监测对于防灾减灾具有重要的意义。该文提出了一种多源数据协同的洪水范围提取方法,通过构建长时间序列遥感观测地表水数据,基于水体分布先验知识构建排除层对归一化洪水指数法(Normalized Difference Flood Index,NDFI)提取的洪涝信息进行修正,剔除部分错分误差。选取2020年夏季江汉平原洪涝灾害事件开展实验验证,实验结果表明,提出的方法可以有效改进针对江汉平原正常的水体误分成洪涝的情况,主要表现在部分农田、湖泊和河流区域被误判成洪涝的像元经过排除层的设置得到剔除,提高了洪涝制图精度。

关键词：洪涝遥感监测 NDFI 永久水体排除层

基于RS和GIS的2008年长江中下游雪灾监测——以湖北省为例

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长江流域资源与环境 2009年第9期18卷 881-884页

作者：梁益同夏智宏柳晶辉黄靖武汉区域气候中心湖北武汉430074

2008年1月中旬至2月初，我国长江中下游地区出现了大范围持续低温、雨雪、冰冻天气气候事件，造成了特大积雪灾害。以湖北省为例，基于RS和GIS技术对这次雪灾进行了动态的监测评估。利用连续多天的卫星遥感资料和积雪深度观测资料，在GI... 详细信息

2008年1月中旬至2月初，我国长江中下游地区出现了大范围持续低温、雨雪、冰冻天气气候事件，造成了特大积雪灾害。以湖北省为例，基于RS和GIS技术对这次雪灾进行了动态的监测评估。利用连续多天的卫星遥感资料和积雪深度观测资料，在GIS的支持下，计算归一化差分积雪指数（NDSI），提取积雪分布信息，并根据不同海拔高度，确定了积雪深度的NDSI分层阈值，实现了3层积雪深度（0～10、10～20和20～30cm）的判识。针对积雪区内不同的土地利用类型，统计了不同深度的积雪面积。结果表明：湖北省近90％面积被雪覆盖，其中江汉平原、鄂东北和鄂东南等地雪灾最为严重，部分地区积雪深度在20cm以上；水田、旱地等农业用地以及湖泊、水库、河渠等水系积雪最为严重，居民点用地也有较大范围的积雪，居民生活受较大影响；2月2日以后积雪面积逐日减少，到2月8日，积雪基本融化。在上述研究基础上形成了基于RS和GIS的长江中下游积雪监测的业务流程。

关键词： 2008年雪灾 RS和GIS 归一化差分积雪指数(NDSI) 积雪深度土地利用

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湖北省太阳能资源时空分布特征及区划研究

华中农业大学学报 2007年第6期26卷 888-893页

作者：刘可群陈正洪夏智宏武汉区域气候中心武汉430074

利用武汉、宜昌等7个站点1961-2004年逐年、逐月太阳总辐射与日照百分率资料，采用最小二乘法确定湖北省太阳总辐射计算公式参数，推算出广大无辐射观测地区的逐年、逐月太阳总辐射；结合日照时数、晴天日数、阴天日数等指标，对湖北省... 详细信息

利用武汉、宜昌等7个站点1961-2004年逐年、逐月太阳总辐射与日照百分率资料，采用最小二乘法确定湖北省太阳总辐射计算公式参数，推算出广大无辐射观测地区的逐年、逐月太阳总辐射；结合日照时数、晴天日数、阴天日数等指标，对湖北省太阳能资源的时空分布特征及气候变化趋势进行了分析；以全国太阳能资源区划为基础，制定了湖北省太阳能资源区划指标，开展了湖北省太阳能区划工作。结果表明：湖北太阳能资源北多南少，同纬度相比，平原多，山区少；太阳能资源夏季最丰富，尤其是8月，总辐射、日照时数、晴天日数均为全年最高，湖北东部秋季大气层结稳定，太阳能资源仅次于夏季；冬季虽然晴天较多，但由于太阳直射南半球，夜长昼短，总辐射全年最低。将全省太阳能资源分为3个区，鄂东北7-12月每月有近一半或以上的晴天，为1级可利用区，也是湖北太阳能资源最佳区域；江汉平原、鄂东南、鄂北岗地部分地区等地为2级可利用区，是光电与光生物质能综合利用的最佳区域；鄂西南、长江河谷地区为太阳能贫乏区。

关键词：太阳总辐射日照时数晴天日数阴天日数区划

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湖北省电线积冰微地形因子影响识别研究

气象 2012年第1期38卷 103-108页

作者：夏智宏周月华刘敏刘来林任永建武汉区域气候中心武汉430074

电线积冰是影响电网正常运行的重要因素,研究电线积冰与微地形因子的关系对于电线积冰风险区划、电网建设可行性论证等具有重要指导意义。本文利用湖北省1:5万基础比例尺地形图数据和湖北省电网线路冰害故障调查统计数据,对电线积冰厚... 详细信息

电线积冰是影响电网正常运行的重要因素,研究电线积冰与微地形因子的关系对于电线积冰风险区划、电网建设可行性论证等具有重要指导意义。本文利用湖北省1:5万基础比例尺地形图数据和湖北省电网线路冰害故障调查统计数据,对电线积冰厚度与其对应的微地形因子进行相关性分析,识别对电线积冰有显著影响的微地形因子,分析电线积冰厚度与对其影响显著的微地形因子的定量关系,解析微地形因子对电线积冰敏感性等级。结果表明:地形起伏度、海拔高度、离水体远近程度、下垫面类型等是影响积冰厚度最显著的微地形因子;地形起伏度与积冰厚度呈乘幂函数关系,海拔高度与积冰厚度呈对数函数关系,离水体远近程度与积冰厚度呈分段函数关系,下垫面类型与积冰厚度无显式的函数关系,但积冰灾害发生点具有明显的随下垫面类型分布的特征;积冰厚度随地形起伏度、海拔高度的增加而增加,而其变化率和敏感性则逐渐减小;地形起伏度小于40 m时,其对积冰风险最敏感;海拔高度在25～100 m时,其对积冰风险最敏感;积冰厚度随离水体距离的增加呈先增后减的变化趋势,其变化率绝对值和敏感性也呈先增后减的变化趋势,当离开水体距离在2～2.7 km时,其对积冰风险最敏感;电线积冰灾害多发区域的下垫面主要为水体、林地,其次为农田和草地,水体对积冰风险的敏感性等级分别是林地、农田、草地的1.5、3.6和16.7倍。

关键词：电线积冰微地形相关性分析敏感度