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基于城市水文模型模拟的暴雨积涝灾害风险预警研究

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气象 2021年第12期47卷 1484-1500页

作者：扈海波孟春雷程丛兰张西雅北京城市气象研究院北京100089

以土地利用及土地覆盖分类(透水及不透水地表组成)及格点化城市管网排水能力为水文模型主要输入参数,以雷达反演及外推雨量为强迫,模拟城市地表水反应过程及水动力过程,提出在城市水文模型基础上发展城市暴雨积涝风险预警及预报应用。... 详细信息

以土地利用及土地覆盖分类(透水及不透水地表组成)及格点化城市管网排水能力为水文模型主要输入参数,以雷达反演及外推雨量为强迫,模拟城市地表水反应过程及水动力过程,提出在城市水文模型基础上发展城市暴雨积涝风险预警及预报应用。水动力模型以二维浅水方程为基础,用变向隐式法分别在x轴和y轴方向上分两步求解差分方程。此演算方法具回水效应,间接实现了径流路径搜索的多重路径寻向,还原城市地表径流紊流、分流及散流较多的状况。研究分别以在线及脱线方式做了基于城市水文模型的模拟及检验分析。在线模式研究以2012年北京“7·21”暴雨为个例,用雷达定量降水估计强迫到城市水文模型中演算网格积水深度,模拟“7·21”暴雨积涝情景,发现模拟结果基本反映当天的积水及积涝发生情况;脱线模式模拟则侧重计算城市地区不同风险等级暴雨积涝的临界雨量值(风险阈值),尤其是积涝易发点的风险阈值。研究推导出北京地区49个积涝易发点积水深度分别达到0.2、0.5、0.8和1.2 m时的1、3和6 h的临界雨量,并以此作为北京地区暴雨积涝“蓝黄橙红”四个预警等级的划定标准。

关键词：暴雨积涝风险阈值城市水文模型城市积涝

布地奈德、特布他林雾化吸入联合中药贴治疗慢性阻塞性肺病急性发作疗效观察

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中国社区医师 2019年第35期35卷 118-118,121页

作者：成从兰建湖县中西医结合医院心肺科

目的:研究布地奈德、特布他林雾化吸入联合中药贴治疗慢性阻塞性肺病急性发作(AECOPD)的疗效.方法:2017年1月-2019年12月收治AECOPD患者86例,随机分为两组各43例.两组患者接受相同的基础治疗及布地奈德、特布他林雾化吸入治疗;观察组另... 详细信息

目的:研究布地奈德、特布他林雾化吸入联合中药贴治疗慢性阻塞性肺病急性发作(AECOPD)的疗效.方法:2017年1月-2019年12月收治AECOPD患者86例,随机分为两组各43例.两组患者接受相同的基础治疗及布地奈德、特布他林雾化吸入治疗;观察组另外给予自制中药贴穴位敷贴.比较两组治疗效果.结果:观察组治疗后临床总有效率、CAT评分、FEV1%及SaO2指标水平均优于对照组,差异有统计学意义(P0.05).结论:布地奈德、特布他林雾化吸入联合中药贴治疗AECOPD疗效优于单用布地奈德、特布他林雾化吸入,不良反应发生率相似.

关键词：慢性阻塞性肺病急性发作雾化吸入中药贴疗效

30年来我国农业气象灾害对农业生产的影响及其空间分布特征

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生态环境学报 2009年第4期18卷 1573-1578页

作者：卢丽萍程丛兰刘伟东覃志豪中国气象局北京城市气象研究所北京100089 中国农业科学院农业资源与农业区划研究所北京100081 南京大学国际地球系统科学研究所江苏南京210093

农业是气候变化最敏感的领域之一,灾害性天气直接影响着农业生产。文章首先对我国农业气象灾害类型进行阐述,然后对近30年来的气象灾害的时间序列和空间分布特征分析研究,最后进一步探讨了农业气象灾害对农业粮食安全的影响。研究结果... 详细信息

农业是气候变化最敏感的领域之一,灾害性天气直接影响着农业生产。文章首先对我国农业气象灾害类型进行阐述,然后对近30年来的气象灾害的时间序列和空间分布特征分析研究,最后进一步探讨了农业气象灾害对农业粮食安全的影响。研究结果表明：随着农业气象灾害的发生,粮食产量与受灾程度呈周期性波动,受灾程度与相应年份的产量为负相关。从时间序列来看,1997年,2000—2001年和2003年全国总受灾程度较为严重,均超过5×10^7hm^2,成灾面积均为3×10^7hm^2。2004年灾情有所缓和。从全国受灾的空间分布特征来看,我国灾损较为严重地区主要集中在东部地区。按区域划全国灾害受损程度依次为华东地区,华中地区,华北地区和东北地区,此外西南地区四川也较为突出。气象灾害中以干旱灾害和洪涝灾害最为严重,是影响农业生产的主要因素,二者所占比重为70%-85%。掌握农业气象灾害的特点和发生规律,对于防御气象灾害,提高防灾减灾的能力,趋利避害,保障农业增产具有十分重要的意义。

关键词：农业生产气象灾害时空特征粮食安全

结合中尺度模式物理约束的雷达回波临近外推预报方法研究

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气象学报 2022年第2期80卷 257-268页

作者：孙泓川吴海英曾明剑程丛兰江苏省气象台南京210008 中国气象局交通气象重点开发实验室南京210009 江苏省气象科学研究所南京210009 北京城市气象研究院北京100089

研究设计了一种结合中尺度模式物理约束的雷达回波临近智能外推预报方法,该方法在外推预报时效(0—2 h)内即利用中尺度高分辨率模式信息对外推进行约束。首先将模式风场和雷达回波轨迹风场融合成融合风场,然后利用融合风场光流外推形成... 详细信息

研究设计了一种结合中尺度模式物理约束的雷达回波临近智能外推预报方法,该方法在外推预报时效(0—2 h)内即利用中尺度高分辨率模式信息对外推进行约束。首先将模式风场和雷达回波轨迹风场融合成融合风场,然后利用融合风场光流外推形成动力约束外推;并在此基础上利用模式诊断产品和雷达历史资料通过投票回归器集成多种深度学习算法构建回波强度频率分布的预测模型,最终基于预测模型结果利用降水频率匹配订正技术对外推预测的原始回波强度进行订正形成物理约束外推方法。通过2个典型个例,以及2年主汛期的长期检验对原始光流法、动力约束外推方法和物理约束外推方法进行综合评估,结果表明:动力约束外推通过改善光流法回波在边缘的堆积扭曲从而改进了预报性能,物理约束外推通过基于模式信息预测的回波频率分布调整回波强度实现回波的增强和减弱来改善预报性能,随着时效延长改善越来越明显,整体而言物理约束外推是其中最优的方案。

关键词：光流法中尺度模式深度学习短时预报

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基于BJ-RUCv2.0预报系统对大雾形成和发展关键条件的数值分析

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气候与环境研究 2018年第1期23卷 59-71页

作者：李青春程丛兰张亦洲王在文中国气象局北京城市气象研究所北京100089

为了弄清北京地区持续性雾—霾天气过程的演变规律、揭示大雾形成和发展的关键条件,利用常规气象观测资料、高速路自动气象站观测资料和大气成分观测资料分析了2013年1月26~31日雾—霾天气过程的演变特征和有利于大雾形成和发展的天气... 详细信息

为了弄清北京地区持续性雾—霾天气过程的演变规律、揭示大雾形成和发展的关键条件,利用常规气象观测资料、高速路自动气象站观测资料和大气成分观测资料分析了2013年1月26~31日雾—霾天气过程的演变特征和有利于大雾形成和发展的天气形势。在此基础上,采用先进的北京快速循环同化中尺度数值预报系统(BJ-RUCv2.0)开展数值模拟,分析大雾形成的水汽、动力和热力条件,得出:模式对1月30日夜间至31日前半夜的雾区模拟较好,但对28日夜间至29日白天(大雾天气伴严重大气污染)雾区的模拟偏差较大。发现近地层的持续性东南风使950 hPa以下湿度增大是大雾形成的关键条件。上层(975~800 hPa)的明显暖平流导致逆温层的加强和维持,使大气层结稳定度增强,是大雾天气发展和维持的重要条件。另外,近地层950 hPa以下为风场辐合、其上层为风场辐散的结构有利于雾的进一步发展。

关键词：雾—霾天气 BJ-RUC v2.0预报系统数值模拟边界层结构水汽条件和热动力条件

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苯系物新型吸收剂的研究

北京工业大学学报 2000年第1期26卷 107-111页

作者：程丛兰黄小林郎爽耿红北京工业大学环境与能源工程学院北京100022

提出了一种新型的苯系物吸收剂，它以水为主，添加少量无机盐类活性组分及表间活性剂，可以达到对苯系物７０％左右的吸收效率，对苯系物的污染治理有很好的应用前景．

关键词：苯系物表面活性剂吸附剂污染治理有机废气

夏季两次不同强度暴雨过程的低空急流特征及其作用对比分析

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气象 2022年第11期48卷 1384-1401页

作者：李青春程丛兰全继萍陈敏窦有俊仲跻芹北京城市气象研究院北京100089

为了揭示北京地区夏季暴雨形成过程中的低空急流成因、结构特征及其作用,利用风廓线雷达测风数据、NCEP/GFS再分析资料(0.5°×0.5°)、国家级地面气象观测站和区域自动气象站小时降水量观测数据,对两次不同天气系统类型和强度等级的暴... 详细信息

为了揭示北京地区夏季暴雨形成过程中的低空急流成因、结构特征及其作用,利用风廓线雷达测风数据、NCEP/GFS再分析资料(0.5°×0.5°)、国家级地面气象观测站和区域自动气象站小时降水量观测数据,对两次不同天气系统类型和强度等级的暴雨过程开展对比分析,得到结论如下:2018年7月16日(简称“7·16”)北京特大暴雨是在副热带高压边缘低空西南急流的影响下形成的,低涡低槽东移发展、低空急流不断加强,加之地形辐合线的影响,为大暴雨的发生提供了极为有利的低空水汽输送、辐合和抬升条件。2019年7月22日(简称“7·22”)北京暴雨是在高空槽前低空急流的影响下形成的,低空急流是由高空急流东移、下传所产生,低空水汽输送和辐合作用相对较小。在两次暴雨过程中的强降水发生前3 h,均出现低空急流强度增大、低空急流最低高度下降、低空急流指数激增、1500 m以下出现明显的垂直风切变并且逐渐增大等特征。在“7·16”暴雨过程中,边界层急流遇到山脉地形触发了对流新生,低空急流、地形辐合线共同作用使对流系统不断发展和组织化,是沿山地区极端强降水形成的关键原因。低空急流特征量(低空最大风速、急流最低高度和低空急流指数)和1500 m以下的垂直风切变大小对强降水的发生具有重要的指示意义。

关键词：北京暴雨低空急流边界层急流垂直风切变地形辐合线风廓线雷达

京津冀夏季雷达定量降水估测的误差统计及定量气候校准

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气象学报 2019年第3期77卷 497-515页

作者：宋林烨陈明轩程丛兰高峰陈敏北京城市气象研究院

雷达定量降水估测(QPE)是短时临近预报的关键部分,在定量降水预报(QPF)、强降水预警、城市积水内涝、地质山洪灾害、精细化天气服务等方面具有重要作用。利用京津冀地区雷达定量降水估测资料和逐时自动气象站降水观测数据,分析了2011—2... 详细信息

雷达定量降水估测(QPE)是短时临近预报的关键部分,在定量降水预报(QPF)、强降水预警、城市积水内涝、地质山洪灾害、精细化天气服务等方面具有重要作用。利用京津冀地区雷达定量降水估测资料和逐时自动气象站降水观测数据,分析了2011—2016年夏季京津冀地区雷达定量降水估测的误差空间分布特征,并重点提出了一种新的雷达本地化定量气候校准算法。结果表明,京津冀地区雷达定量降水估测较好地反映了总降水量东北—西南带状分布特征,但西北部山区、东北部山区及西南部山区估计偏弱,东北部山前地带估计偏强,西北部存在虚假降水估计,而北京市城区估计最为准确。利用雷达本地化定量气候校准算法对1 h雷达定量降水估测进行气候尺度上的约束订正,检验结果表明,经过校准后的雷达定量降水估测偏差(BIAS)、平均绝对误差(MAE)、均方根误差(RMSE)和均方根相对误差(RRMSE)均减小。绝大部分站点偏差减小幅度超过50%,京津冀东部及南部平原地带平均绝对误差、均方根误差和均方根相对误差减小幅度在20%左右,而北部及西南部山区误差减小幅度相对较小。降水个例检验结果表明,经过雷达定量气候校准后的雷达定量降水估测强度更接近自动气象站观测的降水量级,且降水结构细致,偏差、平均绝对误差和均方根误差均减小,与自动气象站观测降水的相关系数增大,因此该算法有助于改进雷达定量降水估测的准确度。

关键词：雷达定量降水估测误差定量气候校准京津冀地区

基于雷达外推临近预报和中尺度数值预报融合技术的短时定量降水预报试验

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气象学报 2013年第3期71卷 397-415页

作者：程丛兰陈明轩王建捷高峰杨汉贤中国气象局北京城市气象研究所北京100089 中国气象局数值预报中心北京100081 香港天文台香港999077

为克服目前中尺度数值模式在对流尺度定量降水短时预报方面的不足,弥补基于"外推"的临近预报技术在2 h以上定量降水预报能力方面的缺陷,研究设计了一种基于"外推"临近预报技术和中尺度数值模式的定量降水预报(QPF)融合技术方案,并进行... 详细信息

为克服目前中尺度数值模式在对流尺度定量降水短时预报方面的不足,弥补基于"外推"的临近预报技术在2 h以上定量降水预报能力方面的缺陷,研究设计了一种基于"外推"临近预报技术和中尺度数值模式的定量降水预报(QPF)融合技术方案,并进行了试验应用。该方案首先基于雷达探测和自动气象站观测的定量降水估计(QPE)结果,对中尺度数值模式输出的定量降水预报在谱空间进行相位校正,分析计算出数值预报和观测的偏差,导出一个附加的数值预报校正场;其次,根据数值预报校正场满足一定时间变化分布的特征,调整相应时段的数值预报降水区域和强度;最后,利用双曲正切线权重函数,对校正后的数值模式定量降水预报和基于临近预报技术的定量降水预报进行融合,融合权重根据典型环流特征动态变化。融合后的定量降水预报在前1-2 h表现出主要依赖"外推"临近预报结果,之后随着融合权重的变化,数值预报对融合结果的贡献逐渐加大,直至融合后5-6 h占主导地位。通过对京津冀地区2011年夏季5个及2012年夏季2个典型强降水个例的80次预报试验及其检验,表明融合后的0-6 h定量降水预报结果改进较为明显,总体优于单独的临近预报技术或者中尺度数值预报模式的结果。

关键词：定量降水预报融合中尺度数值预报临近预报