史军
, 徐家良
SHI Jun, XU Jia-liang
中图分类号: P425.4+7
文献标识码: A
文章编号: 1000-0690(2015)09-1191-07
收稿日期: 2014-05-27
修回日期: 2014-07-10
网络出版日期: 2015-09-25
版权声明: 2015 《地理科学》编辑部 本文是开放获取期刊文献，在以下情况下可以自由使用：学术研究、学术交流、科研教学等，但不允许用于商业目的.
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作者简介:
作者简介：史 军（1975-）,男,山西天镇人,博士,高级工程师,主要从事气候监测和变化研究。E-mail:shij@climate.sh.cn
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摘要
基于上海气象站历史风速观测资料,采用极值I型和皮尔逊III型分布估算了上海市不同重现期最大风速的时间变化以及各区（县）不同重现期最大和极大风速的空间分布。结果表明,1901~2011年,上海市10、30、50和100 a重现期的最大风速分别为21.0、24.9、26.7和29.2 m/s。1974~2011年期间,上海各区（县）10 m高度10、30、50和100 a重现期的最大风速都是以南部沿海地区南汇或金山最大,分别为19.0、21.4、22.6和24.1 m/s;各重现期极大风速也是以南汇或金山最大,分别为32.3、36.4、38.4和41.0 m/s。中心城区各重现期的最大和极大风速都最小。
关键词：
Abstract
Strong wind is defined as the instantaneous wind speed (also called maximum wind speed) at or above 17.0 m/s in meteorology. Strong wind is a disastrous weather phenomenon, it often causes agricultural disaster, house and wall destroyed and casualties and property losses. Therefore, it is quite useful and necessary to understand the characteristics of strong wind, and their impacts for the purpose of development of social economy and resource environment protection. Based on the historical wind speed observation data from 11 stations in Shanghai, the temporal changes of maximum wind speed for different recurrence intervals in urban areas of Shanghai during 1901-2011 and the spatial distributions of maximum wind speed for different recurrence intervals in suburbs and exurbs of Shanghai during 1974-2011 were estimated in this paper with extreme value type I distribution (EV-I) and Pearson type III distribution (P-III). Furthermore, the extreme wind speeds with different recurrence intervals were also estimated in each county of Shanghai during 1974-2011 based on the maximum wind speeds with different recurrence intervals estimated by P-III distribution and a gustiness factor of 1.7. The results indicate that the maximum wind speeds with a recurrence interval of 10, 30, 50 and 100 years are 21.0, 24.9, 26.7 and 29.2 m/s respectively with the estimation of extreme value type I distribution, and they are 20.9, 24.4, 26.0 and 28.0 m/s respectively with the estimation of P-III distribution in Shanghai during 1901-2011. In comparison, the fitting precision of extreme value type I distribution is better than that of P-III distribution in urban areas of Shanghai during 1901-2011. Under the impacts of regional rapid urbanization and the reduced intensity of cold waves and the decreased number (and decreased intensity) of land-falling typhoons caused by global climate change, the maximum wind speed has decreased by approximately 0.8 m/s per decade in Shanghai during 1901-2011. During 1974-2011, the maximum wind speed with a recurrence interval of 10 years is the greatest in Jinshan, and the maximum wind speeds with a recurrence interval of 30, 50 and 100 years are the greatest in Nanhui or Pudong. For each county, the fitting precision of P-III distribution is better than that of extreme value type I distribution during 1974-2011. The maximum wind speeds with a recurrence interval of 10, 30, 50 and 100 years are 19.0, 21.4, 22.6 and 24.1 m/s respectively at a height of 10 m with the estimation of P-III distribution. The extreme wind speed with a recurrence intervals of 10 is the greatest in Jinshan, and the extreme wind speeds with a recurrence interval of 30, 50 and 100 years are the greatest in Nanhui. The extreme wind speeds with a recurrence interval of 10, 30, 50 and 100 years are 32.3, 36.4, 38.4 and 41.0 m/s respectively at a height of 10 m. Overall, the maximum wind speed and extreme wind speeds for different recurrence intervals are the least in urban areas, and they are the greatest in the southern coastal areas of Shanghai.
Keywords：
气象上定义瞬时风速（亦称极大风速）达到或超过17.0 m/s（或目测估计风力达到或超过8级）者为大风[1]。大风是一种灾害性天气现象,常造成农业受灾、屋毁墙倒、人员伤亡和财产损失,在江湖海面大风还会造成圩堤、海塘破坏和船翻人亡灾难[2]。如果大风伴随其他灾害天气（如雷暴、雪暴、冰雹、暴雨、沙尘暴、风暴潮等）共同侵害,则造成的破坏更大[2]。因此,开展大风变化特征以及灾害影响评估研究,是社会经济发展及资源环境保护的迫切需要。
随着国民经济的高速发展,大型桥梁、高耸建筑物、港口、码头、输变电线路等大型工程项目日益增多,抗御大风是这些风易损结构工程设计和生产建设中必须考虑的问题[3,4]。重现期风速、风压等设计参数,尤其是工程应用中称为基本风速的50和100 a一遇风速[5],直接影响到工程的安全性和投资造价。合理、准确地估算工程项目在使用期内可能遇到的风速极值和不同重现期最大风速,是一个具有重要实际意义的问题。
不同重现期最大风速是指大于某风速的最大风速在统计意义上平均多少年可遇一次。目前常用的极值分析方法有极值I型（Gumbel）分布、威布尔（Weibull）分布、皮尔逊III型(P-III型)分布等[6],并采用剩余方差、拟合相对偏差和柯尔莫哥洛夫检验指标等检验其拟合优度[7]。研究上述3种分布对中国各气候区最大风速和极大风速的适用性表明[8],极值I型是最佳模式,威布尔分布最差,而且这个结论几乎适合于全中国。
上海地处中亚热带季风气候区,每年夏季的台风、冷空气南下引起的寒潮大风、强对流引起的飑线大风、雷雨大风以及龙卷风常引发灾害[2,9]。而且,由于城市建设的发展[10],上海高层建筑林立,在一定的天气尺度环流背景下,城市热岛效应和高层建筑狭管效应促使城市街巷内小尺度、瞬时强风增强,严重威胁到人民生命财产安全。对上海城市极端气温[11,12]、台风风暴潮[13]、暴雨内涝[14]灾害以及高层建筑群布局的风环境影响[15]已有较好的研究,但对城市大风灾害还鲜有报道。鉴于此,本文利用历史风速序列重构方案和极值风速分布方法,估算了上海不同重现期风速的时间变化和空间分布,以期为上海大型工程项目风灾防御以及城市建设布局规划提供参考。
本文所用的资料有： ① 《上海气象资料（1873~1972）》,由上海市气象局[16]编制;② 《风压论文选辑》[17],由上海科技技术出版社出版,本文主要利用了“华东地区的风压”一节中表3（上海逐年最大风速）数据;③ 上海龙华气象站（站号：58367）1954~1998年观测报表资料和上海其余10个区（县）气象站（分别为闵行、宝山、嘉定、崇明、南汇、浦东、金山、青浦、松江和奉贤气象站）1974~2011年逐年最大风速资料,以及上海11个气象站2005~2011年极大风速观测记录,数据都来自于上海市气候中心。
1） 上海市百年长时间序列的最大风速资料构建。文中基于上海徐家汇站多种来源风速数据,建立了上海市1901~2011年期间历年最大风速序列,其中1901~1915年和1951~1953年历年最大风速取自《上海气象资料（1873~1972）》[16]。在这些年份,最大风速均是1 h平均风速,测风高度介于35~41 m不等,需要将这些测风风速转换为10 m高度的10 min平均风速。具体转换方法为[3]：根据10 min平均风速与1 h平均风速的时距关系,即0.94×10 min=1 h,将1 h风速转换成10 min风速;然后根据风速随高度变化的指数公式,幂指数取0.16[5],得到10 m高度10 min平均最大风速。
1915~1950年历年最大风速取自《风压论文选辑》[17],由于表中的风速为30 m高度,仍取幂指数0.16换算为10 m高度风速。1954~1998年历年最大风速取自龙华气象站观测报表资料。1999年起龙华气象站搬迁至上海市气象局大院徐家汇,周围高楼林立,观测场周围环境完全不符合国家相关的观测场规范,虽然风仪高度提高至23 m,但测得风速仍明显偏小,年最大风速都小于10 m/s,故1999~2011年的历年最大风速用相距8 km左右的闵行气象站最大风速取代。
2） 上海市不同重现期最大风速时间变化的估算。计算不同重现期最大风速,需要先假设重现期最大风速计算的理论频率满足某个概率分布模型。对极值I型分布、威布尔分布和P-III型分布模型进行了拟合检验,结果表明极值I型和P-III型概率分布拟合效果最好,而且这两种分布是目前极值概率分布计算最常用的[18],故文中各重现期最大风速计算的理论频率分布曲线采用极值I型和P-III型分布,并用最小二乘法进行极值I型分布参数的求解,P-III型分布的参数则是通过寻求拟合曲线和经验值最小离差的适线法计算。计算方法的拟合精度指标为均方差,即（1）式。
式中,S为均方差;
3） 上海地区不同重现期最大风速空间分布的估算。1955~1960年,上海郊区各区（县）陆续建立了10个正规气象站,并在1966~1974年期间各气象站陆续开始24 h自记风观测（10 min平均风速）。目前,上海除中心城区有徐家汇气象站外,在其余10个区（县）分别各有1个气象站。为便于地区间的比较,统一用1974~2011年上海全部11个气象站逐年年最大风速资料,其中徐家汇站1999~2011年期间风速用闵行气象站观测值替代,采用极值I型和P-III型概率分布,估算了上海地区不同重现期的最大风速。
4） 上海地区不同重现期极大风速空间分布的估算。2000年以前,上海地区仅1个气象站（龙华站）有极大风速观测记录。2001~2005年期间,其它10个站陆续具有极大风速记录。为获得上海地区各重现期极大风速,只能通过计算各气象站极大风速与10 min平均最大风速的比值,即阵风系数,再估算1974~2011年期间上海11个气象站各重现期的极大风速。
阵风系数与周围环境及下垫面粗糙度关系密切,其随着下垫面粗糙度增大而增大,并随风速和高度的增加而减小。国家标准《建筑结构荷载规范》[5]中对近海海面、海岸、乡镇、城市郊区以及城市市区的离地10 m高度阵风系数推荐值为1.63~2.76。本文也尝试计算了上海11个气象站的阵风系数,结果表明差异较大,在1.61~2.29之间。如各气象站取不同系数计算重现期极大风速,有可能会产生中心城区的极大风速大于沿海地区的不合理结果。
图1 上海阵风系数与风速大小变化的关系
Fig.1 The relationship between gustiness factor and wind speed in Shanghai
为了避免这种现象,取11个气象站阵风系数的平均值,具体方法是：先取11个气象站出现日最大10 min平均风速大于或等于1~12 m/s不同大小的风速,筛选2005~2010年同站同步的日极大风速样本,计算11个气象站阵风系数的平均值,结果发现阵风系数随着风速的增大而减小（图1）,当风速在6 m/s以上时,阵风系数稳定在1.70~1.71。因本文最大风速的估算主要是关注大风,所以取阵风系数为1.70进行站点各重现期的极大风速估算。
根据1901~2011年期间上海徐家汇气象站年最大风速资料,对上海市最大风速估算表明（表1）,利用极值I型分布估算上海10、30、50和100 a重现期的最大风速分别是21.0、24.9、26.7和29.2 m/s;利用P-III型分布估算上海10、30、50和100 a重现期的最大风速分别是20.9、24.4、26.0和28.0 m/s,两种方法的均方差分别为0.37和0.46。比较而言,极值I型分布的拟合精度优于P-III型方法。
表1 上海市各重现期最大风速统计特征（单位: m/s）
Table 1 Maximum wind speed for different recurrence intervals in urban areas of Shanghai during 1901-2011(Unit: m/s)
| 概率分布 | 重现期（a） | 均方差 | 资料年代（年） | |||
|---|---|---|---|---|---|---|
| 10 | 30 | 50 | 100 | |||
| P-III型 | 20.9 | 24.4 | 26.0 | 28.0 | 0.461 | 1901~2011 |
| 极值I型 | 21.0 | 24.9 | 26.7 | 29.2 | 0.370 | 1901~2011 |
表2是利用P-III型分布估算的上海市5个不同时期各重现期最大风速,可以看出,在起始年不变的情况下,随着资料结束年的推后,各重现期最大风速均朝减小的方向变化,以50 a重现期为例,用1901~1961年最大风速序列估算的风速比用1901~2001年最大风速序列估算值偏大1.4 m/s。
表2 不同年代上海市各重现期最大风速的比较（单位: m/s）
Table 2 Maximum wind speed for different recurrence intervals in urban areas of Shanghai(Unit: m/s)
| 资料年代（年） | 重现期（a） | 均方差 | |||
|---|---|---|---|---|---|
| 10 | 30 | 50 | 100 | ||
| 1901~1961 | 22.8 | 26.3 | 27.9 | 30.0 | 0.603 |
| 1901~1971 | 22.3 | 25.8 | 27.4 | 29.4 | 0.546 |
| 1901~1981 | 21.8 | 25.4 | 26.9 | 29.0 | 0.506 |
| 1901~1991 | 21.6 | 25.1 | 26.7 | 28.7 | 0.465 |
| 1901~2001 | 21.1 | 24.8 | 26.5 | 28.7 | 0.444 |
图2 1901~2011年上海市最大风速年际变化
Fig. 2 The inter-annual variation of maximum wind speed in urban areas of Shanghai during 1901-2011
上海最大风速极值大部是由台风影响造成的,当强台风在浙江北部登陆时,对上海的影响最大;其次是强冷空气南下造成的寒潮大风。图2是1901年以来上海市最大风速的变化,可以看出,1901~2011年期间,上海市年最大风速以0.8 m/（s·10 a）的线性趋势显著减少,其中年最大风速在1956年最大（30.0 m/s）,而在2003年和2007年最小（8.0 m/s）。近10 a以来,年最大风速偏小更为显著,其中近5 a（2007~2011年）年最大风速均小于10 m/s。
由于受区域城市化进程加快[19]以及全球气候变化引起的台风路径走向变化、寒潮强度减弱等影响,上海城市年最大风速有明显减小趋势（图2）。在1901~1956年期间,上海遭受台风影响最为显著的年份是1915、1949和1956年,这3 a都是强台风在上海或其附近登陆,其中1915年7月27~28日强台风穿行舟山群岛后又在上海登陆,徐家汇最大风速为38.3 m/s（35 m高）;1949年7月24~25日强台风在上海金山至浙江平湖间登陆北上,徐家汇最大风速34.2 m/s（30 m高）,1956年8月1~3日,强台风在浙江象山登陆后向西北移行,经杭州附近距上海约100 km,龙华站最大风速30.0 m/s。而在1957~2011年期间,登陆上海的台风仅有2次,分别是1977年9月10~11日7708号台风在崇明岛登陆和1989年8月3~5日8913号强热带风暴在川沙（浦东新区）登陆,最大风速均小于20.0 m/s。近30 a来,在浙江北部登陆台风也较少,对上海风速影响显著的仅为海葵（2012年8月7~8日）台风,影响期间上海南部沿海金山气象站最大风速为18.4 m/s,但徐家汇气象站最大风速仅为4.2 m/s,这表明风速大小除了台风的强度和路径有关外,也与测站周边环境密切相关。总体上上海的风速在近50 a来相对较低,所以最大风速序列呈下降趋势。
已有研究也表明,1971~2000年期间,中国江南、江淮和黄淮及黄河以北区域雷暴大风发生频率均呈减少趋势,并呈现出明显的年代际递减[20]。邹立尧等[21]对黑龙江省1961~2004年近地层风速变化趋势分析也表明,黑龙江省大部分地区年和四季风速呈现显著减小趋势。刘学锋等[22]对河北地区边界层内不同高度风速变化分析表明,城市化以及台站附近观测环境的改变引起地面风速明显减弱,背景大气环流的变化也是地面风速下降的原因之一。因此用不同年代的最大风速序列估算上海市各重现期的最大风速必然有较大差异,且是逐渐减小。
基于1974~2011年上海各区（县）共11个气象站逐年年最大风速资料,利用极值I型和P-III型分布估算上海各区（县）不同重现期10 m高度最大风速,结果表明（表3）,两种分布估算的10、30、50和100 a重现期的最大风速都是以中心城区最小,其P-III型分布估算的上述重现期的最大风速分别为14.4、15.7、16.3和17.0 m/s,而极值I型分布估算的最大风速分别为14.5、16.4、17.3和18.5 m/s。P-III型和极值I型分布估算的各区（县）10年重现期的最大风速也都是以金山最大,分别为19.0和18.9 m/s,但P-III型分布估算的30、50和100 a重现期的最大风速是以南汇最大,分别为21.4、22.6和24.1 m/s,而极值I型分布估算的对应重现期的最大风速是以浦东最大,分别为22.2、23.9和26.1 m/s。
表3 1974~2011年上海地区各区（县）10 m高度各重现期最大风速（单位: m/s）
Table 3 Maximum wind speed at the height of 10 m for different recurrence intervals in each counties of Shanghai during 1974-2011(Unit: m/s)
| 区（县） | P-III型 | 极值I型 | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 10 a | 30 a | 50 a | 100 a | 均方差 | 10 a | 30 a | 50 a | 100 a | 均方差 | ||
| 中心城区 | 14.4 | 15.7 | 16.3 | 17.0 | 0.254 | 14.5 | 16.4 | 17.3 | 18.5 | 0.386 | |
| 闵 行 | 16.9 | 18.6 | 19.3 | 20.1 | 0.462 | 16.9 | 19.5 | 20.6 | 22.2 | 0.811 | |
| 浦 东 | 18.4 | 20.7 | 21.7 | 22.8 | 0.548 | 18.5 | 22.2 | 23.9 | 26.1 | 0.846 | |
| 嘉 定 | 16.6 | 18.3 | 19.0 | 19.9 | 0.241 | 16.7 | 19.3 | 20.4 | 22.0 | 0.443 | |
| 青 浦 | 18.0 | 20.2 | 21.1 | 22.3 | 0.400 | 18.1 | 20.8 | 22.0 | 23.6 | 0.433 | |
| 松 江 | 16.4 | 18.1 | 18.7 | 19.6 | 0.278 | 16.5 | 18.8 | 19.9 | 21.4 | 0.464 | |
| 宝 山 | 16.2 | 18.0 | 18.7 | 19.8 | 0.248 | 16.1 | 18.1 | 19.0 | 20.2 | 0.283 | |
| 崇 明 | 18.3 | 20.0 | 20.7 | 21.6 | 0.390 | 18.3 | 20.5 | 21.6 | 23.0 | 0.527 | |
| 南 汇 | 18.7 | 21.4 | 22.6 | 24.1 | 0.336 | 18.5 | 21.4 | 22.7 | 24.4 | 0.367 | |
| 奉 贤 | 17.5 | 19.7 | 20.7 | 21.9 | 0.319 | 17.5 | 20.0 | 21.1 | 22.6 | 0.369 | |
| 金 山 | 19.0 | 20.8 | 21.6 | 22.5 | 0.385 | 18.9 | 21.6 | 22.8 | 24.5 | 0.642 | |
从表3均方差项还可以看出,上海11个区（县）用P-III型分布估算的拟合精度均优于极值I型。进一步根据各区（县）不同重现期的最大风速估算值,结合各区（县）气象站的地理位置和周围环境来看,用P-III型方法估算结果更为合理。
图3 1974~2011年上海地区50 a重现期最大风速（a）和极大风速（b）空间分布（单位: m/s）
Fig. 3 The distribution of maximum (a) and extreme (b) wind speed for a recurrence interval of 50 years in Shanghai during 1974-2011
图3a是根据上海各区（县）P-III型分布估算结果,利用克里格（Kriging）插值方法绘制的1974~2011年上海地区50 a重现期最大风速的空间分布图,可以看出,最大风速的空间分布在沿海——内陆和中心城区——郊区之间具有较为明显差异,总体而言,中心城区风速最小,50 a重现期的最大风速为16~17 m/s,而崇明东部和浦东南部（南汇）风速最大,达22 m/s左右。
基于1974~2011年上海各区（县）利用P-III型分布估算的各重现期最大风速,取阵风系数1.70,进行各区（县）各重现期的极大风速估算,结果表明（表4）,上海地区10 m高度10、30、50和100 a重现期的极大风速都是以中心城区最小,分别为24.5、26.7、27.7和28.9 m/s,10 a重现期的极大风速是以金山最大,为32.3 m/s,30、50和100 a重现期的极大风速都是以南汇最大,分别为36.4、38.4和41.0 m/s。
表4 上海地区各区（县）10 m高度各重现期极大风速（单位: m/s）
Table 4 Extreme wind speed at the height of 10 m for different recurrence intervals in each counties of Shanghai during 1974-2011(Unit: m/s)
| 区（县） | 重现期（a） | |||
|---|---|---|---|---|
| 10 | 30 | 50 | 100 | |
| 中心城区 | 24.5 | 26.7 | 27.7 | 28.9 |
| 闵 行 | 28.7 | 31.6 | 32.8 | 34.2 |
| 浦 东 | 31.3 | 35.2 | 36.9 | 38.8 |
| 嘉 定 | 28.2 | 31.1 | 32.3 | 33.8 |
| 青 浦 | 30.6 | 34.3 | 35.9 | 37.9 |
| 松 江 | 27.9 | 30.8 | 31.8 | 33.3 |
| 宝 山 | 27.5 | 30.6 | 31.8 | 33.7 |
| 崇 明 | 31.1 | 34.0 | 35.2 | 36.7 |
| 南 汇 | 31.8 | 36.4 | 38.4 | 41.0 |
| 奉 贤 | 29.8 | 33.5 | 35.2 | 37.2 |
| 金 山 | 32.3 | 35.4 | 36.7 | 38.3 |
图3b是利用克里格（Kriging）插值方法绘制的1974~2011年上海地区50 a重现期极大风速的空间分布图,可以看出,上海中心城区风速最小,50 a重现期的极大风速为28~30 m/s,而崇明岛的东端、横沙岛和浦东南部风速最大,50 a重现期的极大风速达37~38 m/s左右。
本文基于上海11个气象站历史风速观测资料,利用极值I型和P-III型分布估算了上海城市不同重现期最大风速的时间变化以及各区（县）不同重现期最大风速和极大风速的空间分布,并得出如下主要结论：
1） 1901~2011年期间,利用极值I型分布估算的上海10、30、50和100 a重现期的最大风速分别是21.0、24.9、26.7和29.2 m/s,利用P-III型分布估算的上海对应重现期最大风速分别是20.9、24.4、26.0和28.0 m/s。比较而言,极值I型分布的拟合精度优于P-III型分布。
2） 1974~2011年期间,上海各区（县）10 m高度10、30、50和100 a重现期的最大风速都是以中心城区最小,10 a重现期的最大风速以金山最大,30、50和100 a重现期的最大风速是以南汇或浦东最大。各区（县）用P-III型分布估算的拟合精度均优于极值I型分布。
3） 选取阵风系数1.70,进行上海各区（县）1974~2011年期间极大风速估算表明,上海地区10 m高度10、30、50和100 a年重现期的极大风速都是以中心城区最小,10 a重现期的极大风速是以金山最大,30、50和100 a重现期的极大风速都是以南汇最大,分别为36.4、38.4和41.0 m/s。
The authors have declared that no competing interests exist.
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沿海港口自然灾害风险评价 [J].
<p>以多灾种复合为背景,选取沿海城市中重要的基础设施——港口为研究区域,包括大连港、天津港、青岛港、上海港、宁波—舟山港、厦门港、深圳港、广州港,从危险性、暴露性和脆弱性等方面选取指标,探讨构建了沿海港口自然灾害风险评价指标体系与评估模型。评价结果为：沿海港口的灾害风险指数相差较大,风险值在空间上表现出长江三角洲沿岸>珠江三角洲沿岸>环渤海沿岸。评价结果可以为沿海港口防灾减灾提供理论依据。</p>
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基于概率加权估计的中国极端气温时空分布模拟试验 [J].https://doi.org/10.3878/j.issn.1006-9895.2004.05.10 Magsci [本文引用: 1] 摘要
提出结合多光束斐索(Fizeau)干涉仪和CCD探测器的条纹图像技术,测量地球边界层下的三维风场的直接探测多普勒激光雷达技术.在分析Fizeau干涉仪的物理特性和光谱特性以及影响测量多普勒频移的因数和改进方法的基础上,提出一套切合实际的直接探测多普勒激光雷达系统参数.并利用该参数进行性能评估分析,模拟不同干涉仪参数对风速精度的影响,得出一个优化的干涉仪物理参数.模拟结果显示,系统可以获得小于1 m s-1的水平风速精度.这些分析,为建立实际的激光雷达系统提供设计依据.
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极端风速分布模式在我国各气候区域的适用性 [J].https://doi.org/10.7519/j.issn.1000-0526.1993.10.003 URL [本文引用: 1] 摘要
选用我国各气候区１１个较长资料年代的台站，分析韦伯尔分布，皮尔逊Ⅲ型分布和极值Ⅰ型分布对最大风速和极大风速的适用笥，揭示出极值Ⅰ型是最佳模式，韦伯尔分布最差。而且这个结论几乎适合于全国。
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中国沿海地区近20年台风灾害风险评价 [J].
依据自然灾害系统理论,综合考虑致灾因子和承灾体特征,提出台风灾害风险评价方法。在GIS环境下对中国沿海地区台风灾害危险性、脆弱性和风险进行分析评价。评价结果显示：海南省、上海市和广东省、福建省、浙江省的沿海区域台风灾害危险性较高;北京市、天津市、上海市和江苏省、山东省的大部分地区及广东省、福建省、浙江省、河北省的沿海区域承灾体脆弱性较高;海南省、上海市和广东省、福建省、浙江省的沿海区域台风灾害风险较高;而北京市、天津市以及河北省、辽宁省和山东省的大部分区域台风灾害风险较低。
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基于DMSP_OLS灯光数据的1992~2010年中国城市空间扩张研究 [J].
<p>选择1992、2000 和2010 年的DMSP_OLS灯光数据，改进了基于统计数据提取城镇用地的算法，使用Python语言编程实现3 个时期中国城市建成区的提取。利用ArcGIS 10、Visual FoxPro 6.0 等软件，选择城市形态紧凑度和城市扩张速度2 个指标，分别从城市规模（超大城市、特大城市、大城市、中等城市和小城市）、大区域（东部、中部、西部和东北区）、省级行政区划（省、自治区和直辖市）3 个空间尺度分析了城市的空间扩张情况。结果表明：① 从城市形态紧凑度来看，同一年份，城市规模越大，城市外部形态紧凑度越小；而中、西部城市平均紧凑度大于东部、东北部。1992~2010 年，除大城市和小城市平均紧凑度指数略微变小、基本不变外，其余各等级城市均变大；东部和西部城市平均紧凑度指数变小，而东北和中部变大。② 从城市扩张速度来看，同一时间段内，城市规模越大，城市建成区年均扩张速度越大；1992~2010 年，东部城市建成区扩张速度最大，东北最小，中、西部次之；其中，北京、重庆、上海、天津扩张速度大，广东、江苏、山东、浙江和福建扩张速度次之，其余省份扩张速度较小；近20 a来，所有等级城市、不同区域城市以及各个省份内城市建成区在加速扩张。</p>
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上海极端气温变化特征及其对城市化的响应 [J].https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-0690.2009.01.015 URL Magsci [本文引用: 1] 摘要
利用上海气象站逐日最高和最低气温资料,分析上海极端气温时间变化特征及对上海城市化的响应过程。结果表明上海1873~2007年极端最高气温总体上无显著变化趋势,极端最低气温以0.27℃/10 a的线性倾向率显著增加,2001~2007年,上海高温日数最多,低温日数最少。1960~2007年,上海极端最高气温和高温日数在市区增加较多,近郊和远郊增加较少;极端最低气温和低温日数市区和近郊减少较多,远郊减少较少。
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长江三角洲极端高温与西太平洋副热带高压的关系 [J].
<p>基于站点逐日最高气温资料、西太平洋副热带高压（WPSH）指数、NCEP/NCAR再分析资料以及上海逐日天气形势资料，分析长江三角洲极端高温与WPSH指数的关系，结果表明，1959~2010 年期间，高温日数与当年WPSH面积和强度指数均呈显著正相关。空间上，高温日数与WPSH面积和强度指数在长江三角洲中部和南部偏东地区显著正相关，与WPSH西伸脊点仅在中部沿海地区显著负相关。高温日数与WPSH指数在8 月相关最好。7、8 月高温日数较多时，WPSH面积较大、强度较强、西伸脊点偏西。近8 a 来上海高温日的主要控制或影响天气系统都是WPSH，占高温总日数的95%。</p>
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基于情景的上海台风风暴潮淹没模拟研究 [J].
<p>台风风暴潮是上海地区面临的主要自然灾害类型,历史上对该区域造成了极为严重的灾害损失.通过上海沿海多站点水文频率分析结果发现,由于高标准海塘的防护,上海发生风暴潮漫堤淹没的几率较小.在此基础上,构建了两处溃堤点6种重现期台风风暴潮溃堤情景,采用高精度洪水数值模型(FloodMap)开展台风风暴潮淹没情景模拟.结果显示,溃堤情景下,风暴潮淹没仅发生在局部小范围区域内.因此,可以认为在目前高标准海塘的保护下,上海受台风风暴潮灾害影响有限.但是,未来需重点关注全球气候变化可能导致的极端台风风暴潮事件.</p>
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基于情景模拟的上海中心城区建筑暴雨内涝暴露性评价 [J].
由于城市的快速发展和土地利用覆被变化,由暴雨或台风引起的内涝已成为全球研究的热点。潜在的内涝风险危及建筑及室内财产安全。文章应用简化内涝模型模拟上海市中心城区不同情境下的积水情况,并根据每幢建筑室内进水深度对其进行暴露性分级。然后分析、评价了上海市中心城区建筑不同情境下的暴雨内涝灾害暴露性。研究结果发现仓储和旧式住宅是最易暴露在内涝灾害中的建筑类型;总体上,杨浦、普陀和徐汇区是政府最需要采取安全措施的区域,长宁和虹口区处于中等暴露性水平;同时,内涝对黄浦、静安、卢湾和闸北区影响很小。研究结果可为地方政府改善内涝风险管理提供参考依据。
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高层建筑群平面布局类型对室外风环境影响的对比研究 [J].
<p>现有城市热环境研究关注于城市尺度范围内城市形态,未充分考虑小尺度区域内、非匀质分布的建筑群布局形态对热环境,尤其是室外风环境的影响。以6 幢方形截面高层建筑组成的建筑群的周围风环境为研究对象,采用数值模拟方法进行对比、分析,对比6 种布局形式的建筑群的室外人行高度1.5 m)处的风速比和风向分布,得出风环境优劣状况与平面布局之间的关系,为城市建设、高层建筑布局规划提供参考与评价依据。</p>
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上海气象资料1873~1972[R] . |
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P-III型和极值I型分布曲线在最大风速计算中的应用 [J]. |
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长江三角洲空间一体化发展格局的初步测度 [J].
<p>一体化空间格局,并不是均匀的空间发展,而是经济更为集中、分工日益密切、生活水平从分异到收敛的过程。从密度、距离、功能分工和联系分割维度,构建评价区域一体化的4 类指标,在宏观层面上对长江三角洲一体化的空间格局进行计算和分析。结果表明:随着一体化进程的深化,长江三角洲地区的开发密度不断增强,但核心集聚与区域扩散并存;交通可达性显著提高,区际间商贸流动距离缩短,成本下降;地区专业化水平提升,地区间实现分工与协作。其中,制造业正由原核心向外围转移,而生产性服务业则出现核心城市集聚态势;多层次、多模式的网状区域管治体系正在建立。</p>
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1971~2000年我国东部地区雷暴、冰雹、雷暴大风发生频率的变化 [J]. |
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1961~2004年黑龙江省近地层风速变化趋势分析 [J]. |
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河北地区边界层内不同高度风速变化特征 [J].https://doi.org/10.7519/j.issn.1000-0526.2009.7.007 URL [本文引用: 1] 摘要
为了研究城市化进程对风速变化的影响,利用1971-2006年河北省境内邢台、张家口和乐亭3个探空站高空风观测资料和对应地面站风观测资料,统计分析了边界层内距地面10m、300m、600m、900m 4个高度的长期风速变化特征,比较了不同高度风速变化趋势的异同.分析结果表明:3站年和季节平均风速随着距地面高度的增加而变大,但最大的风速垂直递增率出现在从10m到300m之间;各站各高度层月平均风速具有明显的季节变化特征,春季风速最大,夏季较小;在近36年里,3站平均的地面(10m高)年和季节平均风速变化存在显著的减少趋势,300m以上各高度层平均风速一般也降低,但远没有地面明显;不同高度平均风速变化趋势的差异可能主要是由城市化以及台站附近观测环境的改变引起的,这使得地面风速明显减弱;但地面以上各层平均风速同样存在一定减弱现象,说明背景大气环流的变化也是地面风速下降的原因之一.
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