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科研进展:多源台风降水数据对城市内涝多尺度模拟的影响评估

  • 发布日期: 2022-11-15
  • 近年来,受台风暴雨影响,“城市看海”现象频发,台风暴雨内涝已成为我国沿海城市面临的重大挑战之一。目前,国内外采用卫星、雷达、气象站等多种手段进行暴雨监测和短临预测,并在此基础上开展城市内涝模拟,由此指导后续的灾害应急响应与管理。但是,我国迄今为止少有针对台风降雨数据对城市暴雨内涝模拟的影响研究,严重制约了应急响应效率。因此,充分认识不同观测来源的台风降水数据在城市内涝模拟中的适用性,是开展城市台风暴雨内涝预报预警与应急管理的基础性工作,具有重要的现实意义。

    针对这一问题,中国气象局上海台风研究所陆逸和华东师范大学殷杰教授等开展了多源台风降水数据对城市内涝模拟的影响研究。选取上海为研究区,以2013年台风“菲特”期间的自动气象站降水观测、雷达定量降水估测、雷达融合降水3套数据为输入,采用二维洪涝数值模型FloodMap-Hydroundation2D,分别开展了城市和街区尺度台风暴雨内涝情景模拟。并结合土壤湿度数据,定点对比了多源降水数据对淹没时间特征的影响。研究结果表明:

    1)在城市尺度上(图1),相对于气象站观测,雷达定量估测降水强度偏低但具有更高的空间解析度,而雷达融合降水则兼具二者优势。且对于5 cm以上的积水,雷达融合降水情景下的模拟能够提升6%的积水命中率,可应用于城市台风暴雨内涝模拟业务化。


    1 过程降水量和城市尺度不同降水情景下模拟淹没分布图

    (ad:站点观测;be:雷达融合;cf:QPE)


    2)在街区尺度上(图2),雷达融合降水可有效改善站点空间分布不均、雷达定量估测降水偏弱等问题,从而捕捉到内涝细节。


    2 报警积水点和街区尺度不同降水情景下模拟淹没分布图

    (a:站点观测;b:雷达融合;c:QPE)

    3)定点评估显示3套降水数据来源对内涝的时间特征影响不大,均可以准确反映淹没发生的时间规律。研究成果可为构建有效的城市台风暴雨内涝预报预警系统提供重要依据

    该研究论文近期在《International Journal of Disaster Risk Science》发表,第一作者为上海台风研究所陆逸,通讯作者为华东师范大学殷杰教授。


    原文链接:

    https://link.springer.com/article/10.1007/s13753-022-00446-x




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