当期目录

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  • 宫清华, 王军
    2025, 45(4): 1-1.
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  • 极端气候事件的复合型灾害效应
  • 极端气候事件的复合型灾害效应
    刘青, 吴国凤, 姚前, 许瀚卿, 牛怡莹, 魏旭辰, 王军, 李梦雅
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    以海口市为例,基于高分辨率气候模式数据,利用热带气旋路径数据集模拟1960—2099年热带气旋风暴潮位,并结合降雨和河流流量,利用超阈值法和极值分布,分析海口市复合洪涝致灾因子变化特征。基于此,构建复合洪涝情景,对极端复合洪涝灾害进行危险性模拟并深入探究。结果表明:1)最高风暴潮位、累积降雨量和上游最大流量的极值分布拟合结果显示,气候变化下未来海口市最高风暴潮位和上游最大流量有所上升,累积降雨量有所减少;2)海口市复合洪涝灾害致灾因子统计结果表明,气候变化下海口市发生多致灾因子碰头事件概率增加,降雨峰值与风暴潮峰值同时发生的概率较大,与上游流量峰值碰头概率较低,但存在同天发生的可能性,因此需全面考虑多致灾因子的耦合作用,否则将会低估极端洪涝灾害的影响;3)模拟结果表明,在50 a一遇情景下,未来阶段(2015—2099年)总淹没面积达371.01 km2,相较历史阶段(1960—2014年)的396.96 km2有所减少,但深度>3 m的淹没区域面积和体积大幅增加,分别从50.13扩展至78.45 km2,从529.29×106增加至637.08×106 m3,尤其是南渡江沿岸及北部滨海区的洪涝风险将进一步加剧。

  • 极端气候事件的复合型灾害效应
    沈秋华, 王钧, 黎昊, 宫清华, 黎念卿, 李景富, 袁少雄, 刘博文
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    文章以粤西高州马贵河流域“2010.9.21”特大滑坡泥石流灾害为例,从灾害链触发、传递和累积放大角度出发,分析该次灾害事件中滑坡—泥石流灾害链的演化特征;基于小流域单元,从滑坡—泥石流灾害链的启动条件、累积放大条件入手,建立以累积放大效应为导向的灾害链危险性评价指标体系;利用综合指数模型对滑坡—泥石流灾害链的危险性进行评估,用实际调查结果进行验证。结果表明:1)马贵河流域滑坡—泥石流灾害链具有多沟汇集,冲击力大,地形起伏度大等特点;在物源区,滑坡在失稳过程中直接转化为泥石流,经过短距离流动汇入泥石流支沟,多条泥石流支沟在沿途中接受滑坡汇集汇入主沟谷,经流通区势能加速后冲出沟口,在沟口低缓地形区产生大面积扇形堆积,造成居民房屋、农田等遭受严重淤积。2)马贵河流域滑坡—泥石流灾害链的危险性以中危险性为主,仅1处小流域处在极高危险区。3)评价结果与实地调查结果高度一致,文章提出的考虑累积放大效应的灾害链危险性评估方法可靠,可以为滑坡—泥石流灾害链的风险评估提供参考。

  • 极端气候事件的复合型灾害效应
    安澳华, 陈洁, 高郭平
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    中国东南沿海对气候变化响应敏感,同时经济高度发达、人口老龄化严重,具有高暴露度和脆弱性,是复合高温-干旱事件(Compound Heat-Drought Events, CHDEs)发生的潜在高风险区域。文章基于多模式集成的CMIP6气候预估数据,采用Copula联合分布函数,从发生天数、强度和持续时间维度探讨未来多情景(SSP1-2.6、SSP2-4.5、SSP3-7.0、SSP5-8.5)、多时段(2021—2040、2041—2060、2081—2100年)下,东南沿海CHDEs的危险性时空格局,并运用可归因分数(Attributable Fraction, AF)方法探讨高温对干旱的滞后效应。研究发现:1)未来情景下东南沿海CHDEs危险性呈上升趋势,其中强度增长最为显著,在SSP5-8.5情景下,21世纪末强度达到基准期(1995—2014年)的3.41倍;2)空间格局上,上海大部分地区、江苏东南部和浙江东部靠近海岸线地区为危险性高值区,且随着辐射强迫的增加,空间异质性增强;3)东南沿海地区的高温对干旱具有明显滞后效应,其中江苏东北部、浙江东部靠近海岸线地区及上海大部分地区最大滞后AF值超过5%,部分区域滞后天数高达7 d。

  • 极端气候事件的复合型灾害效应
    郑杨坤, 王锋, 韦秋莹, 张云, 杨芳, 胡茂川
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    中国沿海城市经常受到雨潮遭遇复合灾害的影响,合理计算不同标准下的降雨、潮位设计组合值,对沿海城市防洪排涝规划设计具有重要意义。文章以广州市105个排涝片区为研究对象,基于2个潮位站点和广州市高程数据,将105个涝区划分为37个非高潮位影响区域与68个高潮位影响区域,并基于超阈值选样法选取片区雨量序列及其对应的潮位序列。在此基础上,通过Copula函数和同频法计算各片区不同联合重现期下雨量、潮位设计组合值,并分析其空间分布特征。结果表明:受降雨量、高程等因素的影响,雨潮遭遇联合重现期为50、100、200 a时,各排涝片区雨潮设计量级分别约为30~35、50~58、74~94 a,雨潮遭遇具有明显的放大效应。设计暴雨总体呈自北向南逐步减少趋势。广州市百年一遇日降雨和高潮位遭遇概率大体呈从北向南增大趋势;广州市远离河口的区域相对于中部与南部地区更不容易受高潮位影响,雨潮遭遇风险相对较低。

  • 风险评估与预测技术创新
  • 风险评估与预测技术创新
    蔚丹丹, 石勇, 陈淑曼, 梅煜茹
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    全球气候变暖加剧了中国马拉松赛事的高温暴露风险。高温环境不仅威胁运动员健康安全,还可能对赛事的组织策略和体育产业的可持续性发展造成深远影响,因此马拉松赛事的高温风险管理成为亟待关注的重点。针对当前高温预警体系在运动场景中阈值设定的缺失,以及缺乏统一、详尽的标准规范,文章基于湿球黑球温度(WBGT)构建了红色、橙色和黄色三级精细化高温暴露预警体系,并基于该系统分析马拉松赛事高温暴露的时空分布特征及演变趋势,结果发现,中国马拉松赛事高温暴露呈现出显著的地域差异,预警期整体呈现“南长北短”的空间格局。此外,对比1961—1990年的历史参照期,1991—2020年的当前基准期内,全国大部分地区的高温暴露期显著延长,尤其是红色预警期,反映出极端高温事件频率和强度的持续上升趋势。为全面评估高温暴露,文章创新性地从暴露强度、暴露数量和暴露价值3个维度完善马拉松高温暴露框架并提出高温暴露指数(Marathon Exposure Index, MEI)。本研究成果可扩展至其他户外运动项目,为应对气候变化背景下的公共体育活动安全治理提供理论工具与实践范式。

  • 风险评估与预测技术创新
    杨一飞, 方伟华, 郑金丽, 付婧瑄
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    历史降水数据是评估干旱和洪水等灾害风险的基础,但是历史数据无法涵盖未来更极端的降水情况,而目前大范围格网单元的随机降水生成方法尚不完善。为此,文章旨在基于历史降水信息生成具有空间相关性的随机降水,以提升灾害风险评估的可靠性。基于经验正交分解以及主成分系数概率拟合等方法,探索了中国0.1°格网尺度日降水随机事件集的生成方法和技术流程。首先,基于经验正交分解方法,对中国1961—2022年共62年逐日降水数据进行分解,对于年内任意一天均形成62个空间模态及对应的模态系数;其次,利用多种概率分布函数对各日的模态系数进行概率分布拟合,并为每日选择出一个最优拟合函数;然后,基于各日模态系数概率分布,并选择历史模态系数的最大值、最小值的2倍作为阈值上下边界范围,进行多年的日降水情景蒙特卡洛抽样;最后,利用每日62个空间模态及随机模态系数,生成各年逐日随机降水事件集。为比较历史降水、随机降水特征的一致性和差异性,模拟生成5 000个年份的日降水事件,并用最大值、平均值、标准差、典型重现期降水、空间相关性5个统计特征值进行对比分析。结果显示:1)随机降水较好地保留了历史降水的强度-概率特征,在格网尺度上二者平均值差异<0.9 mm几乎可以忽略,10、20和50 a一遇降水强度差异均<15%,二者标准差的差异均<8%。2)随机降水有效地扩展了年最大值上限,在差异最大的网格上,随机降水最大值比历史降水提高了36%。3)随机降水较好地保留了空间相关性特征,中国所有格网的逐日莫兰指数和皮尔逊相关系数,最小值也分别>0.96和0.95。基于经验正交分解的中国日降水随机事件集,可为后续量化灾害风险评估提供良好的降水数据基础。

  • 风险评估与预测技术创新
    沈涣焕, 胡恒智, 辛辰, 温家洪, 杨雨露
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    利用上海市1990—2020年逐日降雨数据,构建了汛期3个时期(梅雨期、盛夏期、秋雨期)3种雨量阈值(最大值、99分位、95分位)下的9种暴雨情景。基于SCS-CN水文模型和Mike21水动力模型进行城市暴雨水淹模拟,构建了基于层次分析法和熵权法组合权重与控制规则的模糊综合评价指标体系,对上海文旅集聚区进行内涝影响评价。结果表明:1)盛夏期为上海暴雨内涝高影响时期,95分位情景下郊区受轻微内涝影响,极大值情景下中心城区内涝影响显著增加;2)控制规则有效地提升了内涝影响评价体系的合理性与适应性,常住人口和流动人口是内涝影响评价的关键因子;上海市文旅集聚区内涝影响呈现显著的时空梯度特征,中高及高影响区域主要集中于中心城区文旅集聚区;3)盛夏期中高及高影响区域面积最大,达3.1 km2(占比8.79%),梅雨期次之,秋雨期影响最小;4)盛夏期街区马路型集聚区的高影响面积占比最大,水岸休闲型和文旅综合型次之,面积占比分别为27.52%、8.30%和6.44%。

  • 风险评估与预测技术创新
    秦年秀, 文凤, 汪军能, 何继业, 姜彤
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    文章利用CMIP6气候模式和人口预测数据,预估了3种共享社会经济路径(SSPs)情景下广西西江流域2021—2100年干旱变化以及人口暴露度。研究发现:1)CMIP6多模式耦合平均法在预测气候变量和干旱事件具有较高有效性。未来,西江流域气温和降水在不同情景下均呈上升趋势,气候变化影响愈发显著。2)通过SPEI指数分析,发现西江流域历史与未来干旱化趋势明显增加,不同情景下未来干旱的变化速率、发生时间、频率、强度等特征存在显著差异、变化复杂。低排放情景下干旱有望缓解,而高排放情景下干旱将全面加剧。3)西江流域未来不同程度干旱空间变化差异明显。低排放情景远期干旱基本消失,中等排放情景影响范围和强度均可能加剧,高排放情景则全面恶化,干旱态势严峻。4)人口暴露度与不同排放情景高度相关,低排放情景下人口暴露度显著降低,中、高排放情景下则大幅增加,尤其是远期重旱人口暴露度激增。5)气候变化是影响人口暴露度的主要因素,但人口增长与结构变化亦不容忽视,需制定差异化适应措施,通过积极减排和可持续发展路径降低干旱风险。

  • 风险评估与预测技术创新
    戈心雨, 樊冬丽, 田展, 刘乔丹, 吕嘉杰, 王燕龙
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    气候变化背景下城市洪涝灾害日益频发,城市化加剧了关键基础设施间的耦合依赖,其在极端洪涝事件中将面临更高的服务中断风险。文章构建了从洪涝灾害风险传导到社会影响的综合分析框架,包括洪涝过程模拟、关键基础设施级联建模与社会脆弱性评估。以深圳茅洲河流域为案例,基于网络方法构建基础设施系统网络模型,通过Delft3D模型构建多情景淹没,分析基础设施服务中断对城市居民的影响及服务稳定性,研究发现:1)变电站是洪涝引发级联故障的关键节点,模型模拟的电力中断区域与历史验证数据的吻合率达62%,具有较高可信度;2)考虑级联效应后,消防站和派出所受影响数量分别增加了10和6个,通讯和医疗服务中断对城市居民数量的影响更为显著;3)气候变化背景下,洪水对基础设施系统的扰动显著加剧,整体受影响基础设施数量平均提升38%;4)得益于相对合理的空间布局和设施的抗洪能力,茅洲河流域的电力系统、应急响应(涵盖警务和消防)和避难服务表现出一定稳定性。

  • 风险评估与预测技术创新
    张之夏, 杨剑, 陈思孝, 林森
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    台风是中国沿海地区最严重的自然灾害之一,常导致重大经济损失。准确评估和预测台风直接经济损失对于提升防灾减灾能力和优化资源配置至关重要。文章以福建省84个区县为研究对象,基于2009—2021年影响福建省的30场台风灾害数据,结合致灾因子、孕灾环境因子和承灾体暴露度因子,共计20个关键影响因子,采用LightGBM方法构建台风直接经济损失预测模型,对台风风险进行定量评估并通过实际案例探讨模型在台风实际直接经济损失动态预测中的适用性。模型重要性分析表明,日最大风速、河网密度、日最大降水、累计降水、单位面积GDP和城市化率是影响福建省台风直接经济损失的主要因素。文章构建的模型在训练集上Pearson相关系数R达到0.836、可决系数R 2达到0.66,通过4个超强台风案例验证模型性能,预测直接经济损失与实际的损失相关系数在0.6~0.71,表明模型具有较好的应用潜力。以超强台风“莫兰蒂”为例,利用所建模型开展动态预测应用,结果显示模型较好地模拟了台风动态变化过程中直接经济损失的动态分布变化,可为福建省及其他沿海地区的台风灾害损失评估和应急管理提供科学支持。

  • 韧性适应与综合减灾策略
  • 韧性适应与综合减灾策略
    王钧, 王祥林, 宫清华, 袁少雄, 刘博文
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    围绕粤港澳大湾区防灾减灾的重大需求,开展大湾区自然灾害危险性区划与对策研究。首先,基于陆地地貌分类体系,进行大湾区地貌一级和二级区划;其次,根据各地貌单元内主导自然灾害的强度,进行自然灾害的一级和二级区划;最后,根据区划单元内自然灾害的主控因素进行灾害危险性评估与区划,并针对性提出大湾区自然灾害防灾减灾对策建议。结果表明:1)大湾区地貌可划分山地、丘陵、台地、平原4大一级分区和中海拔小起伏山地、低海拔侵蚀剥蚀丘陵、低海拔冲积台地、低海拔海积冲积平原等10个二级分区;2)大湾区可划分为山地丘陵灾害区、平原台地灾害区和河口海岸灾害区3个灾害一级分区,面积占比分别为52.77%、40.43%和6.80%;3)大湾区可划分为低海拔小起伏山地灾害区、低海拔海积冲积平原地面沉降区、低海拔平原台地洪涝区等14个灾害二级分区,其中,面积最大的为低海拔小起伏山地灾害区,面积占比为36.67%;4)大湾区山地丘陵灾害高危险区主要在肇庆市的德庆、怀集、广宁等县区、广州市北部的从化区、惠州市的龙门、博罗等区域,平原台地灾害高危险区主要在珠海市斗门区、广州市花都区的广花盆地、南沙区、佛山市高明区等区域,河口海岸灾害高危险区主要在珠海市斗门区、珠三角出海口附近;并从4方面针对性地提出大湾区自然灾害的防灾减灾对策。

  • 韧性适应与综合减灾策略
    袁少雄, 宫清华, 叶玉瑶, 王钧, 郝银磊, 张雅泽, 刘博文
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    快速城市化与地质灾害频发对区域生态安全构成挑战。传统生态安全格局(ESP)构建方法较少考虑地面沉降等垂直地质因素,这可能导致沿海城市生态功能区划不合理和生态系统服务功能的降低。文章以珠海市为例,探索了地面沉降因素对生态安全格局构建的影响机制。采用多层感知器(MLP)深度学习模型进行ESP预测,结合加权平均、非线性融合、信息熵和主成分分析等多源数据融合方法进行格局分类和效果评估。结果显示,MLP模型的平均预测准确率达84.5%。空间分析揭示了地面沉降对ESP的影响存在显著空间异质性,中等历史沉降区(8~41 mm/a)表现出最显著影响。源地区和建设区域分别有7.14%和9.84%的区域表现为轻微沉降(2~8 mm/a),应作为重点监测与管理区域。不同融合方法在识别特定功能区域方面表现各异:主成分分析(前2个主成分分别解释了27.1%和19.8%的方差)和信息熵方法在识别建设区和廊道区方面表现优异,而非线性融合在源地区识别方面具有优势。通过整合地面沉降监测数据和多源数据融合方法,文章为沿海城市ESP优化提供了方法学参考,辅助识别了以沿海湿地和河口系统为核心的珠海市生态安全格局。研究表明,在地面沉降约束下协调生态保护、灾害防治与城市发展是可行的。未来研究应重点关注高分辨率时空数据的应用、算法优化,以及研究成果向城市规划和生态管理政策的高效转化机制。

  • 韧性适应与综合减灾策略
    郭腾蛟, 曹琦, 马钰富, 杨列娟
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    以风暴潮为例,通过整合防灾减灾政策文本,将风险要素解构为危险性、脆弱性、抗灾能力三维度。运用文本挖掘技术分析政策语境下的风险要素构成及演变特征,重点揭示不同阶段防灾减灾的侧重点。结果表明:1)政策文本可提取出大量风暴潮风险要素,其中危险性要素聚焦海平面上升、台风等高频词,脆弱性要素突出沿海区域、海岸带、土地利用等方面,抗灾能力要素强调工程防御、财政支持等。2)不同阶段的政策文本对风险要素的关注点存在显著差异,2010年以前主要集中在灾害危险性的识别与监测方面,2010—2015年关注点在于进一步细化承灾体脆弱性,2015年后则更重视科技发展对抗灾能力的作用,这些变化反映政策制定者对风暴潮灾害风险认知的逐步深化。3)政策文本中提取的“天文潮”“围填海”“灾害保险”等要素,弥补了传统指标体系对人为干预与制度性因素的忽视。

  • 韧性适应与综合减灾策略
    吴元飞, 刘梦颖, 田兵伟, 田人杰, 胡逸凡
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    为提升山地乡村社区灾害韧性评价的科学性与实践价值,文章基于PSR(压力―状态―响应)模型,融合熵值法与(AHP)层次分析法,构建了包含3个维度(压力韧性、状态韧性、响应韧性)、9个要素、32项指标的多层级评价体系,并以四川省凉山州安宁河流域的4个典型社区(桃源村、曹古村、牛郎村、群英村)为例,结合实地调研、GIS空间分析及多源数据进行实证研究。结果表明:1)社区综合韧性排序为桃源村>牛郎村>群英村>曹古村,桃源村因全国防灾示范社区建设,韧性最高,而曹古村因高海拔地形和基础设施滞后,韧性最低;2)状态韧性对总体韧性贡献度最高,其中C9村民住宅建筑质量为核心驱动因素,压力韧性中C2单侧距活动断层距离与C6地质灾害隐患点威胁人数显著影响风险等级,响应韧性依赖C26灾害监测设备与C27预警信息发布效率;3)基于“压力―状态―响应”协同优化路径,提出差异化防灾策略,包括风险区划与工程治理(压力层)、住房抗震改造与社会资本培育(状态层)、智慧预警与传统知识融合(响应层)。文章验证了PSR模型在山地乡村灾害韧性评价的适用性,揭示了“状态韧性主导、响应能力短板”的典型特征,为同类社区防灾规划提供方法论支持。

  • 韧性适应与综合减灾策略
    许梦杰, 刘兴诏, 谢慧黎, 张扬, 戴洪霞, 周沿海, 黄发明
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    气候变化导致极端天气事件及海平面上升正威胁着沿海城市社区安全。为应对这一挑战,建设韧性社区已成为保障城市安全和减缓灾害影响的重要手段。文章基于社区基线理论,将韧性视为适应性与脆弱性的权衡,构建了海湾社区韧性的评估框架,并以厦门市五缘湾片区的25个小区为例,展开沿海灾害影响分析及韧性评估。结果表明,由于地理位置的不同,社区的韧性值差异显著:位于内湾的社区韧性水平较高,主要归因于其毗邻湿地公园、良好风浪条件和集中的应急设施。相反,位于外湾填海区的社区面临高受灾风险和救援不便的问题,因此韧性值较低。此外,居民自身防灾能力对于社区韧性也密切相关。以同属性外湾区域的社区为例,在部分社区实例中,由于社区凝聚力和协作能力水平较高,其韧性值仅次于内湾最高韧性值社区。然而在内湾社区案例中,由于居民社会网络较为松散,资源整合能力不足,导致应急防灾能力存在明显短板,其韧性水平较外湾滞后。因此提升沿海社区韧性需差异化施策:外湾优先优化防灾设施与应急系统,内湾强化社群协作与资源整合,并制定韧性分级标准;研究表明,唯有协同空间规划(降低暴露度)与社会能力(增强协作),方能有效应对复合型气候风险。