特大泥石流災(zāi)害中的衛(wèi)星遙感和預(yù)報(bào)降水的檢驗(yàn)分析研究獲進(jìn)展

　　2010年8月8日凌晨，甘肅省舟曲縣東北部山區(qū)突降特大暴雨，引發(fā)特大山洪泥石流災(zāi)害，泥石流長(zhǎng)約5000m，平均寬度300m，平均厚度5m，總體積200多萬立方米，流經(jīng)區(qū)域被夷為平地，舟曲縣城一半被淹，一村莊整體被淹沒，造成1492人死亡，272人失蹤。泥石流隨后涌入白龍江，形成堰塞湖，舟曲縣城1/3的區(qū)域被水淹沒，損害農(nóng)田近一百公頃，房屋5508間（據(jù)民政部）。

　　鑒于此地各方面條件易于泥石流的發(fā)生，而泥石流又大都是由強(qiáng)降水引發(fā)的，因此對(duì)降水的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和及時(shí)預(yù)報(bào)是至關(guān)重要的。但是此地氣象觀測(cè)站分布較少，地面雷達(dá)受地形所限不能較好地覆蓋整個(gè)地區(qū)，因此，中國科學(xué)院大氣物理研究所科研人員認(rèn)為在該地的降水預(yù)測(cè)和預(yù)報(bào)可以更多的考慮采用衛(wèi)星遙感和數(shù)值模式預(yù)報(bào)的方式相結(jié)合的方法。圖2顯示了氣象臺(tái)站觀測(cè)資料、CMORPH、TRMM、PERSIANN衛(wèi)星以及WRF模式不同分辨率的降水在舟曲泥石流過程中的累計(jì)降水，雖然不同降水資料的時(shí)空分辨率和降水估計(jì)的來源不同，但是降水的分布型基本上是吻合的，相對(duì)而言，衛(wèi)星遙感降水都比較接近觀測(cè)降水，而模式預(yù)報(bào)的降水則相差較大一些。

　　在泰勒?qǐng)D中（圖3），衛(wèi)星遙感降水相對(duì)WRF模式降水都有較高的相關(guān)系數(shù)和較小的RMSE。微波反演的降水CMORPH和TRMM相比紅外反演的PERSIANN有更高的相關(guān)系數(shù)，但同時(shí)也有較大的標(biāo)準(zhǔn)差，因此最終三種衛(wèi)星遙感資料和觀測(cè)資料相比的均方根誤差相差不大。在圖4中，觀測(cè)資料在第7、11和15時(shí)段出現(xiàn)了極大值，其它大多數(shù)降水?dāng)?shù)據(jù)也有這一特征。在第7時(shí)段中，大部份資料都非常接近觀測(cè)值，但是CMORPH的值明顯偏大，而最低分辨率的WRFD１則明顯偏小。總體上，遙感資料結(jié)果要優(yōu)于數(shù)值預(yù)報(bào)的結(jié)果；遙感資料中，微波遙感結(jié)果要優(yōu)于紅外遙感的結(jié)果；分辨率高的數(shù)值模式要優(yōu)于分辨率低的模式。

　　總體說來，現(xiàn)在的衛(wèi)星遙感降水和模式預(yù)報(bào)降水基本能反映實(shí)際降水的空間分布和時(shí)間變化，同時(shí)對(duì)極大值發(fā)生的位置和時(shí)間也能較好地反映，基本能滿足滑坡、泥石流災(zāi)害預(yù)報(bào)的需求。相關(guān)研究成果發(fā)表于Atmospheric and Oceanic Science Letters。

　　參考文獻(xiàn)：Wang, J., H.-J. Wang, and Y. Hong. 2016. Comparison of satellite-estimated and model-forecasted rainfall data during a deadly debris-flow event in Zhouqu, Northwest China. Atmospheric and Oceanic Science Letters 9: 139–145.

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圖1 甘肅舟曲縣泥石流發(fā)生前后衛(wèi)星遙感對(duì)比圖(左圖為災(zāi)前，右圖為災(zāi)后)，來源：國家測(cè)繪局

　　圖2 氣象臺(tái)站觀測(cè)資料、CMORPH、TRMM、PERSIANN衛(wèi)星以及WRF模式不同分辨率的降水在舟曲泥石流過程中的累積降水比較

圖3 各降水資料的泰勒?qǐng)D:(A)CMORPH;(B)PERSIANN;(C)TRMM;(D)WRF d01;(E)wRF d02; and (F)WRF d03

圖4 各降水資料各時(shí)段（6小時(shí)內(nèi)）最大降水量時(shí)間序列圖