特大泥石流災害中的衛(wèi)星遙感和預報降水的檢驗分析研究獲進展

　　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)特大山洪泥石流災害，泥石流長約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降水引發(fā)的，因此對降水的實時監(jiān)測和及時預報是至關重要的。但是此地氣象觀測站分布較少，地面雷達受地形所限不能較好地覆蓋整個地區(qū)，因此，中國科學院大氣物理研究所科研人員認為在該地的降水預測和預報可以更多的考慮采用衛(wèi)星遙感和數(shù)值模式預報的方式相結合的方法。圖2顯示了氣象臺站觀測資料、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降水，雖然不同降水資料的時空分辨率和降水估計的來源不同，但是降水的分布型基本上是吻合的，相對而言，衛(wèi)星遙感降水都比較接近觀測降水，而模式預報的降水則相差較大一些。

　　在泰勒圖中（圖3），衛(wèi)星遙感降水相對WRF模式降水都有較高的相關系數(shù)和較小的RMSE。微波反演的降水CMORPH和TRMM相比紅外反演的PERSIANN有更高的相關系數(shù)，但同時也有較大的標準差，因此最終三種衛(wèi)星遙感資料和觀測資料相比的均方根誤差相差不大。在圖4中，觀測資料在第7、11和15時段出現(xiàn)了極大值，其它大多數(shù)降水數(shù)據(jù)也有這一特征。在第7時段中，大部份資料都非常接近觀測值，但是CMORPH的值明顯偏大，而最低分辨率的WRFD１則明顯偏小?？傮w上，遙感資料結果要優(yōu)于數(shù)值預報的結果；遙感資料中，微波遙感結果要優(yōu)于紅外遙感的結果；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報降水基本能反映實際降水的空間分布和時間變化，同時對極大值發(fā)生的位置和時間也能較好地反映，基本能滿足滑坡、泥石流災害預報的需求。相關研究成果發(fā)表于Atmospheric and Oceanic Science Letters。

　　參考文獻：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)星遙感對比圖(左圖為災前，右圖為災后)，來源：國家測繪局

　　圖2 氣象臺站觀測資料、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 各降水資料的泰勒圖:(A)CMORPH;(B)PERSIANN;(C)TRMM;(D)WRF d01;(E)wRF d02; and (F)WRF d03

圖4 各降水資料各時段（6小時內(nèi)）最大降水量時間序列圖