环境气象评估（精选3篇）
环境气象评估 篇1
引言
气象干旱也称大气干旱, 根据我国标准, 气象干旱是指某时段内, 由于蒸发量和降水量的收支不平衡, 水分支出大于水分收入而造成的水分短缺现象, 气象干旱通常主要以降水的短缺作为指标。
近年来, 旱灾发生频繁, 给人民生产生活造成严重的影响, 旱情监测和分析是气象部门的主要职责, 对旱情等级做出正确的评价, 可以有效地指导抗旱决策, 适时开展人工增雨, 减轻干旱给农业、林业、人畜饮水和社会经济各方面带来的不利影响, 对社会经济效益非常巨大。
本文在前人研究的基础上, 通过综合分析、整理, 选择符合大部分地区评估气象干旱的方法, 并用修文县近年来的气象数据进行实例检验, 以期为干旱服务工作提供参考。
1气象干旱的评估方法和检验
气象干旱评估是采用气象干旱指数进行评估, 有多种方法, 根据我国国标《气象干旱等级》[1]介绍, 有降水量距平百分率法、相对湿润度指数法、标准化降水指数法、土壤相对湿度干旱指数法、帕默尔干旱指数法。然而, 从县级气象部门便于收集资料和分析评估方面考虑, 并对多种评估方法验证与筛, 选取降水量距平百分率方法较为适宜, 下面详细介绍降水量距平百分率评估方法的计算方式, 并以修文县历年气象观测资料进行检验。
1.1 降水量距平百分率法
降水量距平百分率是表征某时段降水量较常年值偏多或偏少的指标之一, 能直观反映降水异常引起的干旱;在气象日常业务中多用于评估月、季、年发生的干旱事件, 如表1 所示。
1.2 数据检验
采用贵州省修文县30a气象观测资料平均值和2013年月、季、年降水气象观测资料进行数据检验, 数据如表2 所示。
对降水量距平百分率法进行检验;根据公式 (1) 和表2, 可计算各个时段降水量距平百分率 (Pa) 分别为:6 月为19.1%, 7 月为97.2%, 8 月为38.5%, 夏季为35.1%, 年为20.1%。再对照表1 的降水量距平百分率气象干旱等级划分表可知, 修文县6、8 月份无旱, 7月份出现特旱;夏季为轻旱;2013 年为轻旱, 此结论符合2013 年实际情况。
2结论
根据以上对降水量距平百分率法的介绍和检验可知, 采用降水距量平百分率法评估干旱等级, 只需要统计日降水资料和30a平均降水资料即可, 分析步骤也较为简单, 适合县级气象部门业务人员知识普遍不高的情况, 并且, 统计结果较为接近实际情况。因此, 降水量距平百分率法最为适合评估县级干旱情况。
摘要：本文通过从县级气象部门资料统计和方法分析的角度进行考虑, 选取最适宜县级气象部门干旱等级的评估方法——降水量距平百分率, 并采用历年资料进行分析和检验月、季、年的干旱情况, 并与当年实际情况进行比较。
关键词：干旱等级,干旱评估,修文
参考文献
[1]气象干旱等级.中华人民共和国国家标准GB/T 20481-2006[S].
农业气象灾害风险评估研究综述 篇2
关键词：农业气象灾害,风险评估,研究现状,存在问题,发展方向
风险分析在近20~30年来得到迅速发展, 并已广泛应用于生物、医学、环境、技术应用和工程等领域。但针对某种农业气象灾害风险评估的研究较少, 现有的成果也不很完善。今后农业气象灾害的风险评估, 应该向哪个方面发展, 是从事这一方面研究的工作者所要考虑的问题。因此, 笔者对前人研究的成果进行总结和分析, 找出其优缺点, 以便在今后的工作中, 扬长避短, 少走弯路, 更好地服务于农业生产。
1 风险评估研究现状
1.1 国内研究现状
农业气象灾害风险评估的国内研究, 有李世奎、霍治国、王道龙等[1]主编的《中国农业灾害风险评价与对策》一书, 此书以风险分析技术为核心, 探讨了农业自然灾害分析的理论、概念、方法和模型。但是, 有关农业气象灾害风险评估理论的基础研究仍相当薄弱。邓国等[2]提出用解析概率密度曲线法估计粮食产量序列的风险概率, 对中国粮食产量不同风险类型进行了分区研究。薛昌颖等[3]利用河北及京津地区1949~2001年的冬小麦实际产量资料, 选取历年减产率的变异系数、历年平均减产率和减产率风险概率作为评价指标, 估算了干旱气候条件下河北及京津地区历年冬小麦产量灾损的风险水平。黄崇福等[4]针对湖南省各县市1979~1993年的灾情资料时间序列短、数量少的情况, 引入模糊数学方法, 对干旱等农业自然灾害进行了风险估算, 并通过专题图直观地展示了风险的分布及其空间变化趋势。经文献检索, 在风险评估方面, 农业气象灾害风险评价标准还缺乏统一的认识和实践检验, 实用性和可操作性强的风险评价模型甚少。
朱自玺等[5]做了小麦干旱风险评估技术和方法的研究, 他们从降水资料出发, 先按降水负距平绝对值的大小不同划分为不同的干旱等级, 再求出不同干旱等级发生的概率, 以此为基础建立了小麦气候干旱风险指数模型Ic=α1Is+α2Ie, 式中Is为全生育期风险指数, Ie为小麦拔节期风险指数, α1、α2分别为其权重系数。然后又从作物需水量和供水量出发, 按作物缺水程度不同划分为不同的干旱等级, 算出不同干旱等级出现的概率, 以此为基础建立了作物干旱风险指数模型Id=α1Is+α2Ie+α3Im, 其中Is、Ie和Im分别为小麦全生育期、拔节期和灌浆期的作物干旱风险指数, α1、α2和α3分别为其权重系数。最后在气候干旱模型和作物干旱模型的基础上, 建立了综合干旱风险指数模型I= (Ic+Id) /2, 其中Ic为气候干旱风险指数, Id为作物干旱风险指数, 并在此基础上对华北平原冬小麦干旱风险进行了评估和区划。中国农业大学的王素艳[6]做了北方冬小麦干旱风险评估及风险区划研究, 对北方冬小麦干旱特征进行了详细分析, 以此为基础对北方地区的光温和气候生产力进行了评估, 建立了风险评估指标体系, 并进一步做了北方冬小麦干旱灾损风险区划, 这是对小麦干旱风险评估和区划的一次系统和详细的研究。
1.2 国外研究现状
在国外的风险评估研究中, 往往根据研究的侧重点将模型分为社会风险、经济风险、环境风险、潜在风险及综合风险等类型, 各个类型内部又包含应用于不同领域的多个估算模型。以社会风险为例, 所谓社会风险是指相对于某一给定的区域, 或某一给定的人群, 由某种灾害所引起的受损害的人数与其发生频率之间的关系。这种关系常用FN伤亡频率图表示。至于其评估模型, 有Piers提出的AWR模型[7], Carter提出的SRI模型[8]及HSE提出的COMAH模型[9]等, 其中COMAH模型主要应用于土地利用与规划方面。美英等国是国际上最先提出风险理论和应用的国家。美国学者William J.Petak和Arthur A.Atkisson在《自然灾害风险评价与减灾对策》一书中对美国主要自然灾害的风险分析进行了详细的论述。该书总结了美国主要自然灾害的风险与损失期望值, 并在风险决策, 特别是灾害管理政策的制定和减灾效益分析方面进行了详细的论述, 但针对农业灾害的风险评估技术基本没有涉及[10]。日本继美英之后也比较注重风险评估和区划的研究, 其针对强, 注重实效, 取得了令人瞩目的成就。日本于1998年建立了风险分析协会, 其研究重点在环境和环境恶化方面。他们认识到, 由于使用了现代科学技术, 使原本脆弱的环境更加恶化, 原本复杂的世界带来更多不确定性[10]。总体上, 国外学者在风险分析研究方面多侧重于经济领域, 对具体的某一种农业灾害风险分析的研究还不多见。
2 风险评估中存在的问题
2.1 风险评估指标中存在的问题
经文献检索, 在国内农业气象灾害风险评估方面, 一般有干旱风险评估、涝洪风险评估、冻害风险评估等。但在风险评估指标上, 尤其是在干旱风险评估指标方面, 虽然指标很多, 但在评估中实用的指标很少, 几乎所有关于干旱灾害风险评估文献中, 都用降水负距平作为干旱灾害风险评估指标, 即从某地某一时段 (作物一个生长周期、某一生长段、年、季、月、旬、周或规定的天数内) 的降雨量 (观测值或预报值) 与该地区该时段内的多年平均降雨量相比较而确定作物干旱程度, 并在此基础上进行作物产量灾损程度、作物干旱灾害风险综合评估和区划等一系列工作。用降水负距平作为作物干旱评估指标, 有一定的局限性。因为作物干旱灾害受多种因素的影响, 其中包括作物田地土壤墒情的好坏、土壤性质、当地地下水位的高低、某一时期大气降水量的多少、人为水分补给量的多少、作物当时的表现症状等。其中跟作物干旱有最直接、最大关系的就是土壤墒情是否适宜, 即土壤含水量的多少。在短期内, 某一时段降水偏少, 如果前期降水量偏多, 则土壤墒情也会较好, 作物并不一定发生干旱;或者地下水位较高, 或者人为进行了灌溉, 作物地块土壤墒情也不会差, 作物也不会发生干旱。长时期的干旱, 是由于大气环流的影响, 导致降水量偏少所致, 才有可能导致土壤干旱。因此用降水负距平作为作物干旱灾害评估指标, 干旱时期越长, 评估结果才会越准确。而对于短期干旱或干旱期间采取了灌溉措施, 用降水负距平作为作物干旱评估指标评估的结果准确性较低, 缺乏科学性。特别是近些年, 随着农业生产条件的提高, 灌溉面积的增大, 再单纯的用降水负距平来评估作物干旱发生的风险情况, 则不但短期干旱评估不准确, 恐怕连长期干旱评估的结果都不可靠了。用土壤墒情作为作物干旱评估指标, 因为作物根系直接生活在土壤中, 是从土壤中而不是从大气中吸收生长发育所需的水分, 土壤墒情的好坏直接影响到作物的生长状况。土壤墒情良好, 作物生长顺利, 表现较好;土壤墒情较差, 作物生长不良, 表现出干旱症状, 并进而影响产量。不管用何种方式补充土壤水分, 只要土壤墒情较好, 作物就不受干旱影响。因此, 用土壤墒情作为作物干旱灾害评估指标, 既克服了用降水负距平作为干旱评估指标的缺点, 又克服了农业生产水平的影响, 无论是对短期干旱或长期干旱评估都会较为准确。
2.2 风险评估及区划中存在的问题
在农业气象灾害风险评估方面, 通过查阅文献发现:人们进行风险评估的内容大多集中在较大的方面, 如对中国的粮食产量风险进行评估和区划, 对总的农业气象灾害风险进行估算, 对华南南部的热带果树的农业气象灾害进行风险评估等。这些风险评估的对象都是针对整体农作物和果树, 单一的对某一种农业气象灾害, 或某一种农作物的农业气象灾害, 或某一种果树的气象灾害进行系统化风险评估和区划的成果少之又少;且在对总的农业气象灾害进行风险评估时, 所用的评估资料基本上都只是建立在粮食作物产量的基础上, 对影响粮食作物产量的气象要素考虑较少。在农业气象灾害风险评估和区划的研究成果方面, 所用的评估指标有待改进, 现有的成果也不很完善。
3 风险评估的发展方向
今后农业气象灾害风险评估和区划的方向, 应一步一步地向着精细化和实用性方面发展。在农业方面不仅要进行大区域、大范围总体的风险评估, 还要精细到对某一种农业气象灾害、对某一种农作物或病虫害、对某一种果树甚至对某一种牧草进行风险评估和区划。在风险评估指标上, 在关键因子中要尽可能的体现多元化, 要充分考虑评估的科学性和实用性。风险评估和区划的目的是为农业生产服务, 所以风险评估和区划的成果还要充分在农业生产及服务中发挥作用。
参考文献
[1]李世奎, 霍治国, 王道龙, 等.中国农业气象灾害风险评价与对策[M].北京:气象出版社, 1999.
[2]邓国, 王昂生, 李世奎, 等.风险分析理论及方法在粮食生产中的应用初探[J].自然资源学报, 2001, 16 (3) :221-226.
[3]XUE CHANGYING, HUO ZHIGUO, LI SHIKUI, et al.Risk assessmentof drought and yield losses of winter wheat in the northern part of northChina[J].Journal of Natural Disasters, 2003, 12 (1) :131-139.
[4]HUANG CHONGFU, LIU XINLI, ZHOU GUOXIAN, et al.Agri-culture natural disaster risk assessment method according to the historicdisaster data[J].Journal of Natural Disasters, 1998, 7 (2) :1-9.
[5]朱自玺, 刘荣花, 方文松, 等.华北地区冬小麦干旱评估指标研究[J].自然灾害学报, 2003, 12 (1) :145-151.
[6]王素艳.北方冬小麦干旱风险评估及风险区划研究[D].北京:中国农业大学, 2004.
[7]PIERS M.Methods and models for the assessment of third party risk duetot aircraft accidents in the vicinity of airports and their implications forsocietal risk[C].Quantified Societal Risk and Policy Making.Dordrecht:Kluwer Academic Publishers, 1998.
[8]WANG JIANLI, WEI HONG.Several comments 0n the ecological andenvironmental rehahilitation in southwestern China[J].Economic Geo-graphy, 2001, 21 (1) :16-18.
[9]CARTER D A.A worst case methodology for obtaining a rough butrapid indication of the societal risk from a major accident hazard install-ation[J].J Hazard Mater, 2002 (92) :223-237.
环境气象评估 篇3
关键词：Qos,流量评估,CIR,CBS,TC
1、引言
随着计算机网络的迅猛发展, 气象事业对网络的依赖性逐渐凸显, 天气会商、雷达资料实时传输、区域站资料实时传输, 这些资料数据量大, 并且在灾害性天气过程中起着至关重要的作用。这些业务有一个共同特点, 即需高带宽、低延迟和低抖动的保证。气象业务系统的不断涌现使得不再满足于简单地将数据包传达, 并要求在传输的过程中提供专用带宽、减少丢包率、避免因气象资料传输导致网络拥塞。
避免网络拥塞、调控网络的流量的有限手段是对流量进行限制。这种限制是在非传输时段分配部分资源, 防止突发所导致的网络堵塞。这就需要对网络进行流量整形来限制流量, 流量整形的前提是要评估流量是否超出了所规定的阈值, 这样才能更好的实施调控。
2、Qo S流量评估的基本参数及概念
Qo S表示网络的服务质量, 包含网络带宽、延迟、传输数据的丢包率等。资源总是有限的, 在保证雷达业务的服务质量的同时, 也许会影响区域站数据的传输。为此, 我们有必要对气象各业务系统的传输时段和数据包的大小来对气象信息网的资源进行分配和调控, 提高网络资源的利用率。这就需要对流量进行评估, 一般采用令牌桶来评估流量大小。
令牌桶就如同水桶, 令牌是水桶中的水容量, 以是否有剩余容量作为数据转发的评判标准。以一定速度往水桶中放水, 令牌逐渐增加, 水满则溢, 令牌将保持不变。流量调控存在两个令牌桶的情况, 这种情况较为复杂, 用C桶和E桶来表示。
与令牌桶相关的参数见如下:
CIR表示承诺信息速率, 指允许通过的流的平均速度, 单位是kbps;
CBS表示承诺突发尺寸, 允许突发的最大流量尺寸, 也指桶的容量, 单位是Byte;
CAR表示承诺访问速率, 用来限制流的速度, 相当于阈值;
TC指周期性添加令牌的时间间隔, CBS/CIR的比值, TC会增加时延;
XCIR指本次加入令牌的时间与上次加入令牌的时间的差值;
EBS表示超出突发尺寸, 与CBS一个概念, EBS为E桶的容量, 单位是Byte;
PIR表示E桶允许转发数据的峰值速率。
3、参数分析
当进行流量评估时, 如果转发报文匹配的令牌数小于桶中令牌, 则该流量是在允许的范围内, 反之则流量超标了。
用水桶来举例:进水速度200L/S (CIR=200kbyte/s) , 水桶容量为2000L (CBS=2000kbyte) , 出水流速300L/S (下载速度300kbyte/s) , 此时进水的速度小于出水的速度, 差值为100 L/S, 桶内水未流完时, 出水速度为300L/S, 这个过程就是突发, 而桶内水流光后, 出水速度就取决于进水的速度, 由此可见, 对于小数据包的迅速下载完, 而大数据包则限制下载速度。
在令牌桶原理中, 令牌桶大小为CBS与EBS的和, 默认情况下EBS为0, CBS采用默认值。现实中是个动态的过程, 在令牌加入的过程中伴随因转发数据而消耗令牌, 存在两种情况:第一是XCIR超额的被丢弃, 加满后无TC间隔;第二是有规律添加, 间隔时间为 (CBS+EBS) /CIR的值。而EBS、CBS、CIR主要有如下几种情况:
(1) EBS为0, 而CIR与CBS设置一样, 速度由CIR决定, 但CBS又影响着CIR能放多少令牌数量。那么, 如果业务系统所用的流一直比CIR小, CBS允许突发量, 因为这种情况使得令牌桶累加;相反, 令牌就会被丢弃。
(2) EBS为0, CIR大于CBS, 速度由CBS决定, 因为桶容量满足不了CIR投放的令牌数, 业务系统流则为CBS大小的令牌, 导致突发很频繁, 业务系统所用流等于或大于CIR的投放速度, 桶令牌就会被消耗掉。
(3) EBS为0, CIR小于CBS, 速度由CIR决定, 这种情况允许突发的发生, 每当突发发生, 桶内的令牌迅速消耗光, 需要时间来向桶内补充令牌, 而网络时延就会增加Tc, 当业务系统流的速度小于CIR时, 会出现流累积大于CIR的突发流量的时候, 如果业务系统流不消耗令牌, 令牌就会积压起来, 流就会突发;但流很平均时, 由于每次CIR添加完后, 令牌都会被消耗掉, 就不会发生突发。
(4) EBS=CBS时超额突发将变为0, 而为适应业务系统的超额突发, 最好是将EBS设置成CBS的2倍以上。
4、报文标记
报文标记的过程如下, 设备端口的CIR设置为1Mbit/s, CBS为2000bytes, EBS为2000bytes, 初始状态时C桶和E桶满。报文处理过程汇总见下表:
从表中可以看出TC可以用来调节业务的时延, 也是向CBS桶内补充令牌的时间周期。业务流最大值为CBS的令牌数, 但需累积, 在添加令牌的周期内, 只可加入CIR所设定的令牌数目, 所以想让业务流达到CBS的令牌数, 需累计多次CIR。另外, 降低TC时延可以使业务突发次数变多。
我局H3C-6608路由器配置为:car cir 10240 cbs 640000ebs 0 green pass red discard yellow pass, EBS设置为0, CIR小于CBS, 这样设置是参数设置第三种情况, 速度由CIR决定, 这种情况允许突发的发生, 当气象业务数据和系统消耗令牌数小时, 令牌就会积压起来, 等到需要时流就会突发, 例如网络即承载着传输区域站数据、雷达数据、业务办公、各气象业务系统使用, 又承载着天气会商、实景监控这种情形就会发生突发。
5、结论
流量评估是流量监管、整形的前提, 参数的设置至关重要。CBS越大TC越大, 业务的突发时延间隔越大, CIR限制业务系统流的速度, TC来调节的时延, 但TC由CBS和CIR来控制。带宽参数的设置取决于实际业务的限速需要, 原则上, 令牌桶容量需要大于等于网络中可能出现的最大的报文长度和业务流量的正常突发量。
参考文献
[1]H3C 7500E ACL与Qos配置指导手册