气候变化下暴雨疾风复合灾害的社会经济暴露度预估方法技术

本申请公开了气候变化下暴雨疾风复合灾害的社会经济暴露度预估方法。本技术方案中，同时考虑极端降水和疾风对社会经济系统的影响，而且充分考虑气候变化影响下的水文系列的非一致性特征，采用最大可能权函数分析未来二维风险变化，具有较强的物理意义与统计基础，能够有效表征气候变化下未来极端气候灾害的变化特征。而且，本申请将全球气候模式、两变量分析和社会经济效应评估方法相结合，可为变化环境下流域灾害评估、预警提供重要且可操作性强的参考依据，为应对未来应对气候灾害、科学制定减排战略提供工程参考价值。制定减排战略提供工程参考价值。制定减排战略提供工程参考价值。

【技术实现步骤摘要】
气候变化下暴雨疾风复合灾害的社会经济暴露度预估方法


[0001]本申请涉及水文灾害评估的
，尤其涉及气候变化下暴雨疾风复合灾害的社会经济暴露度预估方法。

技术介绍

[0002]第二次工业革命以来，人类社会大量使用化石燃料，大气中温室气体排放量急剧升高，地球陆地圈与大气圈的能量收支与物质循环过程发生改变，水资源时空分布不均加剧，暴雨、洪涝等极端水文气象灾害频发，给人类社会和生态系统的可持续发展带来重大挑战。降水是水文循环的重要因子和关键变量，21世纪以来全球多数地区的极端降水强度和发生频率显著上升，引发了山洪、城市内涝、泥石流等一系列水灾害，致全球每年损失逾300亿美元。例如，2020年长江发生多次大范围强降雨过程，形成流域性大洪水，造成直接经济损失近700亿元；2021年7月，河南郑州连遭特大暴雨袭击，造成1481.4万人受灾，农作物受灾面积1620.3万亩，直接经济损失1337.15亿元。为应对上述挑战，当前迫切需要加强气候变化下极端降水演变研究。
[0003]依据克劳修斯
‑
克拉珀龙热力学方程，大气饱和水汽压随气候变暖呈约6.8％/oC的增长速率，而且近年来学者们预估本世纪末全球极端降水的强度和频率将继续增长。由于极端降水过程往往伴随着强烈的大气能量和水分输运过程，可能会造成疾风事件。疾风也是一种对社会经济系统和人类社会造成损害较大的自然灾害之一，近年来对全球许多地区造成了重大影响。然而，现有文献较少探讨气候变化下暴雨疾风复合灾害的变化特征，更未能预估未来情景下暴雨疾风复合灾害的社会经济暴露度。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本申请提供气候变化下暴雨疾风复合灾害的社会经济暴露度预估方法，能够有效、准确地预估气候变化下暴雨疾风复合灾害的社会经济暴露度。
[0005]本申请提供一种气候变化下暴雨疾风复合灾害的社会经济暴露度预估方法，所述方法包括：
[0006]获取待预估的目标区域的多卫星融合降水产品的日降水数据和所述目标区域的大气再分析数据集的风速数据，获取共享社会经济路径下全球气候模式输出的日降水数据、风速数据，获取共享社会经济路径下的人口、GDP数据；
[0007]依据多卫星融合降水产品的日降水数据和所述目标区域的大气再分析数据集的风速数据，校正所述全球气候模式输出的日降水数据、风速数据；
[0008]基于所述校正后的全球气候模式输出的日降水数据、风速数据，推求各全球气候模式在历史期极端降水、极端风速的阈值；
[0009]依据所述阈值，界定全球气候模式的历史期和未来期的暴雨疾风复合事件，并提取暴雨疾风复合事件中的疾风强度和降水累积强度；
[0010]构建关于所述疾风强度、降水累积强度的时变最可能权函数，并基于所述时变最
可能权函数得到未来暴雨疾风复合灾害增加造成的多模式下社会经济暴露度；
[0011]根据所述多模式下社会经济暴露度，得到未来未来气候变化情景下的社会经济暴露度。
[0012]可选地，所述“校正所述全球气候模式输出的日降水数据、风速数据”包括：
[0013]推求气象变量的观测数据和历史期模拟系列的趋势项，即将卫星或再分析产品在1985
‑
2014年每个月的观测数据记为将GCMs在历史期每个月的模拟数据记为将GCMs在某一情景未来时期每个月的模拟数据记为分别推求和的年际趋势线，再平移该趋势线使各年趋势项之和为0；对于年际趋势在0.05置信水平不显著的系列，将各年趋势项均重置为0；然后去除各系列的趋势项，得到三套新系列和
[0014]计算不同分位数下历史期和情景期的偏差，并基于真实观测值获得情景期的伪观测系列式中：p为设置的不同分位数，取0.01～0.99范围内100个等距分位数；
[0015]依据对情景期模拟系列的频率分布曲线进行偏差校正，基于分位数映射得到校正后的未来系列，再加上第一步扣除的趋势项，最后得到校正后的未来情景。
[0016]可选地，所述阈值的获得方式具体为：
[0017]对每一个全球气候模式历史期校正后的日降水进行排序，选取超过99％分位数的日降水强度作为极端降水的阈值；
[0018]对每一个GCM历史期校正后的日水平风速进行排序，选取超过99％分位数的日风速作为极端疾风的阈值。
[0019]可选地，所述“依据所述阈值，界定全球气候模式的历史期和未来期的暴雨疾风复合事件”包括：
[0020]基于所述各全球气候模式历史期的降水阈值，选取历史期超过所述降水阈值的降水日确定为极端降水事件，再从极端降水事件中选取连续发生时间超过第一预设日数的事件，定义为暴雨事件；
[0021]基于各全球气候模式历史期的疾风阈值，选取历史期超过所述疾风阈值的事件作为极端疾风事件；
[0022]当该暴雨事件发生过程中，在预设时间段内内，出现了所述极端疾风事件，则确认发生了暴雨疾风复合灾害。
[0023]可选地，所述构建时变最可能权函数为通过Copula函数构建。
[0024]可选地，所述“得到未来未来气候变化情景下的社会经济暴露度”的方式为算数平均法。
[0025]与现有技术相比，本申请预估方法的有益效果在于：
[0026]1、科学合理、贴近工程实际；
[0027]本申请采用同时考虑极端降水和疾风对社会经济系统的影响，而且充分考虑气候变化影响下的水文系列的非一致性特征，采用最大可能权函数分析未来二维风险变化，具
有较强的物理意义与统计基础，能够有效表征气候变化下未来极端气候灾害的变化特征。
[0028]2、可为应对未来气候灾害、科学制定减排战略提供工程参考价值
[0029]本申请将全球气候模式、两变量分析和社会经济效应评估方法相结合，可为变化环境下流域灾害评估、预警提供重要且可操作性强的参考依据，为应对未来应对气候灾害、科学制定减排战略提供工程参考价值。
附图说明
[0030]下面结合附图，通过对本申请的具体实施方式详细描述，将使本申请的技术方案及其它有益效果显而易见。
[0031]图1为本申请实施例提供方法的具体流程图；
[0032]图2为本申请实施例提供几种典型的暴雨疾风复合事件的示意图。
具体实施方式
[0033]下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0034]在本申请的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
[0035]本申请气候变化本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种气候变化下暴雨疾风复合灾害的社会经济暴露度预估方法，其特征在于，所述方法包括：获取待预估的目标区域的多卫星融合降水产品的日降水数据和所述目标区域的大气再分析数据集的风速数据，获取共享社会经济路径下全球气候模式输出的日降水数据、风速数据，获取共享社会经济路径下的人口、GDP数据；依据多卫星融合降水产品的日降水数据和所述目标区域的大气再分析数据集的风速数据，校正所述全球气候模式输出的日降水数据、风速数据；基于所述校正后的全球气候模式输出的日降水数据、风速数据，推求各全球气候模式在历史期极端降水、极端风速的阈值；依据所述阈值，界定全球气候模式的历史期和未来期的暴雨疾风复合事件，并提取暴雨疾风复合事件中的疾风强度和降水累积强度；构建关于所述疾风强度、降水累积强度的时变最可能权函数，并基于所述时变最可能权函数得到未来暴雨疾风复合灾害增加造成的多模式下社会经济暴露度；根据所述多模式下社会经济暴露度，得到未来未来气候变化情景下的社会经济暴露度。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述“校正所述全球气候模式输出的日降水数据、风速数据”包括：推求气象变量的观测数据和历史期模拟系列的趋势项，即将卫星或再分析产品在1985
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2014年每个月的观测数据记为将GCMs在历史期每个月的模拟数据记为将GCMs在某一情景未来时期每个月的模拟数据记为分别推求和的年际趋势线，再平移该趋势线使各年趋势项之和为0；对于年际趋势在0.05置信水平不显著的系列，将各年趋势项均重置为...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹家波，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：发明
国别省市：