特大泥石流灾害中的卫星遥感和预报降水的检验分析研究获进展

　　2010年8月8日凌晨，甘肃省舟曲县东北部山区突降特大暴雨，引发特大山洪泥石流灾害，泥石流长约5000m，平均宽度300m，平均厚度5m，总体积200多万立方米，流经区域被夷为平地，舟曲县城一半被淹，一村庄整体被淹没，造成1492人死亡，272人失踪。泥石流随后涌入白龙江，形成堰塞湖，舟曲县城1/3的区域被水淹没，损害农田近一百公顷，房屋5508间（据民政部）。

　　鉴于此地各方面条件易于泥石流的发生，而泥石流又大都是由强降水引发的，因此对降水的实时监测和及时预报是至关重要的。但是此地气象观测站分布较少，地面雷达受地形所限不能较好地覆盖整个地区，因此，中国科学院大气物理研究所科研人员认为在该地的降水预测和预报可以更多的考虑采用卫星遥感和数值模式预报的方式相结合的方法。图2显示了气象台站观测资料、CMORPH、TRMM、PERSIANN卫星以及WRF模式不同分辨率的降水在舟曲泥石流过程中的累计降水，虽然不同降水资料的时空分辨率和降水估计的来源不同，但是降水的分布型基本上是吻合的，相对而言，卫星遥感降水都比较接近观测降水，而模式预报的降水则相差较大一些。

　　在泰勒图中（图3），卫星遥感降水相对WRF模式降水都有较高的相关系数和较小的RMSE。微波反演的降水CMORPH和TRMM相比红外反演的PERSIANN有更高的相关系数，但同时也有较大的标准差，因此最终三种卫星遥感资料和观测资料相比的均方根误差相差不大。在图4中，观测资料在第7、11和15时段出现了极大值，其它大多数降水数据也有这一特征。在第7时段中，大部份资料都非常接近观测值，但是CMORPH的值明显偏大，而最低分辨率的WRFD１则明显偏小。总体上，遥感资料结果要优于数值预报的结果；遥感资料中，微波遥感结果要优于红外遥感的结果；分辨率高的数值模式要优于分辨率低的模式。

　　总体说来，现在的卫星遥感降水和模式预报降水基本能反映实际降水的空间分布和时间变化，同时对极大值发生的位置和时间也能较好地反映，基本能满足滑坡、泥石流灾害预报的需求。相关研究成果发表于Atmospheric and Oceanic Science Letters。

　　参考文献：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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图1 甘肃舟曲县泥石流发生前后卫星遥感对比图(左图为灾前，右图为灾后)，来源：国家测绘局

　　图2 气象台站观测资料、CMORPH、TRMM、PERSIANN卫星以及WRF模式不同分辨率的降水在舟曲泥石流过程中的累积降水比较

图3 各降水资料的泰勒图:(A)CMORPH;(B)PERSIANN;(C)TRMM;(D)WRF d01;(E)wRF d02; and (F)WRF d03

图4 各降水资料各时段（6小时内）最大降水量时间序列图