1.雾霾天气形成的原因

2.蒙古征日两次遭遇神风,究竟是因为船还是战略失策?

3.我听说过一句话:“太平洋上一只蝴蝶的行为可能引起太平洋的风暴”(大概是这样)。原话怎么说?怎么理解

4.天气预报是怎么做到精准预测的?

5.降雪为什么难以准确预报?

6.中央电视台每天播放天气预报,最先播放的是()A.城市天气预报 B海洋天气预报C卫星云图

7.滑坡、泥石流地质灾害气象预警预报

8."蝴蝶效应"什么意思,能否举例说明一下?谢谢!

雾霾天气形成的原因

元江因远天气预报15天_元江因远天气预报

这个我有了解,因为经常看一些天气科普的。

雾霾,是雾和霾的组合词。雾霾常见于城市,尤其是北方的城市。

雾和霾是有区别的:

雾是一种自然现象,由水汽组成。

霾是包含灰尘、硫酸、硝酸等颗粒物的烟气。

了解了雾和霾的区别,下面先给大家科普一下雾霾形成的源头~~~

雾霾的源头多种多样,比如汽车尾气、工业排放、建筑扬尘、垃圾焚烧,甚至火山喷发等等,雾霾天气通常是多种污染源混合作用形成的。但各地区的雾霾天气中,不同污染源的作用程度各有差异。

接下来,我再给大家科普一下雾霾形成的几个主要方面的原因~~

大气中悬浮的水汽凝结,能见度低于1000米时,气象学便称其为雾。?当空气容纳的水汽达到最大限度时,就出现饱和。如果水汽多于饱和量,多余的就会凝结出来,与空气中微小的灰尘颗粒结合,形成小水滴或冰晶,悬浮在近地面的空气层里,成为雾。气温愈低,空气中所能容纳的水汽也愈少,越容易形成雾霾。

1.大气空气气压低,空气不流动时主要因素。由于空气的不流动,使空气中的微小颗粒聚集,漂浮在空气中。

2.地面灰尘大,空气湿度低,地面的人和车流使灰尘搅动起来。

3.汽车尾气是主要的污染物排放,近年来城市的汽车越来越多,排放的汽车尾气是雾霾的一个因素。

4.工厂制造出的二次污染。

5.冬季取暖排放的CO2等污染物。

所以,我们总结的来说呢,雾霾是特定气候条件与人类活动相互作用的结果。

还有一点需要我们大家清楚的了解的,就是雾霾的危害,这样才能更好的做好自我保护~~

雾霾的主要危害主要包括会伤害我们人类的呼吸系统,还有身体内部的器官,因为会呼吸进去体内。还有一些不好的物质、细菌等都会入侵我们的身体,影响我们的身心健康。总之就是有害无利的东西。具体的危害大家也可以自行去搜索和了解一下哦~~

最后一点,我想跟大家分享一些我们个人能做的事情,一起来为我们的大气环境做一些、一点点的努力~~

1.学习之余、工作之余建议多多观看线上宣传活动。比如节能宣传答题、节能专题知识讲座、节能宣传片等,从意识上认识绿色低碳的理念。

2.参与垃圾分类。我们根据垃圾分类的要求,按照“两分法”(可回收物、其他垃圾)投放垃圾。

3.践行低碳绿色生活方式。拒绝水龙头水常流现象,随手关灯节约用电,双面打印节约用纸,根据出行距离适当选择骑自行车坐公交车等环保方式出行......

这些都是什么每个人在日常生活中可以为预防雾霾天气能够做到的力所能及的事情~~大家一起为保护环境保护大气努力、加油~~~

蒙古征日两次遭遇神风,究竟是因为船还是战略失策?

个人观点,是这次台风有一部风原因,但是多半原因还是蒙古只是马背上的民族,对航海不是很精通,其实蒙古的这次东征,也暴露了蒙古骑兵看似强大,其实外强中干。

现在的日本人喜欢把招致蒙古兵惨败的那场台风称之为神风。从日本人的观点里边看上去,好像蒙古的失败纯粹是天气造成的。其实不然,蒙古的航海技术十分落后,才是他们失败的主要原因。

明代历史上有一个非常著名的邓和下西洋,其实在邓和下西之前,邓和是先去了一趟东洋,也就是日本,为何邓和的船队去日本,就是一路平安。而蒙古的军队两次遇到了台风。这还是航海技术方面的一个重大差距。邓和这次去东洋,跟日本签订了永乐条约,确定了日本对大明朝的番属关系,日本此后每年向大明称臣纳贡。就此而言,如果朱棣要将日本纳入版图,郑和这一次就可以一举荡平日本。

如果说邓和船队的运气比较好的话,那么再看一下后来的邓和下西洋,航行数万公里,可以说在这一路上,邓和遇到的台风,不知道有多少次了,但是人家就能安然无恙。所以不能说蒙古人的运气不好,船队遇到台风不一定是全军覆没的局面。只要你有足够的技术。

而且当时的情况是蒙古军队主力部队其实已经登陆,但是却始终无法向前推进。让后续部队上岸,这个时候,台风一来,将蒙古军队的船都吹翻了。已经上岸蒙古军队成了孤军,很多被杀和被俘虏的。由此可见蒙古军队的战斗力其实没那么强,后来明军跟日本军队多次在朝鲜对阵,明军都是压着日本人在打。差别显而易见。

我听说过一句话:“太平洋上一只蝴蝶的行为可能引起太平洋的风暴”(大概是这样)。原话怎么说?怎么理解

美国气象学家爱德华·罗伦兹(Edward Lorenz)1963年在一篇提交纽约科学院的论文中分析了这个效应。“一个气象学家提及,如果这个理论被证明正确,一个海鸥扇动翅膀足以永远改变天气变化。”在以后的演讲和论文中他用了更加有诗意的蝴蝶。对于这个效应最常见的阐述是:“一个蝴蝶在巴西轻拍翅膀,可以导致一个月后德克萨斯州的一场龙卷风。”

蝴蝶效应是气象学家洛伦兹1963年提出来的。其大意为:一只南美洲亚马孙河流域热带雨林中的蝴蝶,偶尔扇动几下翅膀,可能在两周后引起美国德克萨斯引起一场龙卷风。其原因在于:蝴蝶翅膀的运动,导致其身边的空气系统发生变化,并引起微弱气流的产生,而微弱气流的产生又会引起它四周空气或其他系统产生相应的变化,由此引起连锁反映,最终导致其他系统的极大变化。此效应说明,事物发展的结果,对初始条件具有极为敏感的依赖性,初始条件的极小偏差,将会引起结果的极大差异。

蝴蝶效应是混沌学理论中的一个概念。它是指对初始条件敏感性的一种依赖现象。输入端微小的差别会迅速放大到输出端。蝴蝶效应在经济生活中比比皆是:中国宣布发射导弹,港台100亿美元流向美国。“蝴蝶效应”也可称“台球效应”,它是“混沌性系统”对初值极为敏感的形象化术语,也是非线性系统在一定条件(可称为“临界性条件”或“阈值条件”)出现混沌现象的直接原因。

一、蝴蝶效应的由来

蝴蝶效应来源于美国气象学家洛仑兹20世纪60年代初的发现。在《混沌学》与《分形论——奇异性探索》等书中皆有这样的描述:“1961年冬季的一天,洛仑兹(E·Lorenz)在麦克比型计算机上进行关于天气预报的计算。为了预报天气,他用计算机求解仿真地球大气的13个方程式。为了考察一个很长的序列,他走了一条捷径,没有令计算机从头运行,而是从中途开始。他把上次的输出直接打入作为计算的初值,然后他穿过大厅下楼,去喝咖啡。一小时后,他回来时发生了出乎意料的事,他发现天气变化同上一次的模式迅速偏离,在短时间内,相似性完全消失了。进一步的计算表明,输入的细微差异可能很快成为输出的巨大差别。计算机没有毛病,于是,洛伦兹(Lorenz)认定,他发现了新的现象:“对初始值的极端不稳定性”,即:“混沌”,又称“蝴蝶效应”,一只巴西蝴蝶拍拍翅膀,将使美洲几个月后出现比狂风还厉害的龙卷风!这个发现非同小可,以致科学家都不理解,几家科学杂志也都拒登他的文章,认为“违背常理”:相近的初值代入确定的方程,结果也应相近才对,怎么能大大远离呢!其原因在于:蝴蝶翅膀的运动,导致其身边的空气系统发生变化,并引起微弱气流的产生,而微弱气流的产生又会引起它四周空气或其他系统产生相应的变化,由此引起连锁反应,最终导致其他系统的极大变化。线性,指量与量之间按比例、成直线的关系,在空间和时间上代表规则和光滑的运动;而非线性则指不按比例、不成直线的关系,代表不规则的运动和突变。如问:两个眼睛的视敏度是一个眼睛的几倍?很容易想到的是两倍,可实际是6~10倍!这就是非线性:1+1不等于2。激光的生成就是非线性的!当外加电压较小时,激光器犹如普通电灯,光向四面八方散射;而当外加电压达到某一定值时,会突然出现一种全新现象:受激原子好像听到“向右看齐”的命令,发射出相位和方向都一致的单色光,就是激光。非线性的特点是:横断各个专业,渗透各个领域,几乎可以说是:“无处不在时时有。”如:天体运动存在混沌;电、光与声波的振荡,会突陷混沌;地磁场在400万年间,方向突变16次,也是由于混沌。甚至人类自己,原来都是非线性的:与传统的想法相反,健康人的脑电图和心脏跳动并不是规则的,而是混沌的,混沌正是生命力的表现,混沌系统对外界的刺激反应,比非混沌系统快。由此可见,非线性就在我们身边,躲也躲不掉了。这种现象被称为对初始条件的敏感依赖性。在气象预报中,称为‘蝴蝶效应’。……”“洛仑兹最初使用的是海鸥效应。”“洛仑兹19年12月29日在华盛顿的美国科学促进会的演讲:‘可预言性:一只蝴蝶在巴西扇动翅膀会在得克萨斯引起龙卷风吗?’”

二、蝴蝶效应的含义

某地上空一只小小的蝴蝶扇动翅膀而扰动了空气,长时间后可能导致遥远的彼地发生一场暴风雨,以此比喻长时期大范围天气预报往往因一点点微小的因素造成难以预测的严重后果。微小的偏差是难以避免的,从而使长期天气预报具有不可预测性或不准确性。这如同打台球、下棋及其他人类活动,往往“差之毫厘,失之千里”、“一着不慎,满盘皆输”。长时期大范围天气预报是对于地球大气这个复杂系统进行观测计算与分析判断,它受到地球大气温度、湿度、压强诸多随时随地变化的因素的影响与制约,可想其综合效果的预测是难以精确无误的、蝴蝶效应是在所必然的.我们人类研究的对象还涉及到其他复杂系统(包括“自然体系”与“社会体系”),其内部也是诸多因素交相制约错综复杂,其“相应的蝴蝶效应”也是在所必然的。“今天的蝴蝶效应”或者“广义的蝴蝶效应”已不限于当初洛仑兹的蝴蝶效应仅对天气预报而言,而是一切复杂系统对初值极为敏感性的代名词或同义语,其含义是:对于一切复杂系统,在一定的“阈值条件”下,其长时期大范围的未来行为,对初始条件数值的微小变动或偏差极为敏感,即初值稍有变动或偏差,将导致未来前景的巨大差异,这往往是难以预测的或者说带有一定的随机。

三、产生蝴蝶效应的内在机制

所谓复杂系统,是指非线性系统且在临界性条件下呈现混沌现象或混沌性行为的系统。非线性系统的动力学方程中含有非线性项,它是非线性系统内部多因素交叉耦合作用机制的数学描述。正是由于这种“诸多因素的交叉耦合作用机制”,才导致复杂系统的初值敏感性即蝴蝶效应,才导致复杂系统呈现混沌性行为。目前,非线性学及混沌学的研究方兴未艾,这标志人类对自然与社会现象的认识正在向更为深入复杂的阶段过渡与进化。从贬义的角度看,蝴蝶效应往往给人一种对未来行为不可预测的危机感,但从褒义的角度看,蝴蝶效应使我们有可能“慎之毫厘,得之千里”,从而可能“驾驭混沌”并能以小的代价换得未来的巨大“福果”。蝶效应用的是比喻的手法,并不是说蝴蝶引起的飓风。

1963年12月,洛伦兹(Lorenz)在华盛顿的美国科学促进会的一次讲演中提出:一只蝴蝶在巴西扇动翅膀,有可能会在美国的德克萨斯引起一场龙卷风。他的演讲和结论给人们留下了极其深刻的印象。从此以后,所谓“蝴蝶效应”之说就不胫而走,名声远扬了。

“蝴蝶效应”之所以令人着迷、令人激动、发人深省,不但在于其大胆的想象力和迷人的美学色彩,更在于其深刻的科学内涵和内在的哲学魅力。混沌理论认为在混沌系统中,初始条件的十分微小的变化经过不断放大,对其未来状态会造成极其巨大的差别。我们可以用在西方流传的一首民谣对此作形象的说明。

这首民谣说:

丢失一个钉子,坏了一只蹄铁;

坏了一只蹄铁,折了一匹战马;

折了一匹战马,伤了一位骑士;

伤了一位骑士,输了一场战斗;

输了一场战斗,亡了一个帝国。

马蹄铁上一个钉子是否会丢失,本是初始条件的十分微小的变化,但其“长期”效应却是一个帝国存与亡的根本差别。这就是军事和政治领域中的所谓“蝴蝶效应”。有点不可思议,但是确实能够造成这样的恶果。一个明智的***一定要防微杜渐,看似一些极微小的事情却有可能造成集体内部的分崩离析,那时岂不是悔之晚矣?横过深谷的吊桥,常从一根细线拴个小石头开始。

天气预报是怎么做到精准预测的?

天气预报做到精准预测是因为观测雷达的集覆盖做到的。

最近北京持续高温,女朋友突然说,“好希望天气预报能报不准!”?

“为啥啊?”我百思不得解。?

“报不准嘛,比如,突然来一场雷雨降降温,或者,预报37摄氏度其实30摄氏度也行!” ?

我的女朋友,果然脑回路与众不同呢。不过我还是对她说,“这基本不可能。现代天气预报可是很准的。”?

“虽然这么说,但在我的印象中,天气预报以前也报错过啊。”?

“确实有报不准的情况,但是概率很小,而且这种情况会越来越少,不信你看。”?

现代的天气预报是如何进行的??

要说现代天气预报有多准,可以先看看现代天气预报是怎么做的。?

“东风不与周郎便,铜雀春深锁二乔”。自古以来,小到黎民百姓的生产生活,大到国家民族间的兵戎相见,都免不了受到当时天气的影响和制约。古人对于天气的预测纯属来自千万年口耳相传的观测经验,偶然性相当大。近代以来,随着雷达技术,卫星技术以及计算机技术的进步,人类不光能从地面获知大气层的变化动态,更能从遥远的太空俯瞰广大的地表区域,实现对灾害性天气的预防和日常天气的预报。?

现代的天气预报系统,主要分为地上气象观测站,地面气象雷达系统,高层大气气象观测,气象卫星以及数据解析中心等几种分工不同,各有侧重的观测网络体系。?

地上气象站主要负责集各地的气压、气温、湿度、风向、风速、降水量、积雪深度、日照时间、云量以及空气质量等气象数据。这些数据一方面用于与其他途径集的大气活动信息进行汇总,以便进行实时天气预报,另一方面则形成数据库,作为长期研究气候变动的宝贵资料。?

地面气象雷达系统通过建立在各地的雷达设施向所在空域云层发射厘米级波长的电磁波,来观测数百公里范围内云层中的凝结核、冰晶以及雨滴或雪花的形成情况。雷达获得的数据再与地面观测站的实测结果进行汇总分析,从而实现对雨雪天气的预报。?

左:地上气象站, 右:地面气象雷达站?

高层大气气象观测主要通过释放无线电探空仪和布置风廓线雷达实现。前者可以认为是地面气象站的高空版,可以实现收集约三十千米高空处气象数据的功能。后者可以认为是地面雨雪气象雷达的孪生兄弟,主要测量高空中的风速和风向等信息。?

气象卫星位于这个由低到高层次分明的观测网络的最上方,主要负责监测大范围区域内的气象变化,特别是台风一类的灾害性气象。?

此外,云层在数天内的变化趋势,大范围的海水温度分布,森林火灾的预警和监测,对于气象卫星来说都不过是略施身手,农业害虫的迁徙,火山活动的监测,海水潮位的异常变化也都难逃气象卫星法眼。?

以超级计算机作为核心的信息处理中心堪称整个气象监控与预报网络的大脑。各级观测设施,装置中收集到的无数琐碎信息,经过超级计算机的运算,多重因素复合作用下的复杂动态过程亦可轻松模拟。小到当天某时某地的天气精准预报,大到全国范围内整个季节中降水量与往年平均值的相对大小,超级计算机可谓是无所不知。?

天气预报会“报不准”吗??

即使有了这么强大的预报系统,我们还是不得不承认,天气预报确实有时会“报不准”。为什么呢??

这个问题一般来说受到两个因素制约。?

首先,现代天气预报早已不是曾经的全市统一,一天播报一次,而是定位精准并且实时更新。正如上面所述,天气变化是一个多因素作用下的极端复杂体系,现今的技术很难实现数小时后的精确预报,但是大城市局地的短时预报精准度还是相当高的。很多人的习惯还停留在当年的头天晚上收听第二天的天气预报,最后发生偏差也是情理之中了。?

其次,夏天的锋面雨等短时强对流天气,由于其演化规律突然性大,即便是超级计算机也时常有心无力,无法精准预知。但是,做到在强对流天气发生一两个小时前实现应急预警,目前的技术还是把握颇大的。?

在气象预报方面,人类从无知懵懂到小有所成,技术进步的脚步仍然坚定向前,天气预报的精准度和有效预测时间还会逐渐增加。?

如何提高气象预报特别是降雨预报的精确性??

为了减少“报不准”的情况,提高预报精度,可以加强对各大气象预报系统的硬件建设投入,只有拥有了遍布城乡的观测和雷达系统,覆盖区域上空的气象卫星网络,才能实现气象预报数据的有效集,预报精度自然随之上升。比如,国土狭小人口密集,技术、资金实力雄厚的日本拥有密度远超一般国家的气象信息集系统,其气象预报的精准程度超过中国乃至其它发达国家也就不足为奇了。 ?

看来,与其盼天气预报不准,可能还不如盼“雨神”来一下,突然来场雨的希望更大。?

降雪为什么难以准确预报?

首先需要明确一点,雨和雪是水的不同相态,所以在气象学上降雪预报和降雨预报可以统称为降水预报。

我们知道无论下雨还是下雪,都需要满足降水产生的基本条件,而这其中降雪多是发生在冬季气候背景下的降水天气。

相同之处:降雨预报需要关注的大尺度环流背景、水汽条件和动力条件等气象因素也是降雪预报所要重视的,在这一点上,二者的预报方法和预报技术也趋于一致。

不同之处:冬季降水常伴随雨雪相态转化过程,准确的相态预报是降雪量和积雪深度预报的基础,而这些都是降雨预报所没有的内容。

当我们把视角拉向几千米的垂直高空时,就能发现大气不同高度上的气温并非均匀分布,在不同的高度层、不同的温湿状态下,降水粒子的形态拥有着多种多样的变化,降水相态也会发生非常复杂的转变。

大气层温度随高度变化曲线图示意图。降雪天气仅出现在对流层。

当云中的冰晶或者雪花向下飘落,就如同经历了一场未知的冒险。

只有在整层都比较寒冷(例如低于0℃)时,才会有雪花降落到地面。如果整层温度都高于0℃,那么就会变成雨。而事实上,各层大气之间的温度变化往往比想象中更加复杂:

情况一:如果高层和底层的气温都低于0℃,但中间存在一个比较浅的暖层,高层的雪到中间暖层融化后到中下层冷层又冻结,那么下的就是冰粒。

情况二:如果中间的暖层比较厚,高层的雪花到中间暖层融化后来不及冻结,就会下冻雨。

情况三:如果地面温度较高或雪花含水量较大,有时雪落下来,也很难在地面上形成明显积雪,而是湿湿的一片。

在现实中,真实的大气垂直温度,受到大气环流系统、复杂的动力环境条件等影响,并没有这么简单的分层,再加之近地面地表温度冷暖不一,使得降水这个“顽皮的孩子”会在什么时段、以什么形态走进公众的视线?需要复杂的综合研判。这也是降雪为什么难以准确预报的原因。

中央电视台每天播放天气预报,最先播放的是()A.城市天气预报 B海洋天气预报C卫星云图

C

我国中央气象台的卫星云图,就是从“风云一号”等气象卫星摄取的。利用卫星云图照片进行分析,能提高天气预报的准确率。

天气预报就时效的长短通常分为三种:短期天气预报(2~3天)、中期天气预报(4~9天),长期天气预报(10~15天以上)。中央电视台每天播放的主要是短期天气预报。

扩展资料

要素预报有以下几种方法:

1、经验预报方法

在天气图形势预报的基础上,根据天气系统的未来位置和强度,对未来的天气分布作出预测。例如低压移来并得到加强时,可预报未来将有阴雨天气或较大的降水。

2、统计预报方法

分析天气的历史资料,寻求大气状态的变化同前期气象因子的相关性,用回归方程和概率原理,筛选预报因子,建立预报方程。即得所需的预报值。这种方法的效果主要取决于因子的正确选择。

3、动力统计

将数值预报方法算出的未来气象参数作为预报因子,用回归方程求得一组预报公式,作出要素预报。随着数值模式的改进,此法的准确率可能稳定提高。

百度百科——天气预报

滑坡、泥石流地质灾害气象预警预报

气象因素是诱发滑坡、泥石流等地质灾害的关键因素,开发基于Web-GIS和实时气象信息的实时预警预报系统,实现地质灾害实时预警预报与网络连接的地质灾害预警预报与减灾防灾体系,对可能遭受的地质灾害进行实时预警预报,及时广泛地发布预警信息,有利于实现科学高效、快速地开展灾害防治,从而最大限度地减少灾害损失,保护人民生命财产安全,变被动防治为主动防治地质灾害。

一、滑坡、泥石流地质灾害气象预警预报的主要依据

区域地质灾害(滑坡、泥石流等)空间预测主要是圈定地质灾害易发区,也就是前面论述的地质灾害危险性评估与区划。在区域地质灾害空间预测的基础上,结合实时的气象动态信息,分析研究滑坡、泥石流等地质灾害的主要诱发因素,研究同一地质环境区域,在不同气象条件下发生地质灾害的统计规律和内在机理,通过确定有效降雨量模型、降雨强度模型、降雨过程模型的临界阀值,建立基于实时动态气象信息的区域地质灾害预警预报时空耦合关系,从而对区域性的滑坡、泥石流等地质灾害进行危险性时空预警预报。

根据研究区域的地质条件、灾害调查情况、气象条件等,划分地质灾害易发区等级,统计已发生滑坡、泥石流等地质灾害与有效降雨量、24小时降雨强度的相关性,确定出不同易发区不同等级的临界降雨量(I、II),作为判别分析的阀值,确定降雨量危险性等级。降雨量小于I级临界降雨量的为低危险性,降雨量介于Ⅰ-Ⅱ级临界降雨量之间的为中危险性,降雨量大于II级临界降雨量的为高危险性。

将各单元的有效降雨量与临界有效降雨量进行对比,确定出各单元的降雨量危险性等级,将降雨量危险性等级和地质灾害易发区等级进行叠加,叠加结果见表3-4和图3-2,对应于4个不同的易发区把地质灾害预警预报等级划分为5级:其中,3级及3级以上为预警预报等级,5级为预警预报区的最高等级,1级和2级为不预警区,不同的预警预报等级用不同的颜色予以表示。3级预警区是指应加强对灾害点的监测地区;4级预警区是指应密切加强对灾害点监测的地区,取一定的防范措施;5级预警区是指应全天对灾害点进行监测,直接受害对象尤其是住户和人员在必要时应该取避让措施。在预警预报中,3级为注意级,4级为预警级,5级为警报级。

表3-4 地质灾害预警区等级划分表

图3-2 区域地质灾害宏观预警构建思路示意图

我国自2003年开展全国地质灾害气象预警预报工作以来,一些专家学者就致力于预警预报模型方法的研究与探索,主要经历了两个阶段。

第一阶段,2003~2006年,用的是第一代预警方法,即临界雨量判据法。该方法的主要原理是根据中国地貌格局、地质环境特征及其与降雨诱发型崩滑流地质灾害关系统计分析结果,以全国性分水岭、气候带、大地构造单元和区域地质环境条件,进行一级分区;以区域分水岭、历史滑坡泥石流分布密度、地形地貌特征、地层岩性、地质构造与新构造运动、年均降雨量分布等,进行二级分区;将全国划分为7个预警大区、74个预警区;并分区开展历史地质灾害点与实况降雨量之间的统计关系,确定各预警区诱发滑坡泥石流灾害的临界雨量,建立预警预报判据模板(图3-3);利用全国地质灾害数据库和县市调查信息系统中的地质灾害样本和中国气象局提供的降雨资料,通过统计分析,确定地质灾害发生前的1日、2日、4日、7日、10日和15日的临界雨量作为判据模板,建立地质灾害气象预警预报模型,开展地质灾害预警预报。

图3-3 预警预报判据模板

第二阶段,即第二代预警方法。2006~2007年,“全国地质灾害气象预警预报技术方法研究”项目设立,开展了全国地质灾害气象预警预报方法升级换代的研究工作。刘传正教授提出了地质灾害区域预警理论的三分法,即隐式统计预报法、显式统计预报法和动力预报法;并提出了显式统计预警方法(称为第二代预警方法)设计思路。该方法改进了第一代预警方法中仅依靠临界过程雨量方法的局限,实现了临界过程降雨量判据与地质环境空间分析相耦合。2007年该项工作取得初步研究成果,经完善后已在2008年全国汛期预警工作中正式使用。

根据地质灾害区域预警原理和显式预警系统设计思路,具体预警模型建立过程如下:

(1)地质灾害预警分区。将全国分为7个预警大区,分区建立预警模型。

(2)地质灾害气象预警信息图层编制。充分考虑地质灾害发生的地质环境基础信息、地质灾害历史发生实况等,共编制预警信息图层30个。

(3)地质灾害潜势度计算。探索一条计算地质灾害潜势度的计算方法,根据历史地质灾害点分布情况,用不确定系数法计算地质环境CF值、用项目组创新提出的权重确定法确定权重,从而计算地质灾害潜势度。

(4)统计预警模型建立。以10km×10km的网格进行剖分,将地质灾害潜势度、历史灾害点当日雨量、前期雨量作为输入因子,地质灾害实发情况作为输出因子,用多元线性回归方法,建立预警指数计算模型,从而确定预警等级。

二、美国旧金山湾滑坡泥石流气象预警系统

目前世界上滑坡泥石流灾害气象预警主要是依据美国旧金山湾滑坡泥石流预警系统提出的临界降雨阀值的方法。该系统在1985年至1995年期间运行了10年,后因种种原因被迫关闭。它是世界上运行时间最长的滑坡泥石流预警系统,其经验值得思考。

Campbell从1969年开始研究洛杉矶滑坡发生机制,15年提出了建立基于国家气象局(NWS)降雨预报和(前多普勒)雷达影像的洛杉矶泥石流预警系统的设想。Campbell指出,泥石流预报还是可能的,可通过降雨强度和持续时间的监测,并与根据降雨-滑坡发生概率的关系所建立的临界值进行比较,进行泥石流灾害等级的等级预报。一旦超过临界值,就要对居住在山脚下的居民发出预警,撤离危险地,最大程度地减少灾害损失。Campbell提出的泥石流预警系统由以下方面构成:①雨量计观测系统,记录每小时的降雨量;②具有能够识别暴雨地区降雨强度中心的气象编图系统;将降雨数据标绘在地形(坡度)图及相关滑坡影响图上;③实时集数据和预警管理和通讯网络。

1982年1月初,灾难性暴雨袭击了旧金山湾地区,引发了数以千计的泥石流及其他类型的浅层滑坡。经济损失达数百万美元,25人死亡。尽管该地区的人们得知暴雨预报,但并没有得到任何关于滑坡、泥石流的警报。尽管Campbell提出的建议没有在旧金山湾地区得以实施,但1982年的这场灾难件使得建立泥石流预警系统变得十分紧迫和必要。

图3-4 加州La Honda的泥石流降雨临界线

Cannon和Ellen(1985)建立了加州La Honda的泥石流降雨临界线(图3-4)。他们用年均降雨量(MAP)对临界降雨持续时间和临界降雨强度进行了修正(标准化),即将临界降雨强度修正为临界降雨强度/年均降雨量(MAP)。他们建立的滑坡降雨临界值是旧金山湾地区泥石流预警系统的基础。1986年2月旧金山湾地区连降暴雨,美国地质调查局和国家气象局联合启动了泥石流灾害预警系统,通过NWS广播电台系统发布了两次公共预警。这是美国首次发出的泥石流灾害预警。该次暴雨引发了旧金山湾地区数以百计的泥石流,造成1人死亡,财产损失达1000万美元。如果不是预警系统的准确预报,损失将会更加严重。

1986年的泥石流灾害预警是根据Cannon和Ellen(1985)确定的经验降雨临界值发布的。1989年Wilson等人在该经验降雨临界值的基础上,建立了累积降雨量/降雨持续时间关系曲线,对不同的规模和频率的泥石流确定不同的临界值降雨量。据此USGS滑坡工作组进行泥石流灾害预报。

Wilson自1995年一直研究困扰早期滑坡预警系统的泥石流降雨临界值强烈受局部降水条件(地形效应)影响的难题。

如前所述,Cannon(1985)建立的旧金山湾地区的区域泥石流降雨临界值,试图用长期降雨量(MAP)来修正地形效应的影响。MAP是用来描述长期降雨气候条件最常用的参数,可从标准气象图中获得。Cannon建立MAP标准化临界值,是滑坡预警系统的主要技术基础。然而,正如Cannon本人所说,在早期滑坡预警系统运行过程中,发现降雨少的地区ALERT系统的雨量数据会产生“警报”,反映了MAP标准化会出现低MAP地区的不一致性问题。后来Wilson(19)将旧金山湾地区的MAP标准化方法应用到南加州和美国太平洋西北部地区,出现了明显的低估或高估降雨临界值的问题。

降雨量作为参数实际上反映了暴雨规模和频率两个综合作用过程。美国太平洋西北部地区降雨量频率高但每次降雨量小,导致年均降雨量大;而南加州地区则降雨频率小但每次降雨量大,结果是年均降雨量小。年均降雨量标准化方法应识别出那些“极端”的降雨,即降雨量远远超过那些频率高但降雨量小的暴雨。因此,对于估计泥石流降雨临界值来说,单个暴雨的规模要比降雨频率重要得多。

长期的气候作用使斜坡本身达到了一种重力平衡状态,即斜坡入渗与蒸发及地表排水之间达到了平衡。这种长期的平衡作用过程可能包含着无数已知和未知的机制。斜坡土壤的岩土工程性质、地表排水率及水网分布、本土植被都可能对局部气候产生影响。Wilson用日降雨规模—频率分析,重新检查了年均降水量标准化临界值的不一致性。在年均降雨量低的旧金山湾地区,泥石流的降雨临界值高于MAP标准化的预测值。Wilson提出了参考的泥石流降雨临界值,这有益于研究降雨与地表排水之间的相互作用。Wilson的研究表明,5年暴雨重现率可以代表降雨频率与侵蚀率的优化组合关系。对三个具有明显不同降雨气候模式的不同地区(南加州洛杉矶地区、旧金山湾地区、太平洋西北部地区),集了触发致命泥石流灾害的历史雨量数据,建立了(引发广泛泥石流发生)历史上触发大范围泥石流的24小时峰值暴雨降雨量与参考降雨值(5年暴雨重现值)之间的关系曲线(图3-5)。该关系曲线可用来估计泥石流的降雨临界值,与Cannon的MAP标准化降雨临界值相比,特别是可以在更加可靠点的范围内通过插值估计出特定地点(特别是受地形效应影响的山区)的临界值。

图3-5 历史触发大范围泥石流的24小时峰值暴雨降雨量与

尽管旧金山湾地区的滑坡泥石流气象预警系统在1995年关闭了,但自1995年以来没有停止对降雨/泥石流临界值方面的研究。这些研究加深了对降雨、山坡水文条件、长期降雨气象条件和斜坡稳定性之间相互作用的认识,这将为旧金山湾地区乃至世界其他地区的滑坡气象预警工作奠定很好的科学基础。

三、降雨监测与预报

旧金山湾地区滑坡预警系统运行的十年间,当地NWS的天气预报主要依靠1987年2月发射的气象卫星GOE-7(19年被GOES-10所取代)。每隔30分钟,GOES气象卫星传送覆盖从阿拉斯加湾至夏威夷的北美西海岸云团图像。根据这些图像,当地NWS可以估计出大暴雨的速度、方向和强度。图像中的红外波谱图像还能指示云团的温度,它是估计降雨强度的重要信息。另外,地面气象观测站可获得大气压、风速、温度、降雨数据,与卫星气象数据雨季NWS国家气象中心提供的长期天气趋势预报信息相结合,当地NWS天气预报办公室综合分析这些数据,准备和提供定量天气预报(QPT),一天发布两次加州北部和南部地区未来24小时天气预报。

雨量监测(ALERT)系统能远距离自动集高强度降雨观测数据,并将数据传送到当地实时天气预报中心。到1995年,旧金山湾地区ALERT系统已建立了60个雨量观测站点(图3-6)。尽管每个站点的建立得到了NWS的支持,但每个站点的设备购买、安装和维护则由其他联邦、州和地方机构负责。从1985年到1995年滑坡预警系统运行期间,USGS一直负责维护设在加州Menlo公园的ALERT接收器和数据处理微机系统。

要评估即将到来的暴雨是否会引发泥石流灾害,要考虑两个临界值:①前期累积降雨量(即土壤湿度);②临近暴雨的强度和持续时间的综合分析。为此,USGS滑坡工作组在La Honda研究区安装了浅层测压计,并对土壤进行了监测。如果测压计首先显示出对暴雨的强烈反应,即认为已达到前期临界值。通常冬至后需几个星期的时间才能使土壤湿度超过前期临界值,之后要随时关注暴雨强度和持续时间是否足以触发泥石流灾害。

图3-6 1992年旧金山湾滑坡预警雨量监测系统—ALERT

四、泥石流灾害预警的发布

当暴雨开始时,开始监测降雨强度,估计暴雨前锋到来的速度。根据观测的降雨量,结合当地NWS的定量降雨预测(QPF);与建立的泥石流降雨临界值进行对析,确定泥石流灾害的类型和规模。NWS和USGS的工作人员共同参与该阶段的工作,向公众发布三个等级的泥石流灾害预警:即①城市和小河流洪水劝告(urban and small streamsflood advisory);②洪水/泥石流关注(flash-flood/debris-flow watch);③洪水/泥石流警报(flash-flood/debris-flow warning)。在1986年至1995年间,多次发布了不同级别的泥石流灾害预警。

五、小结

滑坡和泥石流灾害的危险性预测主要是通过灾害产生条件分析,预测区域上或某斜坡地段将来产生滑坡泥石流灾害的可能性,圈定出可能产生滑坡泥石流灾害的影响范围及活动强度。滑坡泥石流灾害危险性预测的指标体系结构层次如图3-7所示,根据滑坡泥石流灾害危险性预测的研究对象的差异性,可从三种研究尺度建立滑坡泥石流灾害危险性预测指标体系。

图3-7 地质灾害空间预测指标体系结构层次图

区域性滑坡泥石流灾害危险性预测就是通过分析滑坡泥石流灾害在区域空间分布的聚集性及规律性,圈定出滑坡泥石流灾害相对危险性区域,从而为国土规划、减灾防灾、灾害管理与决策提供依据。不同的预测尺度对应于不同的勘察阶段和研究精度。滑坡泥石流灾害危险性区划对应于可行性研究阶段,要求对拟开发地域工程地质条件的分带规律进行初步综合评价,确定滑坡泥石流灾害作用发生的可能性及敏感性,提交的成果是区域工程地质条件综合分区图和地质灾害预测区划图。

"蝴蝶效应"什么意思,能否举例说明一下?谢谢!

蝴蝶效应

蝴蝶效应是气象学家洛伦兹1963年提出来的。

其大意为:一只南美洲亚马孙河流域热带雨林中的蝴蝶,偶尔扇动几下翅膀,可能在两周后引起美国德克萨斯引起一场龙卷风。其原因在于:蝴蝶翅膀的运动,导致其身边的空气系统发生变化,并引起微弱气流的产生,而微弱气流的产生又会引起它四周空气或其他系统产生相应的变化,由此引起连锁反应,最终导致其他系统的极大变化。

此效应说明,事物发展的结果,对初始条件具有极为敏感的依赖性,初始条件的极小偏差,将会引起结果的极大差异。

“蝴蝶效应”在社会学界用来说明:一个坏的微小的机制,如果不加以及时地引导、调节,会给社会带来非常大的危害,戏称为“龙卷风”或“风暴”;一个好的微小的机制,只要正确指引,经过一段时间的努力,将会产生轰动效应,或称为“革命”。

详解:

非线性,俗称“蝴蝶效应”。

什么是蝴蝶效应?先从美国麻省理工学院气象学家洛伦兹(Lorenz)的发现谈起。为了预报天气,他用计算机求解仿真地球大气的13个方程式,意图是利用计算机的高速运算来提高长期天气预报的准确性。1963年的一次试验中,为了更细致地考察结果,他把一个中间解0.506取出,提高精度到0.506127再送回。而当他到咖啡馆喝了杯咖啡以后回来再看时竟大吃一惊:本来很小的差异,结果却偏离了十万八千里!再次验算发现计算机并没有毛病,洛伦兹(Lorenz)发现,由于误差会以指数形式增长,在这种情况下,一个微小的误差随着不断推移造成了巨大的后果。他于是认定这为:“对初始值的极端不稳定性”,即:“混沌 ”,又称“蝴蝶效应”,亚洲蝴蝶拍拍翅膀,将使美洲几个月后出现比狂风还厉害的龙卷风!

这个发现非同小可,以致科学家都不理解,几家科学杂志也都拒登他的文章,认为“违背常理”:相近的初值代入确定的方程,结果也应相近才对,怎幺能大大远离呢!

线性,指量与量之间按比例、成直线的关系,在空间和时间上代表规则和光滑的运动;而非线性则指不按比例、不成直线的关系,代表不规则的运动和突变。如问:两个眼睛的视敏度是一个眼睛的几倍?很容易想到的是两倍,可实际是 6-10倍!这就是非线性:1+1不等于2。

激光的生成就是非线性的!当外加电压较小时,激光器犹如普通电灯,光向四面八方散射;而当外加电压达到某一定值时,会突然出现一种全新现象:受激原子好象听到“向右看齐”的命令,发射出相位和方向都一致的单色光,就是激光。

非线性的特点是:横断各个专业,渗透各个领域,几乎可以说是:“无处不在时时有。”

如:天体运动存在混沌;电、光与声波的振荡,会突陷混沌;地磁场在400万年间,方向突变16次,也是由于混沌。甚至人类自己,原来都是非线性的:与传统的想法相反,健康人的脑电图和心脏跳动并不是规则的,而是混沌的,混沌正是生命力的表现,混沌系统对外界的刺激反应,比非混沌系统快。

由此可见,非线性就在我们身边,躲也躲不掉了。

19年12月,洛伦兹(Lorenz)在华盛顿的美国科学促进会的一次讲演中提出:一只蝴蝶在巴西扇动翅膀,有可能会在美国的德克萨斯引起一场龙卷风。他的演讲和结论给人们留下了极其深刻的印象。从此以后,所谓“蝴蝶效应”之说就不胫而走,名声远扬了。

“蝴蝶效应”之所以令人着迷、令人激动、发人深省,不但在于其大胆的想象力和迷人的美学色彩,更在于其深刻的科学内涵和内在的哲学魅力。

科学家给混沌下的定义是:混沌是指发生在确定性系统中的貌似随机的不规则运动,一个确定性理论描述的系统,其行为却表现为不确定性一不可重复、不可预测,这就是混沌现象。进一步研究表明,混沌是非线性动力系统的固有特性,是非线性系统普遍存在的现象。牛顿确定性理论能够完美处理的多为线性系统,而线性系统大多是由非线性系统简化来的。因此,在现实生活和实际工程技术问题中,混沌是无处不在的。 洛伦茨第一次发现混沌现象,至今,关于混沌的研究一直是科学家、社会学家、人文学家所关注的。研究混沌,其实就是发现无序中的有序,但今天的世界仍存在着太多的无法预测,混沌,这个话题也必将成为全人类性的问题。在此,由于知识有限,我们只是做了极其肤浅的介绍和引入,希望有更多的同学能走进混沌之门,以更深邃的眼光来审视这个世界。今后或许能致力于此方面的研究。

总之,混沌规律只能洞察、揣摩、直觉、推测,而不能揭示、推演和精确描述。我们可以用在西方流传的一首民谣对此作形象的说明。

这首民谣说:

丢失一个钉子,坏了一只蹄铁;

坏了一只蹄铁,折了一匹战马;

折了一匹战马,伤了一位骑士;

伤了一位骑士,输了一场战斗;

输了一场战斗,亡了一个帝国。

马蹄铁上一个钉子是否会丢失,本是初始条件的十分微小的变化,但其“长期”效应却是一个帝国存与亡的根本差别。这就是军事和政治领域中的所谓“蝴蝶效应”。

有点不可思议,但是确实能够造成这样的恶果。一个明智的***一定要防微杜渐,看似一些极微小的事情却有可能造成集体内部的分崩离析,那时岂不是悔之晚矣? 横过深谷的吊桥,常从一根细线拴个小石头开始。

影片《蝴蝶效应》

2004年由美国导演埃里克·布雷斯执导的影片《蝴蝶效应》就探讨了这个问题,男主角埃文·泰(艾什顿·库奇饰)是一个平平无奇的大学生,唯一和普通人不同的是从童年时代起,就写日记不停记录他每日生活中的全部细节。某天,埃文忽然读到了那些记录中的一部分,顿时,那些已经被他自己埋葬在内心最深处许多年的黑暗记忆又再次被唤醒,那是改变了他整个少年时代的不堪回首往事。机缘巧合,埃文忽然发现自己可以通过一直搁在床下那些写着当年记录的日记本回到过去,进入自己当年的身体。也许这些落满灰尘的日记本可以让他从此摆脱所有不愉快的记忆,抱着这样的想法,埃文回到过去,力图改写历史,以为这样就可以治愈他受伤的记忆,让他和所爱的人们能从此之后幸福生活。他制定出无懈可击,执行起来也小心翼翼。但等他一旦回到现实,却发现一切都已面目全非。他的行为已经造成了损失惨重的改变,而他最亲密的那些朋友的生活已经南辕北辙。特别是他的初恋女友凯勒·米勒(艾米·斯马特饰),他们是儿时玩伴,在经历了长久的漠然以对之后,发现彼此还是相爱。为了弥补自己的错误,埃文只好一次次的回到过去,但每次总有些小在他不注意时层出不穷地发生,之后一连串连锁反应,到底让他和他朋友们的生活更加彻头彻尾的改变。于是埃文一次次尝试,他们的生活也就像高速火车一般刹那间从山顶冲下,树林或者河流在窗外一掠而过。凯勒从女招待到学生会再到落魄者。她的命运和他一样不停改变。

据说《蝴蝶效应》的结局有两个:

一个是导演加长版的结局:

埃文看到的家庭**是埃文的母亲即将产下埃文,进入历史的埃文决定自己结束这一切,他用双手掐住了脐带,结束了自己刚要开始的生命,现实的生活中没有埃文,凯莉跟汤米被离婚后的母亲监护,远离了她那个有着变态嗜好的父亲,自然也就没有了以后的各种。

另一个是剧场版的结局:埃文看到的家庭**是第一次认识凯莉的聚会,回到从前的埃文骂了凯莉,他与凯莉没有成为好朋友,凯莉跟汤米的监护权也由母亲得到,工作后的埃文在街上偶遇凯莉,但却没有相认。最后凯丽和埃文擦肩而过的情节很独特,他们好象有默契的回头张望,而又放弃般的回过头去踏上各自的道路。结尾的似曾相识的迷离结束在oasis的《Stop Crying Your Heart Out》的歌声中……久久回响。