川藏铁路沿线气象风险特征分析

论文摘要

交通与气象有着十分密切的关系,尤其铁路是气象灾害的高敏感行业。川藏地区地形复杂,海拔高度变化大,区域气象要素分布不均,气象观测站网稀少,精细化气候背景及气象灾害的研究较为困难。由于对铁路建设和运营提供有效支撑的气象数据较少,因此开展川藏地区铁路沿线气象要素特征及综合气象风险分析,对观测站网合理布局有着十分重要的意义。本文利用中国地面气象要素日值数据集、中国地面气候标准值数据集以全国ADTD组网的闪电定位系统资料对川藏区域气象要素的时空分布特征进行分析,并结合时空多尺度分析系统STMAS（Space-Time Multiscale Analysis System）分析场等数据,分析不同气象要素影响差异,给出铁路合理规划和运营阶段的敏感区域,对川藏地区铁路沿线站网合理化布局进行研究。通过川藏地区气象要素风险分析发现,川藏地区东部应重点防范雷暴、短时强降雨、雷暴大风影响;中部地区重点防范大风、气温日较差、低温、冻土等影响;西部地区重点防范大风、积雪、气温日较差、低温、冻土等影响。川藏地区气候背景上目前处于风速增大时期,风险增大,需要关注。通过综合气象风险分析,在线路规划过程中西藏拉萨的北部、那曲、日喀则,四川的甘孜州,综合风险指数相对较高,在规划过程中是需要应规避的区域。而在运营阶段,川西高原地形快速爬升的区域,对日最大降水量和闪电密度指数比较敏感,是需要重点关注的区域。精细化实况格点分析场的研究发现,横风影响的敏感区主要位于拉萨南部、林芝西部、昌都东部、甘孜地区雅江、康定等地区。采用敏感区内6个国家站历史资料的风玫瑰图分析,证实敏感区内产生较大横风概率较高。代表站点选取来看,风相关性阈值越高站点代表性范围约小,需要的站点也越多,隧道口处均需设置代表站点。气温监测的三个代表站,分别位于四川盆地,川西高原以及林芝区域内地形抬升的区域。根据敏感区域分析,在敏感区域还需增加31个站用于监测,其中3个部署在成都段,监测强降水,28个部署在甘孜段和拉萨段,监测强风。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 引言
•   1.1 研究背景和意义
•   1.2 国内外相关研究进展
•     1.2.1 气象条件及气象灾害对铁路的影响研究
•     1.2.2 影响铁路建设及运行的气象因子研究
•     1.2.3 青藏高原气候特征及气象灾害研究
•     1.2.4 青藏高原铁路沿线气象条件研究
•     1.2.5 观测站网布局相关研究
•   1.3 文章框架
• 第二章 资料和方法
•   2.1 研究数据
•     2.1.1 气候分析数据
•     2.1.2 高分辨率格点场数据
•     2.1.3 小时降水数据
•   2.2 研究与计算方法
•     2.2.1 风压计算方法
•     2.2.2 重现期计算方法
•     2.2.3 横风计算方法
•     2.2.4 均方根误差
•     2.2.5 归一化方法
•     2.2.6 综合风险指数
•     2.2.7 空间差值分析方法
•     2.2.8 气象监测站点选点方法
• 第三章 川藏地区气象要素变化特征及气象风险分析
•   3.1 川藏地区气象站网情况
•   3.2 铁路线路及研究范围
•   3.3 雷暴的气候特征
•   3.4 风的气候特征
•     3.4.1 风的年际变化
•     3.4.2 风的月际变化
•     3.4.3 大风日数的空间分布特征
•     3.4.4 极大风速重现期分析
•     3.4.5 风压的特征
•   3.5 降水气候特征
•     3.5.1 降水概率日变化
•     3.5.2 年均降水量变化
•     3.5.3 最大日降水量分布
•     3.5.4 日最大降水量重现期分布
•     3.5.5 降水强度分析
•     3.5.6 最大积雪深度特征
•   3.6 气温气候特征
•   3.7 冻土气候特征
•   3.8 综合气象风险分析
•   3.9 本章小结
• 第四章 川藏地区铁路周边气象监测站网布局研究
•   4.1 精细化实况格点场检验
•   4.2 列车运营期敏感区域分析
•     4.2.1 横风敏感区域分析
•     4.2.2 横风敏感区域验证
•     4.2.3 综合气象风险敏感区域分析
•   4.3 气象监测站布设方案分析
•     4.3.1 计算方案
•     4.3.2 监测站点初步布局方案
•     4.3.3 监测站点布局方案调整及优化
•   4.4 本章小结
• 第五章 总结与展望
•   5.1 论文开展的主要工作和主要结论
•     5.1.1 川藏地区气候特征及气象风险分析
•     5.1.2 川藏地区铁路线站网布局研究
•   5.2 论文创新点
•   5.3 下一步工作展望
• 参考文献
• 在学期间的研究成果
• 致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 张子曰

导师: 陈思宇,郭建侠

关键词: 复杂地形,气象站网,横风作用,风险指数

来源: 兰州大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑,工程科技Ⅱ辑

专业: 气象学,安全科学与灾害防治,铁路运输

单位: 兰州大学

基金: 中国铁路总公司科技研究开发计划课题(P2018G001),中国铁路总公司科技研究开发计划课题(P2018T006)

分类号: U298;P429

总页数: 61

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