2015—2016年濟陽縣氣象災(zāi)害預(yù)警信號質(zhì)量檢驗

劉新彥 孫小麗 王華

摘要：對濟陽縣2015 — 2016年預(yù)警信號分時段進行質(zhì)量檢驗。結(jié)果表明，各時段TS評分雷電最高，暴雨次之，大風(fēng)最低；預(yù)警時間提前量大風(fēng)稍高，暴雨次之，雷電最低；總體上質(zhì)量檢驗TS評分2015年較2016年略偏高，預(yù)警時間提前量2016年較2015年有所提高。

關(guān)鍵詞：氣象災(zāi)害；預(yù)警信號；質(zhì)量檢驗

中圖分類號：P429 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2018）12-0048-03

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2018.12.013

Abstract： The quality inspection of the early warning signal in Jiyang county from 2015 to 2016 was conducted. The results showed that the thunder TS scores were the highest in each period，followed by the rainstorm followed by the lowest gale. The early warning time of the gale was slightly higher，the rainstorm was second，and the thunder was the lowest； Overall quality test TS score was slightly higher in 2015 than 2016，and early warning time was raised in 2016 years earlier than in 2015.

Key words： meteorological disasters； warning signal； quality inspection

氣象災(zāi)害占中國自然災(zāi)害的70%以上，平均每年氣象災(zāi)害造成的直接經(jīng)濟損失占中國GDP的3%～6%，70%的農(nóng)業(yè)災(zāi)害來自氣象災(zāi)害[1-3]。2011年《國務(wù)院辦公廳關(guān)于加強氣象災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警及信息發(fā)布工作的意見》指出，加強氣象災(zāi)害預(yù)警信號發(fā)布工作是防災(zāi)減災(zāi)工作的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，是防御和減輕災(zāi)害損失的重要基礎(chǔ)。2015年《國家突發(fā)事件預(yù)警信息發(fā)布系統(tǒng)》正式運行，為了加強預(yù)警信號業(yè)務(wù)管理，促進預(yù)警信號質(zhì)量提高，中國氣象局對縣級發(fā)布的暴雨（雪）、大風(fēng)、雷電、冰雹、大霧和霾等七類預(yù)警信號進行質(zhì)量檢驗。掌握預(yù)警信號分布規(guī)律和發(fā)布時機對進一步提高預(yù)警信號的準確性和時效性有很大幫助，并可以進一步提升氣象服務(wù)效益[4-6]。黃歸蘭等[7]就預(yù)警信號分布特征進行了研究；胡永松等[8]、肖偉軍等[9]對預(yù)警信號發(fā)布策略進行了探討；李海鷹等[10]、徐穎等[11]、吉莉等[12]就預(yù)警信號時效、效益方面進行論述。前人的研究大多未涉及預(yù)警信號的質(zhì)量檢驗，因此選取濟陽縣2015 — 2016年預(yù)警信號資料進行質(zhì)量檢驗，結(jié)合歷年完整的實況觀測資料，以期找到氣象災(zāi)害預(yù)警信號分布特征和亟待提高環(huán)節(jié)，為提高預(yù)警信號質(zhì)量、凸顯氣象服務(wù)社會效益提供參考和幫助。

1 資料與方法

1.1 資料來源

選取濟陽縣為檢驗單元，氣象災(zāi)害資料選取濟陽縣氣象局2004 — 2016年期間已發(fā)布預(yù)警信號或?qū)崨r達到了預(yù)警信號發(fā)布標準的觀測資料，預(yù)警信號質(zhì)量檢驗選取樣本比較完整的2015 — 2016年資料。大霧和霾山東省暫不檢驗，故只統(tǒng)計暴雨（雪）、大風(fēng)、雷電、冰雹5類災(zāi)害性天氣資料。

1.2 研究方法

1.2.1 質(zhì)量檢驗規(guī)則 預(yù)警信號質(zhì)量檢驗以縣（區(qū)）為檢驗單元，當發(fā)布預(yù)警信號或?qū)崨r達到了預(yù)警信號發(fā)布標準時均需要進行檢驗。雷電和冰雹預(yù)警信號的級別與災(zāi)害性天氣過程強度是否準確對應(yīng)只做不分級檢驗，其他預(yù)警信號不同級別與災(zāi)害性天氣過程強度是否準確對應(yīng)需要做所有級別檢驗。災(zāi)情實況已出現(xiàn)考慮過程將持續(xù)時發(fā)布的預(yù)警信號，如果預(yù)警信號在實況出現(xiàn)后30分鐘內(nèi)發(fā)布，記為預(yù)警信號正確，提前時間記為0；否則，記為實況所對應(yīng)的預(yù)警信號漏報，預(yù)警信號不正確時提前時間記為0。

1.2.2 質(zhì)量檢驗內(nèi)容 質(zhì)量檢驗內(nèi)容包括預(yù)警信號的準確性和時效性。預(yù)警信號的準確性是指實際發(fā)生的災(zāi)害性天氣嚴重程度與發(fā)布預(yù)警信號的對應(yīng)情況，準確性檢驗指標有TS評分、空報率FAR、漏報率PO和命中率POD。預(yù)警信號的時效性是指預(yù)警信號發(fā)布時間相對災(zāi)害性天氣發(fā)生時間的提前量，檢驗指標有準確預(yù)警的時間提前量T1、預(yù)警的時間提前量T2和有效預(yù)警的時間提前量T3。NAk為預(yù)報正確次數(shù)，NBk為空報次數(shù)，NCk為漏報次數(shù)；K為預(yù)警信號級別，一般為1～4級，Ⅳ級（一般）、Ⅲ級（較重）、Ⅱ級（嚴重）、Ⅰ級（特別嚴重）依次用藍色、黃色、橙色和紅色表示；C代表預(yù)警信號的提前時間，時間單位為分鐘。

1.2.3 質(zhì)量檢驗方法

1）準確性。準確性檢驗指標有TS評分、空報率、漏報率和命中率。計算公式如下。

2 結(jié)果與分析

2.1 氣象災(zāi)害和預(yù)警信號統(tǒng)計

2004 — 2016年出現(xiàn)氣象災(zāi)害性天氣合計477次（圖1）。其中暴雨、大風(fēng)和雷電所占比例分別為10%、30%和58%，三者合計所占比例為98%；冰雹和暴雪合計所占比例為2%。暴雨、大風(fēng)和雷電災(zāi)害對人民日常生活和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來的影響比較直接，三者出現(xiàn)的頻次和比重都比較高，預(yù)警信號質(zhì)量檢驗選取暴雨、大風(fēng)和雷電進行統(tǒng)計分析。暴雨天氣共計出現(xiàn)49次，其中6、7、8月所占比例分別為19%、38%和31%，3個月合計所占比例為88%；大風(fēng)天氣共計出現(xiàn)143次，其中3、4、5、6月所占比例分別為15%、24%、11%和15%，4個月合計占比65%；雷電天氣共計出現(xiàn)278次，其中6、7、8月所占比例分別為21%、29%和28%，3個月合計占比78%。2015—2016年發(fā)布預(yù)警信號合計71次，其中暴雨、大風(fēng)和雷電所占比例分別為8%、34%和55%，三者合計所占比例為97%。

2.2 暴雨預(yù)警信號質(zhì)量檢驗

2015 — 2016年濟陽縣共計發(fā)布暴雨預(yù)警信號6次，其中正確5次，空報1次，漏報0次。暴雨預(yù)警信號全部集中在6 — 8月，與暴雨災(zāi)害分布特征基本一致。只有2015年8月為暴雨黃色預(yù)警信號，其余都是暴雨藍色預(yù)警信號。

按照質(zhì)量檢驗方法對2015 — 2016年期間暴雨預(yù)警信號進行不同時段質(zhì)量檢驗（表1），各時段質(zhì)量檢驗命中率都為100%，漏報率都為0。6月TS評分和T1、T2和T3較7、8月明顯偏低， 7月TS評分和T1、T2和T3最高。年度檢驗2015年TS評分較2016年稍高，2016年T1、T2和T3較2015年有所提高。暴雨天氣絕大部分集中在6 — 8月，對于濟陽縣而言，在主汛期要密切關(guān)注暴雨天氣，天氣形勢、物理量場達到暴雨指標可考慮發(fā)布暴雨藍色預(yù)警信號；水汽充沛、雨強較大、持續(xù)時間較長等非常有利的天氣形勢下，可以考慮適時發(fā)布更高一級暴雨預(yù)警信號。

2.3 大風(fēng)預(yù)警信號質(zhì)量檢驗

2015 — 2016年濟陽縣共計發(fā)布大風(fēng)預(yù)警信號24次，其中正確18次，空報6次，漏報0次。3 — 6月合計發(fā)布15次，占所有大風(fēng)預(yù)警信號的62.5%，預(yù)警信號時間上的分布和大風(fēng)災(zāi)害性天氣分布特征基本一致。2016年11月發(fā)布一次大風(fēng)黃色預(yù)警信號，其余都是大風(fēng)藍色預(yù)警信號。

按照質(zhì)量檢驗方法對2015 — 2016年期間大風(fēng)預(yù)警信號進行不同時段質(zhì)量檢驗（表2），各時段質(zhì)量檢驗命中率都為100%，漏報率都為0。一、二季度TS評分較三、四季度明顯偏低，第一季度T1、T2和T3最高，第三季度T1、T2和T3最低。大風(fēng)災(zāi)害比較集中的3 — 6月，2015年TS評分和預(yù)警時間提前量較2016年稍高；年度質(zhì)量檢驗TS評分2015年較2016年稍微偏低，2016年T1、T2和T3明顯增加。

上半年大風(fēng)天氣出現(xiàn)次數(shù)較多，春季又是易發(fā)旱災(zāi)和火險時間段，為保證氣象服務(wù)效果造成部分大風(fēng)預(yù)警信號空報，即一、二季度TS評分稍低；7、8月多雷雨大風(fēng)天氣，天氣形勢多變且持續(xù)時間較短，造成大部分預(yù)警信號是實況發(fā)生后發(fā)布，提前時間只能記為0，造成第三季度T1、T2和T3最低。對于濟陽縣而言，在3 — 6月要密切關(guān)注大風(fēng)天氣，適時發(fā)布大風(fēng)藍色預(yù)警信號；如果南高北低氣壓場明顯、氣壓梯度較大，雷達資料MARC、弓形回波特征明顯等[13]，特別是出現(xiàn)在6月時可提前直接發(fā)布大風(fēng)黃色預(yù)警信號。

2.4 雷電預(yù)警信號質(zhì)量檢驗

2015 — 2016年濟陽縣共計發(fā)布雷電黃色預(yù)警信號39次，其中正確38次，空報1次，漏報0次。6—8月合計發(fā)布31次，占所有雷電預(yù)警信號的79.5%，3個月合計占比79%，預(yù)警信號時間上的分布與雷電災(zāi)害分布特征基本一致。

按照檢驗方法對2015 — 2016年雷電預(yù)警信號進行不同時段不分級檢驗（表3），各時段質(zhì)量檢驗命中率都為100%，漏報率都為0。6 — 8月質(zhì)量檢驗2015年TS評分較2016年偏高，2015年T1、T2和T3較2016年偏低。年度質(zhì)量檢驗2015年TS評分較2016年偏高，2016年T1、T2和T3較2015年略有提高。

雷電天氣大部分集中在6 — 8月，規(guī)則要求雷電預(yù)警信號不考慮強度對應(yīng)關(guān)系只做不分級質(zhì)量檢驗。對于濟陽縣而言在主汛期要密切關(guān)注雷電天氣，天氣形勢有利、雷達反射率-10 ℃（-20 ℃）高度上出現(xiàn)大于等于40 dBz（25 dBz）的反射率可考慮發(fā)布雷電預(yù)警信號[14]。

3 小結(jié)與討論

1）濟陽縣災(zāi)害性天氣以暴雨、大風(fēng)和雷電為主，三者合計占所有災(zāi)害性天氣的98%。暴雨和雷電天氣主要集中在6—8月，大風(fēng)天氣以3—6月居多。

2）暴雨預(yù)警信號6月TS評分較7、8月偏低，預(yù)警時間提前量逐年上升。大風(fēng)預(yù)警信號TS評分上半年較下半年偏低，第三季度預(yù)警時間提前量最低，整體上TS評分在60%～70%，預(yù)警時間提前量逐年上升。雷電預(yù)警信號TS評分較高，但預(yù)警時間提前量在分時段質(zhì)量檢驗中較暴雨和大風(fēng)偏低?？傮w上質(zhì)量檢驗TS評分2015年較2016年略偏高，預(yù)警時間提前量則2016年較2015年有所提高。

3）預(yù)警信號在時間上的分布和災(zāi)害性天氣分布特征保持基本一致，在實際工作中可以據(jù)此有的放矢地關(guān)注相關(guān)預(yù)警信號的發(fā)布事宜，逐步提高大風(fēng)預(yù)警信號TS評分和雷電預(yù)警信號時間提前量。

由于預(yù)警信號統(tǒng)計樣本稍少，準確性和時效性規(guī)律特征不是非常明顯，隨著樣本數(shù)量的增加可以做進一步的統(tǒng)計分析。質(zhì)量檢驗規(guī)則規(guī)定“實況已出現(xiàn)后30 min內(nèi)發(fā)布預(yù)警信號記為正確，提前時間記為0”，容易出現(xiàn)為提高TS評分而推遲預(yù)警信號發(fā)布時間，造成沒有漏報且空報非常少的現(xiàn)象；準確性指標較好但時效性較差，對于做好地方氣象服務(wù)沒有特別明顯利好。實際工作中還應(yīng)該逐步提高預(yù)報和分析判斷能力，結(jié)合氣象災(zāi)害分布特征做好預(yù)警信號發(fā)布工作。

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