紅河州凝凍天氣預(yù)報(bào)預(yù)警系統(tǒng)

葉文群 劉佳

摘要 通過(guò)實(shí)地考察、歷史統(tǒng)計(jì)等確定凝凍天氣多發(fā)易發(fā)點(diǎn)，然后進(jìn)行區(qū)劃分級(jí)，分別建立預(yù)報(bào)方程，做出凝凍天氣預(yù)報(bào)。包括以下幾個(gè)方面的內(nèi)容：確定凝凍天氣多發(fā)易發(fā)點(diǎn)，并進(jìn)行區(qū)劃;找出不同凝凍天氣等級(jí)的溫度臨界值; 選取凝凍天氣預(yù)報(bào)因子，建立預(yù)報(bào)方程;在實(shí)踐中檢驗(yàn)，對(duì)預(yù)報(bào)方程作進(jìn)一步的訂正;建立基本信息數(shù)據(jù)庫(kù)以及凝凍天氣預(yù)報(bào)預(yù)警發(fā)布平臺(tái)。

關(guān)鍵詞 凝凍;預(yù)報(bào)方程;區(qū)劃分級(jí);預(yù)報(bào)因子

中圖分類號(hào)：P426.63 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-3305（2020）02-119-02

DOI： 10.19383/j.cnki.nyzhyj.2020.02.047

Early Warning System of Freezing Weather Forecast in Honghe Prefecture

YE Wen-qun? et al（Honghe Prefecture Meteorological Bureau， Mengzi，Yunnan 661100）

Abstract Through field investigation and historical statistics，the freezing weather forecast and early warning system determined the prone points of freezing weather，and then divided the areas into different levels，established forecast equations respectively，and made the freezing weather forecast. It mainly included the following aspects： determining the prone points of freezing weather and zoning; finding out the critical value of temperature of different freezing weather grades; selecting the factors of freezing weather forecast and establishing the forecast equation; testing in practice，further revising the forecast equation; establishing the basic information database and the platform of freezing weather forecast and early warning release.

Key words? ?Freezing;Prediction equ-ation;Division and classification;Prediction factor

在冬季風(fēng)盛行時(shí)，北方南下冷空氣加強(qiáng)西南準(zhǔn)靜止鋒，云南紅河州特別是州東部地區(qū)容易降溫降雨，當(dāng)?shù)孛鏈囟鹊陀?℃時(shí)，降水在及地前成為過(guò)冷卻雨滴，進(jìn)而形成了東部山區(qū)常見(jiàn)的氣象災(zāi)害凝凍。凝凍也稱凍雨，是紅河州冬季的災(zāi)害性天氣之一。嚴(yán)重的凝凍天氣可破壞有線通訊、影響電力輸送、中斷交通運(yùn)輸、凍死牲畜、凍壞農(nóng)作物等，因此做好凝凍天氣的研究和預(yù)報(bào)預(yù)警，對(duì)提前采取相應(yīng)措施、做好防范工作具有很好的指導(dǎo)意義。

1 凝凍時(shí)空分布特征分析

根據(jù)凝凍天氣發(fā)生的程度和頻次，將紅河州133個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)按凝凍天氣易發(fā)程度分為極易發(fā)生區(qū)、較易發(fā)生區(qū)、易發(fā)生區(qū)、不易發(fā)生區(qū)4個(gè)分區(qū)。由圖1可以看出，紅河州約85%的地區(qū)會(huì)發(fā)生凝凍災(zāi)害，北部、東部地區(qū)重于西部、南部地區(qū)。

1.1 凝凍天氣極易發(fā)生區(qū)

通過(guò)統(tǒng)計(jì)分析，從區(qū)域上看瀘西、彌勒是凝凍天氣發(fā)生頻次較高的地區(qū)，發(fā)生頻次占全州60%以上。從鄉(xiāng)鎮(zhèn)的發(fā)生頻率上看，瀘西的向陽(yáng)、三塘、舊城、逸圃、金馬、白水、縣城和彌勒的東山為極易發(fā)生區(qū)。

1.2 凝凍天氣較易發(fā)生區(qū)

從區(qū)域上統(tǒng)計(jì)，蒙自、建水、開(kāi)遠(yuǎn)、屏邊為較易發(fā)生區(qū)。從鄉(xiāng)鎮(zhèn)來(lái)看，彌勒西一、蒙自老寨、個(gè)舊賈沙、開(kāi)遠(yuǎn)馬者哨、碑格、靈泉，建水普雄、利民、石屏哨沖，屏邊新華為較易發(fā)生區(qū)。

1.3 凝凍天氣易發(fā)生區(qū)

從區(qū)域上統(tǒng)計(jì)，個(gè)舊、石屏，金平、紅河、元陽(yáng)為易發(fā)生區(qū)。從鄉(xiāng)鎮(zhèn)來(lái)看，彌勒縣城、西三、五山、西二、虹溪，蒙自冷泉、卡房、芷村、鳴鷲、西北勒、瀘西午街，建水坡頭，個(gè)舊老廠，石屏龍武，金平分水嶺、沙依坡、營(yíng)盤，紅河寶華、甲寅、阿扎河，屏邊新現(xiàn)、白云，元陽(yáng)嘎娘為易發(fā)生區(qū)。

1.4 凝凍天氣不易發(fā)生區(qū)

從區(qū)域上統(tǒng)計(jì)，綠春、河口為不易發(fā)生區(qū)。

2 凝凍天氣預(yù)報(bào)等級(jí)

凝凍相關(guān)因子的選取，通過(guò)對(duì)紅河州有記錄以來(lái)（2008—2013年）的鄉(xiāng)鎮(zhèn)站點(diǎn)資料進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，共計(jì)有1 055份樣本。

凝凍是在空氣溫度低于0℃并伴有降雨時(shí)出現(xiàn)的天氣現(xiàn)象，因此可根據(jù)最低溫度和降水量判斷是否會(huì)出現(xiàn)凝凍，考慮到凝凍的危害程度不僅與凝凍是否出現(xiàn)有關(guān)，還與站點(diǎn)海拔高度，前期是否持續(xù)出現(xiàn)凝凍、持續(xù)日期和持續(xù)時(shí)間有很大關(guān)系，所以選取最低溫度、降水量、凝凍持續(xù)日、最高溫度為凝凍災(zāi)害指數(shù)的氣象因子，并考慮海拔高度對(duì)凝凍天氣發(fā)生的影響。

凝凍災(zāi)害指數(shù)計(jì)算公式如下：

I=Ti+Ri+Ni（1）

式中，Ti為最低氣溫對(duì)應(yīng)的災(zāi)害指數(shù)，Ri為降雨對(duì)應(yīng)的災(zāi)害指數(shù)，Ni為前期凝凍日數(shù)對(duì)應(yīng)的災(zāi)害指數(shù)（表1）。

根據(jù)凝凍災(zāi)害指數(shù)進(jìn)一步確定凝凍災(zāi)害等級(jí)（表2）。

氣溫臨界值主要通過(guò)5年資料的1 055份樣本分析統(tǒng)計(jì)，最后得出0℃為輕度凝凍，-1～-0.1℃為中度凝凍，-3～-1.1℃為中重度凝凍，-3.1℃以下為特重度凝凍。

3 預(yù)報(bào)方程建立

使用逐步回歸方法對(duì)1 055條樣本進(jìn)行逐步回歸分析，先使用最小二乘法對(duì)影響凝凍災(zāi)害等級(jí)的6個(gè)因子進(jìn)行最佳線性擬合，求出xi對(duì)應(yīng)的系數(shù)bi，并計(jì)算bi的標(biāo)準(zhǔn)誤差值Si，進(jìn)而算出每個(gè)自變量系數(shù)的t檢驗(yàn)值：ti=bi/si （i=1，2，…，m），查表得t檢驗(yàn)表中的臨界值tf=1.962，最后剔除2個(gè)未通過(guò)檢驗(yàn)的因子前期凝凍日數(shù)和平均氣溫，留下4個(gè)通過(guò)95%顯著性檢驗(yàn)的因子：最低氣溫（x1）、最高氣溫（x2）、降雨量（x3）、海拔高度（x4），建立預(yù)報(bào)方程：

y=1.477 6-0.442 0x1-0.009 5x2+

0.020 7x3+0.000 2x4（2）

在實(shí)際應(yīng)用中，x1、x2、x3用未來(lái)24 h預(yù)報(bào)值代替，24 h如預(yù)報(bào)有小雨取值為5，小到中雨取10，中雨取15，中到大雨取20，大雨取25，暴雨以上取50，無(wú)降水取0。

此系統(tǒng)預(yù)報(bào)依據(jù)紅河州未來(lái)24 h鄉(xiāng)鎮(zhèn)預(yù)報(bào)的結(jié)論，由于預(yù)報(bào)難免有不準(zhǔn)確性，所以把每日發(fā)布的未來(lái)24 h鄉(xiāng)鎮(zhèn)預(yù)報(bào)帶入預(yù)報(bào)方程得出的預(yù)報(bào)等級(jí)還是會(huì)有一定的誤差，加上人工經(jīng)驗(yàn)訂正，讓輸出的圖像和文本更加合理實(shí)用。

4 存在的問(wèn)題與討論

（1）在凝凍方程各相關(guān)因子權(quán)重的選取上還有待推廣檢驗(yàn)后進(jìn)一步訂正。

（2）凝凍預(yù)報(bào)依賴未來(lái)24 h鄉(xiāng)鎮(zhèn)預(yù)報(bào)，所以鄉(xiāng)鎮(zhèn)預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確率對(duì)凝凍預(yù)警也起著很重要的作用，需要不斷提高鄉(xiāng)鎮(zhèn)預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率。

（3）在實(shí)際應(yīng)用中，未來(lái)24 h預(yù)報(bào)也可以用未來(lái)12、6、3 h或更短時(shí)間內(nèi)的預(yù)報(bào)代替，統(tǒng)計(jì)預(yù)報(bào)方程暫時(shí)延用上面得出的結(jié)論。更為精確的短時(shí)預(yù)報(bào)對(duì)凝凍災(zāi)害的統(tǒng)計(jì)預(yù)報(bào)方程還需要經(jīng)過(guò)很長(zhǎng)時(shí)間對(duì)凝凍資料樣本進(jìn)行收集與分析計(jì)算，不斷對(duì)預(yù)報(bào)模型進(jìn)行訂正與完善。

（4）該文得出的凝凍災(zāi)害預(yù)報(bào)等級(jí)預(yù)報(bào)模型只是初步結(jié)果，還需要在以后的實(shí)踐中根據(jù)實(shí)況逐步訂正。隨著技術(shù)手段日益完善，凝凍天氣預(yù)報(bào)預(yù)警準(zhǔn)確性還有待進(jìn)一步提高。

參考文獻(xiàn)

[1] 貴州省氣象科技服務(wù)中心.貴州凝凍災(zāi)害預(yù)警研究[M].北京：氣象出版社，2007.

[2] 張艷梅，顧欣，陳海濤，等.貴州高原西北部?jī)鲇甑臅r(shí)空變化特征[J].資源科學(xué)，2011，33（3）：477-482.

[3] 許炳南.貴州冬季凝凍預(yù)測(cè)信號(hào)和預(yù)測(cè)模型研究[J].貴州氣象，2001（4）：8-12.

[4] 許愛(ài)華，劉波，鄭婧，等.江西凍雨氣候特征分析及頻發(fā)地帶成因探討[J].暴雨災(zāi)害，2011，30（1）：6-10.

[5] 顧欣，梁平，周艷.黔東南凝凍氣候變化特征及災(zāi)害指數(shù)評(píng)估分析[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2009，37（35）：17658-17661.

[6] 施能.氣象研究與預(yù)報(bào)中的多元分析方法[M].2版.北京：氣象出版社，2002.

責(zé)任編輯：鄭丹丹