浙江省近3 a氣象類災(zāi)害預(yù)警信息特征

方楠，黃清瀚，丁雨鑫，史珩瑜

(浙江省預(yù)警信息發(fā)布中心，浙江 杭州 310017)

浙江省由于受季風(fēng)氣候影響，加上特殊的自然地理?xiàng)l件，是全國(guó)受氣象災(zāi)害影響最嚴(yán)重的省份之一[1]，常呈現(xiàn)短時(shí)間局地性強(qiáng)降雨集中的特征，由強(qiáng)降雨引發(fā)的次生災(zāi)害發(fā)生最為頻繁。浙江省易受臺(tái)風(fēng)和“七山一水兩分田”概貌的影響，地質(zhì)環(huán)境條件復(fù)雜，境內(nèi)山丘區(qū)小流域、山洪溝和泥石流、滑坡、山體崩塌隱患點(diǎn)眾多，因此，由氣象災(zāi)害誘發(fā)的地質(zhì)、海洋、農(nóng)業(yè)等災(zāi)害頻繁，分布范圍廣、災(zāi)害程度重，直接影響人民群眾的生命安全和生產(chǎn)、生活，以及社會(huì)穩(wěn)定。

氣象災(zāi)害預(yù)警信號(hào)是指由氣象主管機(jī)構(gòu)所屬的氣象臺(tái)(站)為有效防御和減輕突發(fā)氣象災(zāi)害而向社會(huì)發(fā)布的預(yù)警信息。浙江省氣象災(zāi)害預(yù)警信號(hào)分為臺(tái)風(fēng)、大風(fēng)、暴雨、暴雪、寒潮、低溫、霜凍、道路結(jié)冰、冰雹、高溫、干旱、雷電、大霧、霾14類[2]。氣象災(zāi)害預(yù)警信號(hào)發(fā)布與傳播工作，對(duì)增強(qiáng)全民防災(zāi)減災(zāi)意識(shí)，有效防御和減輕氣象災(zāi)害，保護(hù)人民生命財(cái)產(chǎn)安全有積極作用。氣象預(yù)警信息有別于氣象預(yù)報(bào)，氣象預(yù)警在發(fā)布機(jī)制上更加嚴(yán)謹(jǐn)，一般在可能出現(xiàn)災(zāi)害前24 h發(fā)出，所以氣象預(yù)警信息能從很大程度上反映出某地發(fā)生氣象災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)大小，具有潛在分析價(jià)值。浙江省氣象類災(zāi)害預(yù)警信息采用屬地化發(fā)布模式，由縣區(qū)一級(jí)氣象部門發(fā)布當(dāng)?shù)貧庀鬄?zāi)害預(yù)警信息，縣區(qū)一級(jí)沒(méi)有成立氣象部門的由市一級(jí)發(fā)布。本研究選取浙江省近3 a的(2016年7月至2019年6月)全部預(yù)警信息數(shù)據(jù)作為研究樣本，分析近3 a來(lái)浙江省氣象類災(zāi)害預(yù)警發(fā)布情況，進(jìn)而得出全省氣象類災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)的分布特征。

1 材料與方法

1.1 數(shù)據(jù)來(lái)源

國(guó)家突發(fā)事件預(yù)警信息發(fā)布系統(tǒng)(以下簡(jiǎn)稱“國(guó)突系統(tǒng)”)是國(guó)家突發(fā)事件預(yù)警信息權(quán)威發(fā)布系統(tǒng)，是政府應(yīng)急部門和社會(huì)公眾獲取預(yù)警信息的主要渠道[3]。系統(tǒng)主要依托中國(guó)氣象局現(xiàn)有信息化基礎(chǔ)設(shè)施和信息發(fā)布渠道，分國(guó)家級(jí)、省級(jí)、市級(jí)3級(jí)部署，縣級(jí)依托市級(jí)系統(tǒng)，作為獨(dú)立的預(yù)警發(fā)布單位，實(shí)現(xiàn)了預(yù)警信息的逐級(jí)備案。2013年國(guó)突系統(tǒng)開始在浙江部署，2015年開始正式業(yè)務(wù)化運(yùn)行，成為最權(quán)威的預(yù)警信息發(fā)布渠道和數(shù)據(jù)匯總中心[4]。本研究從國(guó)突系統(tǒng)中選取2016年7月至2019年6月的全部預(yù)警信息數(shù)據(jù)(不含解除預(yù)警)作為研究樣本，分析近3 a來(lái)浙江省災(zāi)害預(yù)警發(fā)布情況。

1.2 數(shù)據(jù)說(shuō)明和訂正

國(guó)突系統(tǒng)中每條預(yù)警信息都以CAP (common alerting protocol)通用警報(bào)協(xié)議的形式進(jìn)行封裝和傳輸[4]。預(yù)警信息的所有內(nèi)容都被記錄在數(shù)據(jù)包的各定義字段中，省級(jí)國(guó)突系統(tǒng)通過(guò)解析CAP數(shù)據(jù)包入庫(kù)的形式備份全省所有預(yù)警信息。本研究從省級(jí)國(guó)突系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)選取6項(xiàng)數(shù)據(jù)字段用于分析：發(fā)布單位為發(fā)布該預(yù)警的單位名稱，如杭州市氣象局；發(fā)布時(shí)間指該預(yù)警正式發(fā)布的時(shí)間(北京時(shí)間)，例如2016-07-02T16:30:00；機(jī)構(gòu)代碼由6位行政區(qū)編碼和7位機(jī)構(gòu)編碼組成，例如33010041600000；災(zāi)種類型是由CAP數(shù)據(jù)規(guī)范規(guī)定的災(zāi)種編碼，每個(gè)災(zāi)種對(duì)應(yīng)唯一的災(zāi)種編碼，例如11B14；預(yù)警級(jí)別是反映本次預(yù)警的嚴(yán)重等級(jí)，從低到高一般分為藍(lán)色、黃色、橙色和紅色；預(yù)警標(biāo)題是對(duì)預(yù)警信息的高度提煉，也是預(yù)警信息的重要組成部分，例如杭州市氣象局發(fā)布雷電黃色預(yù)警。

通過(guò)上述6項(xiàng)要素可以全面掌握各預(yù)警的發(fā)布時(shí)間、地區(qū)和事件。此外，本研究根據(jù)浙江省預(yù)警信息發(fā)布中心發(fā)布的《浙江省國(guó)家突發(fā)事件預(yù)警信息發(fā)布業(yè)務(wù)質(zhì)量通報(bào)》，對(duì)錯(cuò)誤預(yù)警信息進(jìn)行了訂正，使數(shù)據(jù)樣本更加科學(xué)可靠。

1.3 分析方法

通過(guò)對(duì)上述數(shù)據(jù)的收集和修訂，本研究中選用的2016年7月至2019年6月期間，浙江省共發(fā)布各類預(yù)警信息(不含解除預(yù)警)共16 145條。根據(jù)《浙江省氣象災(zāi)害預(yù)警信號(hào)發(fā)布與傳播規(guī)定》的規(guī)定：浙江省氣象災(zāi)害預(yù)警信號(hào)分為臺(tái)風(fēng)、大風(fēng)、暴雨、暴雪、寒潮、低溫、霜凍、道路結(jié)冰、冰雹、高溫、干旱、雷電、大霧、霾14類。將數(shù)據(jù)分為兩類：(1)14類氣象災(zāi)害預(yù)警作為氣象類災(zāi)害預(yù)警，共計(jì)15 206條，占比94.2%，干旱、低溫兩類預(yù)警在本次研究的時(shí)段未出現(xiàn)；(2)其他災(zāi)害作為非氣象類災(zāi)害預(yù)警，共計(jì)939條，占比5.8%。本研究重點(diǎn)分析氣象類災(zāi)害預(yù)警，一是因?yàn)槠湔急却螅咏款A(yù)警信息的95%；二是氣象類預(yù)警均有氣象部門負(fù)責(zé)發(fā)布，業(yè)務(wù)體系成熟具有分析價(jià)值；三是浙江省氣象類預(yù)警均采用屬地化發(fā)布模式，避免了預(yù)警信息重復(fù)計(jì)算。

根據(jù)預(yù)警信息字段，從“發(fā)布時(shí)間”字段中可以提取逐年、逐月、逐日、逐時(shí)的預(yù)警信息；從“機(jī)構(gòu)代碼”字段中可以提取預(yù)警發(fā)布的地區(qū)，即視為災(zāi)害影響地區(qū)；從“災(zāi)種類型”字段可以提取每條預(yù)警信息的災(zāi)種；從“預(yù)警級(jí)別”字段中可以提取每條預(yù)警的影響級(jí)別。通過(guò)這些要素分析研究時(shí)間范圍內(nèi)的全部預(yù)警信息。

2 結(jié)果與分析

2.1 總體情況

從2016年7月至2019年6月浙江省全部氣象類災(zāi)害預(yù)警分析來(lái)看，浙江省氣象類災(zāi)害預(yù)警的高發(fā)期為每年的6月至9月，與浙江省汛期吻合，其中單月預(yù)警量最多的7月份，占全年預(yù)警數(shù)量的21.2%；10月是全年預(yù)警最少的月份，占全年預(yù)警數(shù)量的3.5%(圖1)。

圖1 浙江省各月氣象類預(yù)警信息發(fā)布數(shù)量

從災(zāi)種類型(圖2)上看，浙江發(fā)布的氣象類災(zāi)害預(yù)警可分為3檔，第1檔為暴雨和雷電，二者占比分別為23.5%、21.4%；第2檔為大霧、大風(fēng)和高溫，占比分別為16.8%、13.6%、12.7%。發(fā)布最少的災(zāi)種是冰雹，占比0.2%。

圖2 浙江省各類氣象災(zāi)害預(yù)警發(fā)布比例

2.2 浙江省氣象類災(zāi)害預(yù)警的逐月變化

通過(guò)對(duì)比逐月各氣象類災(zāi)害預(yù)警發(fā)布情況可以看出：全年對(duì)浙江均有影響的氣象類災(zāi)害為大風(fēng)，其原因和浙江地理環(huán)境和氣候特點(diǎn)有關(guān)，冬季浙江受冷空氣影響，易出現(xiàn)大范圍大風(fēng)降溫天氣過(guò)程，而在夏秋季，浙江沿海易受到臺(tái)風(fēng)影響，故也有大風(fēng)天氣過(guò)程。暴雨和雷電是浙江省發(fā)布最多的兩類氣象災(zāi)害預(yù)警，二者在時(shí)間分布上相似，從2月至11月浙江均發(fā)布過(guò)暴雨和雷電預(yù)警，在主汛期6月至8月發(fā)布預(yù)警最多(圖3)；這是由于浙江地處山區(qū)，下墊面復(fù)雜，主汛期期間多出現(xiàn)短時(shí)強(qiáng)降水天氣過(guò)程，往往是暴雨、雷電預(yù)警同時(shí)發(fā)布，且發(fā)布頻次高。浙江受臺(tái)風(fēng)影響的季節(jié)集中在7月至10月，本次選取的研究時(shí)段內(nèi)沒(méi)有較強(qiáng)臺(tái)風(fēng)正面登陸浙江，故臺(tái)風(fēng)預(yù)警數(shù)量不多，約占預(yù)警總數(shù)的4%。寒潮、暴雪、道路結(jié)冰和霾都分布在冬季11月至翌年2月，4類預(yù)警總和約占預(yù)警總數(shù)的6%。高溫預(yù)警從5月至9月均有發(fā)布，但主要集中在7月，占預(yù)警總數(shù)的13%，這是因?yàn)槊费雌诮Y(jié)束，浙江受副熱帶高壓控制炎熱少雨，易出現(xiàn)連續(xù)酷暑天氣[5]。霜凍預(yù)警主要出現(xiàn)在3月、4月，約占總數(shù)的1%。大霧預(yù)警也是發(fā)布頻繁且影響時(shí)間廣的一類氣象災(zāi)害預(yù)警，發(fā)布量占總數(shù)的17%，且除了8月沒(méi)有發(fā)布過(guò)大霧預(yù)警之外，其余各月均有發(fā)布，在春秋季(3、4、11、12月)最多。冰雹預(yù)警是發(fā)布最少的氣象類子災(zāi)害預(yù)警，占比不足1%，分布在3—7月。一方面是因?yàn)樾纬杀l件苛刻，不易出現(xiàn)；另一方面，準(zhǔn)確預(yù)報(bào)強(qiáng)對(duì)流天氣過(guò)程仍是世界性技術(shù)難題，氣象部門在發(fā)布相關(guān)災(zāi)害預(yù)警時(shí)也會(huì)十分慎重。

帶底色方格表示該災(zāi)害在該月份有發(fā)生。

篩選逐月影響浙江的主要災(zāi)害，結(jié)果表明：1月主要受道路結(jié)冰影響，2月主要受大霧、大風(fēng)影響，3月主要受大霧影響，4月主要受大霧、雷電影響，5月主要受暴雨、雷電影響，6月主要受暴雨影響，7月主要受高溫影響，8月主要受雷電、暴雨影響，9月主要受暴雨影響，10月主要受暴雨、大風(fēng)影響，11月、12月主要受大霧影響?？傮w上，近3 a來(lái)浙江汛期主要受到暴雨、雷電災(zāi)害影響，但7月份主要為高溫預(yù)警；非汛期主要以大霧預(yù)警為主，其中1月主要受道路結(jié)冰影響。

對(duì)預(yù)警數(shù)據(jù)包的“發(fā)布時(shí)間”字段進(jìn)行加工處理后，可以分析出每條預(yù)警的發(fā)布時(shí)段，考慮到數(shù)據(jù)樣本量的代表性，選擇浙江發(fā)布頻率最高的5類氣象災(zāi)害預(yù)警：暴雨、雷電、大霧、大風(fēng)和高溫。從預(yù)警逐小時(shí)分析可以看出(圖4)：浙江省氣象災(zāi)害類預(yù)警發(fā)布存在3個(gè)高峰期，分別是5:00—6:00、8:00—10:00和14:00—17:00。午后短時(shí)強(qiáng)降水是浙江最常見(jiàn)的氣象災(zāi)害，所以14:00—17:00是一個(gè)預(yù)警發(fā)布高峰期。大霧預(yù)警存在2個(gè)高發(fā)期，一個(gè)是5:00—6:00，一個(gè)是20:00—22:00。高溫預(yù)警集中在7月、8月副熱帶高壓控制下的晴好天氣期間，由于這一時(shí)期天氣形勢(shì)穩(wěn)定，浙江大部分地區(qū)處在高溫炎熱天氣條件下，所以會(huì)在8:00—9:00出現(xiàn)一個(gè)高溫預(yù)警的高發(fā)期。大風(fēng)預(yù)警逐小時(shí)變化特征并不明顯，是由于引發(fā)大風(fēng)預(yù)警的天氣要素有多種可能，如大風(fēng)降溫、短時(shí)強(qiáng)天氣，以及受臺(tái)風(fēng)外圍影響。

圖4 浙江省5類主要?dú)庀箢悶?zāi)害預(yù)警信息發(fā)布時(shí)段統(tǒng)計(jì)

圖5 浙江省各地區(qū)氣象類預(yù)警信息發(fā)布總數(shù)和發(fā)布密度

2.3 浙江省氣象類災(zāi)害預(yù)警的地區(qū)分布

分析浙江省氣象類災(zāi)害預(yù)警的地區(qū)分布特征時(shí)，需要考慮到地區(qū)的預(yù)警發(fā)布單位數(shù)量，浙江省施行屬地化氣象預(yù)警發(fā)布模式，即由所在區(qū)縣發(fā)布當(dāng)?shù)氐臍庀鬄?zāi)害預(yù)警，這種模式避免了逐級(jí)預(yù)警的重復(fù)計(jì)算，有利于分析預(yù)警的地區(qū)分布。從整體預(yù)警數(shù)量(圖5)上看，浙江省氣象類災(zāi)害預(yù)警發(fā)布最多的地區(qū)是杭州地區(qū)和臺(tái)州地區(qū)，占比均達(dá)到15.7%；發(fā)布數(shù)量最少的地區(qū)是湖州，占比4.7%。

地區(qū)的預(yù)警發(fā)布數(shù)量除了受災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)概率影響之外，該地區(qū)預(yù)警發(fā)布單位數(shù)量也有影響。例如湖州與舟山的預(yù)警數(shù)量少很可能是因?yàn)槠漕A(yù)警發(fā)布單位數(shù)量少，即市轄區(qū)縣少。因此，在分析中引入預(yù)警發(fā)布密度的概念，即用當(dāng)?shù)仄骄粋€(gè)預(yù)警發(fā)布單位的預(yù)警發(fā)布量作為反映當(dāng)?shù)仡A(yù)警發(fā)布頻次的指標(biāo)。從預(yù)警發(fā)布密度上看(圖5)，預(yù)警發(fā)布頻次最高的地區(qū)是杭州，在研究時(shí)段內(nèi)平均每個(gè)預(yù)警發(fā)布單位發(fā)布298條預(yù)警，其次是臺(tái)州地區(qū)，平均每個(gè)預(yù)警發(fā)布單位發(fā)布263條預(yù)警，預(yù)警發(fā)布頻次最低的是麗水地區(qū)，平均每個(gè)預(yù)警發(fā)布單位發(fā)布113條預(yù)警。

通過(guò)解析預(yù)警數(shù)據(jù)中的“機(jī)構(gòu)代碼”字段，可以分析出每個(gè)區(qū)縣發(fā)布的預(yù)警數(shù)量，選取排名前10的區(qū)縣可以看出，浙西北山區(qū)和浙東沿海丘陵是氣象類災(zāi)害預(yù)警高發(fā)區(qū)(表1)。

表1 浙江省氣象類災(zāi)害預(yù)警發(fā)布量前10名區(qū)縣

從全部氣象災(zāi)害類預(yù)警在浙江各地區(qū)的發(fā)布密度(表2)可以看出：浙江省內(nèi)臺(tái)風(fēng)預(yù)警發(fā)布頻次最高的地區(qū)集中在沿海地區(qū)，其中舟山地區(qū)臺(tái)風(fēng)預(yù)警發(fā)布頻次最高，占全省33.5%；發(fā)布臺(tái)風(fēng)預(yù)警最少的是麗水地區(qū)。暴雨和雷電預(yù)警是普遍影響浙江的2類災(zāi)害，各地發(fā)布頻次相當(dāng)。暴雪、寒潮、道路結(jié)冰和霜凍4類冬春季氣象災(zāi)害主要分布在浙西北地區(qū)杭嘉湖地區(qū)。高溫預(yù)警主要分布在浙中北地區(qū)，沿海地區(qū)高溫預(yù)警較少。大霧預(yù)警則多分布在浙西、浙東丘陵地區(qū)。大風(fēng)預(yù)警和霾預(yù)警有明顯的反相關(guān)，大風(fēng)預(yù)警頻發(fā)的地區(qū)往往很少受到霾的影響。

2.4 非氣象類災(zāi)害預(yù)警發(fā)布情況

非氣象類災(zāi)害預(yù)警一般是指除氣象部門以外的部門發(fā)布的有關(guān)自然災(zāi)害預(yù)警，如自然資源部門(原國(guó)土部門和海洋部門)發(fā)布的地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警、海浪預(yù)警，農(nóng)業(yè)部門發(fā)布低溫農(nóng)業(yè)凍害預(yù)警等；或者有關(guān)部門發(fā)布相關(guān)預(yù)警提示信息，如人防部門發(fā)布防空警報(bào)試?guó)Q預(yù)警等。非氣象類預(yù)警并不適合用于分析時(shí)空分布特征，原因是：(1)相關(guān)預(yù)警發(fā)布規(guī)范還不健全，未能形成成熟的預(yù)警發(fā)布業(yè)務(wù)體系，國(guó)突系統(tǒng)上的非氣象類災(zāi)害預(yù)警并不完整。(2)預(yù)警發(fā)布策略與氣象類災(zāi)害預(yù)警有所不同，比如預(yù)警發(fā)布時(shí)效不同，災(zāi)種跨度較大，無(wú)法分析災(zāi)害具體影響時(shí)間。(3)并未形成屬地化發(fā)布模式，在分析災(zāi)害空間分布時(shí)會(huì)出現(xiàn)重復(fù)統(tǒng)計(jì)的現(xiàn)象。

表2 浙江省各氣象類預(yù)警信息在不同地區(qū)的分布比例 單位：%

通過(guò)分析本次研究時(shí)段內(nèi)的939條非氣象類災(zāi)害預(yù)警信息，可以看出已有自然資源(原國(guó)土、海洋部門)、應(yīng)急管理、農(nóng)業(yè)、水利、森林消防、城鄉(xiāng)住建、人防等部門在浙江省國(guó)突系統(tǒng)上發(fā)布過(guò)預(yù)警信息，特別是從2018年機(jī)構(gòu)改革以來(lái)，非氣象類預(yù)警呈顯著上升趨勢(shì)(圖6)。

圖6 近3 a浙江省非氣象類預(yù)警信息發(fā)布數(shù)量

3 小結(jié)與討論

通過(guò)分析2016年7月至2019年6月浙江省氣象類災(zāi)害預(yù)警信息數(shù)據(jù)，可以看出：(1)浙江省氣象類災(zāi)害預(yù)警的高發(fā)期為每年的6月至9月，與浙江省汛期吻合，其中單月預(yù)警量7月份最多，10月份最少。從分布地區(qū)上看，浙西北丘陵(杭州)和浙東沿海丘陵(臺(tái)州)是浙江2個(gè)氣象災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)高發(fā)地區(qū)。其原因是浙江丘陵山區(qū)多強(qiáng)對(duì)流天氣，暴雨雷電預(yù)警頻發(fā)，浙西北還會(huì)受到寒潮、道路結(jié)冰、霜凍等冬季氣象災(zāi)害，而浙東沿海在夏秋季易受臺(tái)風(fēng)影響。(2)從災(zāi)種類型上看，浙江發(fā)布的氣象類災(zāi)害預(yù)警中暴雨、雷電最多，說(shuō)明汛期的午后短時(shí)強(qiáng)天氣過(guò)程是影響浙江的主要?dú)庀鬄?zāi)害。此外，大霧、大風(fēng)和高溫也是浙江常見(jiàn)的氣象災(zāi)害。(3)從發(fā)布時(shí)間上看，浙江省氣象類預(yù)警主要存在3個(gè)高發(fā)時(shí)段，一是汛期14:00—17:00的暴雨、雷電預(yù)警高發(fā)時(shí)段；二是7月、8月8:00—10:00的高溫預(yù)警高發(fā)時(shí)段；三是春秋季5:00—6:00的大霧預(yù)警高發(fā)時(shí)段。(4)自2018年國(guó)家機(jī)構(gòu)改革以來(lái)，隨著浙江省防災(zāi)減災(zāi)相關(guān)單位工作職能的優(yōu)化和梳理，綜合防災(zāi)減災(zāi)理念逐漸成熟，國(guó)家突發(fā)事件預(yù)警信息系統(tǒng)受到各相關(guān)單位的重視，非氣象類災(zāi)害的預(yù)警數(shù)量呈顯著上升趨勢(shì)。

氣象預(yù)警作為一種提醒決策部門和社會(huì)公眾潛在災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)的消息，其發(fā)布量的分布特征很大程度上代表著當(dāng)?shù)爻霈F(xiàn)氣象災(zāi)害的風(fēng)險(xiǎn)。浙江省氣象類預(yù)警信號(hào)發(fā)布業(yè)務(wù)有規(guī)范的業(yè)務(wù)流程，采用屬地化預(yù)警信息發(fā)布模式也避免了災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)的重復(fù)計(jì)算，具有分析價(jià)值。在本研究選取的數(shù)據(jù)樣本中，冰雹、暴雪、霾的預(yù)警數(shù)量較少，相關(guān)的特征分析需要更長(zhǎng)時(shí)間的數(shù)據(jù)積累。非氣象類災(zāi)害預(yù)警有很高的分析價(jià)值，現(xiàn)階段由于非氣象類災(zāi)害預(yù)警未全部接入國(guó)突系統(tǒng)，且發(fā)布策略各有不同，后續(xù)研究和工作中應(yīng)考慮如何從綜合防災(zāi)減災(zāi)的層面有效分析各類災(zāi)害預(yù)警。