福建低溫類預(yù)警信號發(fā)布標(biāo)準(zhǔn)初探*

吳幸毓 邵穎斌 劉 銘

(福建省氣象臺，福建 福州 350001)

為了防御和減輕氣象災(zāi)害、保護(hù)國家和人民生命財產(chǎn)安全，依據(jù)《中華人民共和國氣象法》、《福建省氣象條例》、中國氣象局《氣象災(zāi)害預(yù)警信號發(fā)布與傳播辦法》、《福建省突發(fā)公共事件總體應(yīng)急預(yù)案》，結(jié)合本省實(shí)際，福建省人民政府辦公廳于2007年底印發(fā)了《福建省氣象災(zāi)害預(yù)警信號發(fā)布與傳播辦法》[1]。辦法所稱氣象災(zāi)害預(yù)警信號(以下簡稱預(yù)警信號)，是指縣級以上氣象主管機(jī)構(gòu)所屬的氣象臺站向社會公眾發(fā)布的預(yù)警信息。

針對冬季冷空氣過程，對應(yīng)有降溫和霜凍兩類預(yù)警信號。依據(jù)氣象災(zāi)害可能造成的危害程度、緊急程度和發(fā)展態(tài)勢由輕到重，降溫預(yù)警信號分為四級，分別以藍(lán)色、黃色、橙色、紅色表示；霜凍預(yù)警信號分為三級，分別以藍(lán)色、黃色、橙色表示。統(tǒng)計2018年10月至2019年4月，全省共發(fā)布降溫藍(lán)色預(yù)警信號150站次、霜凍黃色預(yù)警信號83站次、霜凍藍(lán)色預(yù)警信號632站次。預(yù)警信號以服務(wù)為最終目的，現(xiàn)行發(fā)布標(biāo)準(zhǔn)是否存在個別級別標(biāo)準(zhǔn)過高，以至于不曾達(dá)到、形同虛設(shè)?又是否有個別級別因?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)過低，發(fā)布過于頻繁，導(dǎo)致對社會公眾的警示效果降低?

本文通過分析1960—2017年全省66個國家觀測站(不計入九仙山站)逐日最低氣溫，普查現(xiàn)行降溫、霜凍預(yù)警信號發(fā)布標(biāo)準(zhǔn)歷史達(dá)標(biāo)情況，為相關(guān)預(yù)警信號標(biāo)準(zhǔn)的重新核定提供參考。

1 預(yù)警信號標(biāo)準(zhǔn)與解析

1.1 降溫預(yù)警信號

現(xiàn)行降溫預(yù)警信號分為四級，包含了對降溫時效、降溫幅度(dT)和最低氣溫狀態(tài)(Tmin)的要求。比如，降溫藍(lán)色預(yù)警信號標(biāo)準(zhǔn)：“48小時內(nèi)最低氣溫將要下降8℃以上，最低氣溫小于等于5℃；或者已經(jīng)下降8℃以上，最低氣溫小于等于5℃，降溫仍在持續(xù)。”為方便對比理解，將各級別標(biāo)準(zhǔn)重要參數(shù)列于表1。

表1 各級降溫預(yù)警信號標(biāo)準(zhǔn)重要參數(shù) 單位：℃

同類各級預(yù)警信號之間是遞進(jìn)關(guān)系，相互獨(dú)立，除了最高級紅色之外，其余三級需要進(jìn)一步明確各項(xiàng)參數(shù)的范圍，表2羅列降溫預(yù)警信號更細(xì)致具體的標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)。

表2 各級降溫預(yù)警信號標(biāo)準(zhǔn)解析 單位：℃

1.2 霜凍預(yù)警信號

現(xiàn)行霜凍預(yù)警信號分為三級，均針對未來24小時最低氣溫狀態(tài)(Tmin)進(jìn)行評判。比如，霜凍藍(lán)色預(yù)警信號標(biāo)準(zhǔn)：“24小時內(nèi)最低氣溫將要下降到4℃以下，并對農(nóng)業(yè)產(chǎn)生影響；或者已經(jīng)降到4℃以下，對農(nóng)業(yè)已經(jīng)產(chǎn)生影響，并可能持續(xù)?！北?給出各級別標(biāo)準(zhǔn)重要參數(shù)及細(xì)致解析。

表3 各級霜凍預(yù)警信號標(biāo)準(zhǔn)重要參數(shù)及解析 單位：℃

2 達(dá)標(biāo)情況分析

2.1 全省達(dá)標(biāo)情況

2.1.1 降溫預(yù)警信號

1960—2017年，全省各站從未達(dá)到降溫紅色預(yù)警信號發(fā)布標(biāo)準(zhǔn)，極少達(dá)到降溫橙色預(yù)警信號發(fā)布標(biāo)準(zhǔn)(僅3天、6站次)，集中在三明、南平、寧德三市的西北部高海拔地區(qū)，具體如下：1966年2月22日泰寧、建寧，1969年1月29日泰寧，2005年3月12日光澤、浦城、壽寧。

58年間，降溫藍(lán)色(黃色)預(yù)警信號年平均達(dá)標(biāo)169.1站次/年、18.4天/年(4.6站次/年、1.5天/年)。表4給出單日全省達(dá)標(biāo)情況統(tǒng)計結(jié)果，可見，降溫藍(lán)色預(yù)警信號相較于黃色等級，達(dá)標(biāo)范圍廣得多、頻次多得多。按現(xiàn)行省級降溫預(yù)警信號發(fā)布規(guī)定(全省≥6站達(dá)標(biāo))，平均每年至少7.93天(0.19天)符合省級降溫藍(lán)色(黃色)預(yù)警信號發(fā)布條件。對于最低級別的藍(lán)色預(yù)警信號(圖1)，最早出現(xiàn)在10月下旬，最晚結(jié)束于4月中旬，主要集中在11月下旬至1月下旬(占冬半年65.8%)，峰值位于12月下旬(1.07天)①。

表4 1960—2017年降溫黃色、藍(lán)色預(yù)警信號單日全省達(dá)標(biāo)統(tǒng)計

2.1.2 霜凍預(yù)警信號

表5展示1960—2017年各級別霜凍預(yù)警信號全省達(dá)標(biāo)情況。

表5 1960—2017年各級別霜凍預(yù)警信號全省達(dá)標(biāo)統(tǒng)計

霜凍預(yù)警信號的發(fā)布僅根據(jù)未來24小時最低氣溫進(jìn)行判斷，與降溫預(yù)警信號相比，標(biāo)準(zhǔn)單一，相對容易達(dá)標(biāo)。以霜凍藍(lán)色預(yù)警信號為例，58年間，年平均達(dá)標(biāo)天數(shù)高達(dá)86.9天/年，相當(dāng)于整個冬半年將近一半的時間(3個月)里全省至少有一個臺站發(fā)布該信號；而與其低溫條件相近，且同樣考察未來24小時內(nèi)變化的降溫黃色預(yù)警信號，相應(yīng)數(shù)據(jù)僅為1.5天/年，是其1/58。

對比表5與表4，就“單日全省達(dá)標(biāo)最多站數(shù)”而言，各級別霜凍預(yù)警信號(39～51站)均不及降溫藍(lán)色預(yù)警信號(64站)多；全省單日2/3以上站點(diǎn)符合霜凍藍(lán)色標(biāo)準(zhǔn)的頻次(0.09天/年)也僅僅是降溫藍(lán)色(0.40天/年)的22.5%。這并不表示霜凍標(biāo)準(zhǔn)高于降溫，恰恰相反，當(dāng)冷空氣勢力異常強(qiáng)盛，或是在強(qiáng)冷空氣先鋒南襲之后又不斷有新股冷空氣補(bǔ)充影響，南部地區(qū)也逐漸轉(zhuǎn)為寒冷狀態(tài)，而中北部地區(qū)嚴(yán)寒加劇，預(yù)警信號隨之升級。比如2016年1月25日(圖2)，全省僅中南部臨海縣市(11站)最低氣溫在0℃以上，且最高僅為2.5℃(東山)；中南部沿海地區(qū)的內(nèi)陸縣市(19站)在0～-3℃之間；西部、北部地區(qū)(36站)均處于-3℃以下，最低達(dá)-10.7℃(屏南)；共66站分別達(dá)到霜凍藍(lán)色、黃色、橙色預(yù)警信號標(biāo)準(zhǔn)，覆蓋全省。

圖2 2016年1月24日14時～25日14時最低氣溫分布圖(單位：℃)

按現(xiàn)行省級霜凍預(yù)警信號發(fā)布規(guī)定(全省≥6站達(dá)標(biāo))，平均每年至少58.90天(23.45天、6.82天)符合省級霜凍藍(lán)色(黃色、橙色)預(yù)警信號發(fā)布條件(表5)。與降溫藍(lán)色預(yù)警信號(圖1)相比，霜凍藍(lán)色預(yù)警信號(圖3)達(dá)標(biāo)起止時間與之相當(dāng)，同樣發(fā)生在10月下旬至4月中旬，主要集中期推遲1旬且持續(xù)時間更長，從12月上旬至2月中旬(占冬半年77.8%)，相應(yīng)的，峰值(6.76天)時間也后推至1月下旬。

圖3 1960—2017年省級霜凍藍(lán)色預(yù)警信號旬平均達(dá)標(biāo)頻次(單位：天)(橫線表示按自由度均分角度考慮計算所得旬均值3.27天)

2.2 單站達(dá)標(biāo)情況

分別統(tǒng)計1960—2017年全省單站降溫、霜凍各級預(yù)警信號達(dá)標(biāo)天數(shù),如圖4所示。

(a)降溫黃色，58年累計值(單位：天)

因降溫黃色預(yù)警信號達(dá)標(biāo)天數(shù)極少，故采用58年累計值，其余均采用年平均值?？梢钥吹?，兩類預(yù)警信號(共五個級別)達(dá)標(biāo)天數(shù)地理分布特征明顯，分布形態(tài)基本一致，等值線大體呈東北-西南走向，自北向南遞減，內(nèi)陸多，沿海少，這與福建地理位置及福建地形有密切關(guān)系。沿海地區(qū)更易受海洋氣候影響，58年間，莆田、廈門、平潭及寧德市東部、福州市大部、泉州市中東部、漳州市中東部，共計26個縣市，從未達(dá)到降溫黃色預(yù)警信號發(fā)布標(biāo)準(zhǔn)，降溫藍(lán)色預(yù)警信號的年平均達(dá)標(biāo)數(shù)最多為2天/年。霜凍預(yù)警信號方面，上述沿海地區(qū)的丘陵地帶共22個縣市從未達(dá)到橙色級別標(biāo)準(zhǔn)；24個縣市黃色級別年平均達(dá)標(biāo)不足1天/年，其中平潭、廈門及東山仍是從未符合；達(dá)到藍(lán)色級別標(biāo)準(zhǔn)年平均值在10天/年以下，地理位置越靠東，越不易滿足發(fā)布條件。西部、北部地區(qū)及高海拔山區(qū)，受冷空氣影響大，達(dá)降溫黃色預(yù)警信號標(biāo)準(zhǔn)累計7～18天，達(dá)降溫藍(lán)色、霜凍橙色預(yù)警信號標(biāo)準(zhǔn)均超過4天/年，霜凍黃色、藍(lán)色預(yù)警信號年平均達(dá)標(biāo)天數(shù)分別在12天、27天以上；尤其沿鷲峰山、太姥山及武夷山山脈一帶為高值中心所在(表6羅列達(dá)標(biāo)天數(shù)位列前五位的縣市)，最大值均出現(xiàn)在壽寧(降溫黃色累計達(dá)標(biāo)18天、降溫藍(lán)色、霜凍橙色、霜凍黃色、霜凍藍(lán)色年平均達(dá)標(biāo)數(shù)分別為6.05、10.83、21.24、42.57天)，該區(qū)域站點(diǎn)預(yù)警信號達(dá)標(biāo)頻次應(yīng)作為相關(guān)預(yù)警信號修訂的重要參考。其余地區(qū)，即鷲峰山-戴云山-博平嶺與武夷山之間的閩中谷地及沿海地區(qū)內(nèi)陸縣市，達(dá)標(biāo)天數(shù)介于上述兩個分布區(qū)塊之間。

表6 1960—2017年降溫、霜凍各級預(yù)警信號達(dá)標(biāo)天數(shù)排名前五位縣市

3 結(jié)果與討論

3.1 結(jié)果

本文通過分析1960—2017年全省66個國家觀測站逐日最低氣溫，普查現(xiàn)行降溫、霜凍預(yù)警信號發(fā)布標(biāo)準(zhǔn)歷史達(dá)標(biāo)情況，結(jié)果表明：

(1)全省各站從未達(dá)到降溫紅色預(yù)警信號發(fā)布標(biāo)準(zhǔn)，極少達(dá)到降溫橙色預(yù)警信號發(fā)布標(biāo)準(zhǔn)。

(2)霜凍預(yù)警信號達(dá)標(biāo)頻度較高，尤其是霜凍藍(lán)色預(yù)警信號年平均達(dá)標(biāo)天數(shù)高達(dá)86.9天/年，約占冬半年一半的時間。

(3)兩類預(yù)警信號(共五個級別)單站達(dá)標(biāo)天數(shù)分布形態(tài)基本一致，等值線大體呈東北-西南走向，自北向南遞減，內(nèi)陸多，沿海少，沿鷲峰山、太姥山及武夷山山脈一帶為高值中心所在，該區(qū)域站點(diǎn)達(dá)標(biāo)頻次應(yīng)作為相關(guān)預(yù)警信號標(biāo)準(zhǔn)修訂的重要參考。

3.2 討論

針對上述結(jié)論，為相關(guān)預(yù)警信號標(biāo)準(zhǔn)的重新核定提出如下建議。

(1)降溫紅色(橙色)預(yù)警信號從未(極少)達(dá)標(biāo)，說明標(biāo)準(zhǔn)過高，建議取消或予以降低標(biāo)準(zhǔn)。

(2)霜凍預(yù)警信號標(biāo)準(zhǔn)偏低，達(dá)標(biāo)頻次過高。以壽寧站為例，平均一年有74.64天發(fā)布霜凍預(yù)警信號，其中最頻繁年度為1983-1984年冬半年，霜凍各級預(yù)警信號合計達(dá)標(biāo)106天，其中橙色17天、黃色39天、藍(lán)色50天，10月至次年4月(共213天)有一半的日子都處于霜凍預(yù)警狀態(tài)下。

我國氣象行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)[3]給出不同類別主要作物的霜凍害等級指標(biāo)，其所列最不耐寒的黃瓜在日最低氣溫達(dá)到2.5～1.0℃時遭受輕霜凍。吳幸毓等[4]經(jīng)過研判提出福建霜凍綜合判別指標(biāo)：“當(dāng)?shù)孛嬗^測最低地表溫度≤0℃，或者有霜或結(jié)冰現(xiàn)象，或者最低氣溫≤2℃時，定義出現(xiàn)霜凍。”現(xiàn)行霜凍預(yù)警信號標(biāo)準(zhǔn)值得商榷。

另外，霜凍是指作物表面以及近地面空氣層的溫度迅速下降到作物生長的臨界溫度或以下時足以引起作物枯萎或死亡的現(xiàn)象，不同作物的耐寒抗凍能力不同，霜凍預(yù)警信號的修訂還需與農(nóng)業(yè)氣象領(lǐng)域?qū)＜夜餐逃憽?/p>

(3)降溫與霜凍兩類預(yù)警信號，存在同時達(dá)標(biāo)的情況(表7)，比如降溫藍(lán)色與霜凍藍(lán)色58年間同日達(dá)標(biāo)共計2451站次。降溫預(yù)警信號突出降溫幅度，霜凍預(yù)警信號強(qiáng)調(diào)低溫狀態(tài)，二者同屬于對寒冷趨勢的警示，是否可以合并為“寒冷預(yù)警信號”?合并后的新標(biāo)準(zhǔn)，每一級別也都應(yīng)體現(xiàn)降溫與低溫這兩方面。另外，兩類預(yù)警信號對最低氣溫都有限定，降溫黃色與藍(lán)色預(yù)警信號取5℃，霜凍藍(lán)色預(yù)警信號取4℃，二者相近，建議采用同一上限標(biāo)準(zhǔn)以簡化。

表7 1960—2017年降溫與霜凍預(yù)警信號同時達(dá)標(biāo)情況統(tǒng)計 單位：站次

(4)降溫、霜凍兩類五個級別預(yù)警信號，除了降溫藍(lán)色預(yù)警信號采用48小時時效，其余均為24小時時效。《福建省氣象災(zāi)害預(yù)警信號發(fā)布與傳播辦法》[1]公布的另一類關(guān)于溫度的預(yù)警信號——高溫預(yù)警信號，也都是對未來24小時內(nèi)狀態(tài)的研判。建議將降溫藍(lán)色預(yù)警信號的時效也統(tǒng)一為24小時，便于民眾理解，不易混亂。另外，預(yù)警信號的發(fā)布是為了給民眾警醒，強(qiáng)調(diào)災(zāi)害性天氣的緊迫性，須及時做好防御，較長預(yù)報時效(48小時及以上)的強(qiáng)降溫過程，可以通過寒潮警報、強(qiáng)冷空氣警報等材料先進(jìn)行預(yù)告。

注釋：

①從隨機(jī)場按自由度均分角度考慮，總計18旬，每旬平均符合省級藍(lán)色預(yù)警信號標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)為0.44天，某旬若高于此頻度，即納入集中期。