氣象預(yù)報服務(wù)效益評估方法探究

郭星甫

（山西省平定縣氣象局，山西 陽泉 045000）

天氣預(yù)報評估在我國氣象科學(xué)的支持下，獲得了長足的進(jìn)步，而社會中不同行業(yè)的工作人員以及普通民眾，都對氣象服務(wù)有了更高的需求，這種服務(wù)需求也隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展而不斷進(jìn)步。現(xiàn)在氣象預(yù)報人員需要對我國氣象預(yù)報服務(wù)工作的效益進(jìn)行全面評估，了解社會各界以及政府決策部門對氣象預(yù)報的需求，通過對其中的問題進(jìn)行分析，能夠了解氣象部門產(chǎn)出與服務(wù)之間存在的差異，是否能夠滿足社會不同行業(yè)的需求，通過這種方式能夠有效對氣象風(fēng)險進(jìn)行規(guī)避，使我國的“三個氣象”理念能夠在各個行業(yè)以及天氣預(yù)報技術(shù)中得到落實(shí)。

1 暴雨預(yù)報氣象服務(wù)效益評估

由于我國華南地區(qū)屬于季風(fēng)區(qū)，每年的季風(fēng)季節(jié)都會對華南地區(qū)造成極為嚴(yán)重的暴雨影響，并且我國華南地區(qū)的地質(zhì)條件較為復(fù)雜，不同地區(qū)受到的雨水侵襲也有所不同，華南地區(qū)夏長冬短，具有極為充足的光照，每年的雨季時間通常在三個月左右，具有極為充沛的雨量，洪澇災(zāi)害是華南地區(qū)十分常見的自然災(zāi)害，所以對于華南地區(qū)進(jìn)行有效的暴雨預(yù)報是我國氣象工作人員關(guān)注的重要內(nèi)容。

1.1 預(yù)報準(zhǔn)確率V（-100%～100%）

對于我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展來說，氣象預(yù)報所提供的各項資源屬于一種信息利益，而對這項利益造成影響的主要因素以預(yù)報的準(zhǔn)確度為主，天氣預(yù)報的準(zhǔn)確度越高則說明預(yù)報產(chǎn)品的利益性最優(yōu)，而正確的天氣預(yù)報不僅能夠使普通民眾采取相應(yīng)的措施來降低暴風(fēng)或其他自然災(zāi)害造成的影響，還能夠?yàn)槲覈南嚓P(guān)政府決策部門提供有效的信息來源，這種結(jié)果則說明氣象服務(wù)中產(chǎn)生的服務(wù)效益為正數(shù)。錯誤的天氣預(yù)報則會大大降低我國普通民眾的防范效果，這就會導(dǎo)致我國的決策部門在進(jìn)行各項決策時出現(xiàn)問題，導(dǎo)致預(yù)報成本增加或損失加大，氣象服務(wù)中產(chǎn)生的服務(wù)效益則為負(fù)數(shù)。

1.2 預(yù)報服務(wù)覆蓋率P（0%～100%）

隨著近年來我國氣象業(yè)務(wù)的不斷發(fā)展，氣象行業(yè)獲得了科技的支持，我國能夠在多個行業(yè)和角度開展對應(yīng)的天氣預(yù)報服務(wù)，在現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)信息的支持下，傳統(tǒng)中天氣預(yù)報所使用的報紙、電視以及廣播天氣等傳統(tǒng)方案已經(jīng)遭到了摒棄，而近年來，在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的支持下，我國的天氣預(yù)報覆蓋率已經(jīng)基本達(dá)到86.3%左右，并且在對普通民眾進(jìn)行調(diào)查時發(fā)現(xiàn)，大約有90%的社會被調(diào)查者認(rèn)為，每日所獲得的天氣預(yù)報服務(wù)能夠基本滿足自身的需求，這一方面說明我國的普通民眾能夠及時收到對應(yīng)的天氣預(yù)報，另一方面說明我國天氣預(yù)報的準(zhǔn)確度基本滿足社會。但在預(yù)報服務(wù)覆蓋率的調(diào)查中，P值僅能作為某一個地區(qū)的參考值，而我國不同地區(qū)中網(wǎng)絡(luò)信息設(shè)備應(yīng)用的狀況有所差異，P值也會受到一定的影響。

1.3 可能預(yù)防能力Z

氣象服務(wù)效益的主要影響因素是氣象信息的報告準(zhǔn)確性以及用戶能夠根據(jù)報告信息所能采取的各種措施，在現(xiàn)代部分臨床研究人員認(rèn)為，用戶對于氣象預(yù)報的自發(fā)決策能力，也可作為可能預(yù)防能力的某一評判標(biāo)準(zhǔn)，但大部分研究人員認(rèn)為用戶決策能力與個人狀況有較為密切的關(guān)系，主觀性較強(qiáng)，不宜將其應(yīng)用于氣象服務(wù)效益的分析中。通常情況下來說，在進(jìn)行可能預(yù)防能力的評價時，氣象損失中包含可避免損失以及不可避免損失兩個部分，而用戶能夠根據(jù)天氣預(yù)報的結(jié)果對其中的損失進(jìn)行避免僅能夠代表其中可避免的損失部分；是指在天氣預(yù)報完全準(zhǔn)確的狀

本文中將未作為評價暴雨氣象服務(wù)效益的重要評估因子，按24小時降雨量及標(biāo)準(zhǔn)范圍和落點(diǎn)作為驗(yàn)證方案，區(qū)間可取值-100%～100%。若一次暴雨過程記錄為V，則V值中A點(diǎn)為預(yù)報正確臺站，B為錯報臺站數(shù)量。則可得：況下，用戶是否能夠根據(jù)自身狀況采取最優(yōu)的防護(hù)措施，并且預(yù)防措施的投入經(jīng)費(fèi)為0。這種狀況僅僅是理想情況中的一種極端狀況，在實(shí)際應(yīng)用過程中是完全不可能達(dá)到的，所以可避免損失能夠被認(rèn)為是氣象服務(wù)經(jīng)濟(jì)效益的上限。

Z值在進(jìn)行確定時，可采用Zi=1/（Ki×Ri/100）進(jìn)行評價。

其中Ki值為預(yù)測臺站的地形水利應(yīng)用致災(zāi)系數(shù)，Ri為預(yù)報臺站降水量。但這種預(yù)報方式僅能夠?qū)未伪┯甑牧窟M(jìn)行分析，如果暴雨在兩天內(nèi)連續(xù)出現(xiàn)，或者在一次連續(xù)暴雨過程中持續(xù)時間較長，地面蓄水、排水能力會受到極大的影響，不可采用某一種規(guī)范或公式進(jìn)行評價，所以預(yù)防能力Z值無法進(jìn)行計算。

1.4 預(yù)報服務(wù)時效

將預(yù)報服務(wù)時效定義為E，該參數(shù)是指具體要素預(yù)報時效率，一般情況下預(yù)報時效3d條件下能夠基本完全做好防災(zāi)減災(zāi)的工作準(zhǔn)備。因此，可以按照如下標(biāo)準(zhǔn)，構(gòu)建預(yù)報時效t與預(yù)報時服務(wù)時效E之間的對應(yīng)關(guān)系：在預(yù)報時效t取值為0的情況下，預(yù)報服務(wù)時效率取值為0；在預(yù)報時效t取值為0～12h的情況下，預(yù)報服務(wù)時效率E取值為40.0%；在預(yù)報時效t取值為12～24h的情況下，預(yù)報服務(wù)時效率E取值為50.0%；在預(yù)報時效t取值為24～36h的情況下，預(yù)報服務(wù)時效率E取值為60.0%；在預(yù)報時效t取值為36～48h的情況下，預(yù)報服務(wù)時效率E取值為70.0%；在預(yù)報時效t取值為48～60h的情況下，預(yù)報服務(wù)時效率E取值為80.0%；在預(yù)報時效t取值為60～72h的情況下，預(yù)報服務(wù)時效率E取值為90.0%；在預(yù)報時效t取值高于72.0h的情況下，預(yù)報服務(wù)時效率E取值為100.0%。

2 暴雨預(yù)報服務(wù)效益評估實(shí)例

選取XX省XX市XX年XX月XX日暴雨過程為例進(jìn)行分析評估，該時間段下XX市共有4個臺站出現(xiàn)暴雨或大暴雨（A站點(diǎn)監(jiān)測值為51．5 mm、B站點(diǎn)監(jiān)測值為 191．5 mm、C站點(diǎn)監(jiān)測值為 68．5 mm、D站點(diǎn)監(jiān)測值為74．7mm），各臺站都提前12～24 h做出了預(yù)報，預(yù)報服務(wù)時效E=50%；其中4個臺站均報對，經(jīng)計算預(yù)報準(zhǔn)確率y=100%。其中，B站點(diǎn)降大暴雨，連續(xù)暴雨過程總雨量377．2 mm，根據(jù)上述公式，計算得Z=79%，計算得暴雨氣象預(yù)報服務(wù)效益形為38%。

對這次過程，雖然預(yù)報準(zhǔn)確率達(dá)到了100%，但暴雨氣象預(yù)報服務(wù)效益僅為38%，并不十分理想。究其原因，主要是預(yù)報服務(wù)時效較低，僅提前12～24 h做出了預(yù)報。如果預(yù)報服務(wù)時效提高到60～72 h，預(yù)報服務(wù)效益則能達(dá)到69%。暴雨過程不同預(yù)報時效t假設(shè)條件下的服務(wù)效益評估結(jié)果為：在預(yù)報時效t取值為12～24 h的情況下，對應(yīng)服務(wù)時效E值為50.0%，預(yù)報服務(wù)效益值為35.6%；在預(yù)報時效t取值為24～36 h的情況下，對應(yīng)服務(wù)時效E值為60.0%，預(yù)報服務(wù)效益值為42.7%；在預(yù)報時效t取值為36～48 h的情況下，對應(yīng)服務(wù)時效E值為70.0%，預(yù)報服務(wù)效益值為49.8%；在預(yù)報時效t取值為48～60h的情況下，對應(yīng)服務(wù)時效E值為80.0%，預(yù)報服務(wù)效益值為56.9%；在預(yù)報時效t取值為60～72 h的情況下，對應(yīng)服務(wù)時效E值為90.0%，預(yù)報服務(wù)效益值為64.0%；在預(yù)報時效t取值為72 h以上的情況下，對應(yīng)服務(wù)時效E值為100.0%，預(yù)報服務(wù)效益值為71.1%。從上述數(shù)據(jù)中來看，預(yù)報時效是人們防災(zāi)減災(zāi)的重要因素之一，該指標(biāo)的評估與實(shí)際情況有良好的吻合性。

3 總結(jié)

通過本文上述分析，得出以下幾個方面基本結(jié)論：①本文嘗試從預(yù)報服務(wù)覆蓋率、預(yù)報服務(wù)時效、可能預(yù)防能力以及預(yù)報準(zhǔn)確率4個方面著手，定量評估暴雨預(yù)報服務(wù)效益水平，對各次暴雨預(yù)報服務(wù)的總體情況能夠形成較為客觀的評價結(jié)果。②基于對評價結(jié)果的分析，為進(jìn)一步促進(jìn)預(yù)報服務(wù)效益水平的提升，應(yīng)當(dāng)同時關(guān)注預(yù)報時效以及預(yù)報準(zhǔn)確率提升這兩個方面的問題，實(shí)現(xiàn)同步發(fā)展，避免因盲目追求時效而忽略準(zhǔn)確性或僅追求準(zhǔn)確性而忽略時效的問題。③本文所研究的針對氣象服務(wù)效益的評價僅圍繞氣象預(yù)報相對于社會服務(wù)的總體效益進(jìn)行評價，具體效益可以減少多少損失，還涉及決策執(zhí)行情況以及地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平等一系列因素的影響，有待進(jìn)一步深入研究。④雖然上述方法僅能夠得到氣象服務(wù)效益水平的相對值，但應(yīng)用本方法分析和研究氣象服務(wù)成敗原因，能夠有助于工作人員從預(yù)報服務(wù)覆蓋率、預(yù)報服務(wù)時效、可能預(yù)防能力以及預(yù)報準(zhǔn)確率等多個方面著手，不斷促進(jìn)氣象預(yù)報服務(wù)水平的提升與優(yōu)化。