公共緊急情形下亞太地區(qū)水文氣象防災(zāi)減災(zāi)服務(wù)對(duì)策

杜曉鶴，孫高虎

（1.中國(guó)水利水電科學(xué)研究院，100038，北京；2.水利部防洪抗旱減災(zāi)工程技術(shù)研究中心，100038，北京）

新冠疫情作為一種突發(fā)公共衛(wèi)生事件，深刻影響甚至改變了當(dāng)今社會(huì)人們的行為方式，包括對(duì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)的應(yīng)對(duì)措施和策略。人類(lèi)與新冠病毒一定時(shí)期內(nèi)共存將成為一種新常態(tài)。中國(guó)水利水電科學(xué)研究院和臺(tái)風(fēng)委員會(huì)（由聯(lián)合國(guó)亞洲及太平洋經(jīng)濟(jì)社會(huì)委員會(huì)（ESCAP）和世界氣象組織WMO聯(lián)合主持的政府間組織）組織召開(kāi)了主題分別為“疫情之下防洪減災(zāi)管理實(shí)踐”“公共危機(jī)情形下臺(tái)風(fēng)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)防御的創(chuàng)新戰(zhàn)略和對(duì)策”的線上研討會(huì)，旨在回顧新冠疫情對(duì)防災(zāi)減災(zāi)產(chǎn)生的影響及應(yīng)對(duì)措施，總結(jié)臺(tái)風(fēng)災(zāi)害防御領(lǐng)域應(yīng)對(duì)突發(fā)公共危機(jī)事件的經(jīng)驗(yàn)和短板，為未來(lái)突發(fā)公共危機(jī)事件時(shí)臺(tái)風(fēng)災(zāi)害防御提供戰(zhàn)略指導(dǎo)。

一、新冠疫情對(duì)水文氣象服務(wù)的影響及應(yīng)對(duì)措施

1.對(duì)水文氣象服務(wù)的影響

WMO秘書(shū)處對(duì)成員國(guó)水文服務(wù)進(jìn)行了初步調(diào)查，在報(bào)告《國(guó)家水文服務(wù)——新冠疫情之影響》中總結(jié)了新冠疫情對(duì)地理數(shù)據(jù)采集以及國(guó)家水文、氣象和氣候部門(mén)工作所產(chǎn)生的影響，包括數(shù)據(jù)采集、預(yù)測(cè)預(yù)警、信息共享、應(yīng)急響應(yīng)和災(zāi)害管理等，以及為克服這些問(wèn)題而采取的應(yīng)對(duì)措施。報(bào)告指出，由于負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)觀測(cè)、測(cè)站維護(hù)、全天候數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)等工作的專(zhuān)業(yè)人員活動(dòng)受到限制，發(fā)展中國(guó)家的水文服務(wù)受新冠疫情的影響最大。在第一次因疫情封鎖期間，大多數(shù)人員居家辦公，少數(shù)技術(shù)骨干在做好個(gè)人防護(hù)的前提下可進(jìn)入辦公大樓，極少數(shù)人員可到實(shí)地進(jìn)行數(shù)據(jù)觀測(cè)和水文站維護(hù)。居家辦公人員過(guò)多導(dǎo)致對(duì)數(shù)據(jù)傳輸進(jìn)行緊急調(diào)整和發(fā)布水文服務(wù)產(chǎn)品存在諸多困難，如無(wú)法測(cè)量跨界河流、無(wú)法按時(shí)完成新測(cè)站安裝和跨界河流的國(guó)際合作項(xiàng)目等。多個(gè)國(guó)家和地區(qū)表示為及時(shí)向有關(guān)部門(mén)和公眾提供預(yù)測(cè)預(yù)警信息，需WMO提供技術(shù)援助和支持，包括促進(jìn)跨界河流的水文氣象信息共享、不同國(guó)家水文部門(mén)經(jīng)驗(yàn)交流以及質(zhì)量管理體系等。作為亞太地區(qū)政府間組織，臺(tái)風(fēng)委員會(huì)活動(dòng)也受到極大影響，大部分計(jì)劃內(nèi)年度系列活動(dòng)，如培訓(xùn)班、研討會(huì)和年會(huì)等，改為線上舉辦或被推遲甚至取消，新一年度工作計(jì)劃亦因新冠疫情影響存在不確定性。

2.采取的應(yīng)急措施

在新冠疫情暴發(fā)期間，各國(guó)水文氣象部門(mén)采取了一系列針對(duì)性的應(yīng)急措施。我國(guó)國(guó)家氣象局主要采取如下必要措施：提高天氣預(yù)報(bào)準(zhǔn)確度并及時(shí)預(yù)警，避免惡劣天氣與新冠疫情防控產(chǎn)生重疊影響；向國(guó)務(wù)院聯(lián)防聯(lián)控機(jī)制辦公室提供專(zhuān)項(xiàng)氣象報(bào)告；為方艙醫(yī)院等應(yīng)急場(chǎng)所的建設(shè)運(yùn)行提供點(diǎn)對(duì)點(diǎn)氣象預(yù)報(bào)；通過(guò)國(guó)家應(yīng)急預(yù)警發(fā)布系統(tǒng)向全國(guó)發(fā)布新冠疫情防控信息；在氣象大樓配置備用天氣預(yù)報(bào)辦公室；制定全國(guó)天氣預(yù)報(bào)員虛擬會(huì)議機(jī)制，并配套相應(yīng)設(shè)施設(shè)備。日本氣象廳和東京區(qū)域?qū)I(yè)氣象中心嚴(yán)格執(zhí)行限制人員接觸等措施，硬件方面建立臨時(shí)備份運(yùn)營(yíng)中心，軟件方面安裝業(yè)務(wù)通信平臺(tái)，采用無(wú)接觸方式共享天氣圖表，并根據(jù)預(yù)設(shè)的疫情嚴(yán)重程度采取不同業(yè)務(wù)安排。WMO通過(guò)其合作項(xiàng)目（突發(fā)性洪水指南系統(tǒng)和伏爾塔洪水和干旱管理系統(tǒng)等）和行動(dòng)方案（氣候風(fēng)險(xiǎn)和預(yù)警系統(tǒng)組件等）加強(qiáng)各國(guó)水文氣象服務(wù)，開(kāi)展線上學(xué)習(xí)培訓(xùn)，組織加強(qiáng)水文氣象服務(wù)能力建設(shè)研討會(huì)，并為用戶(hù)開(kāi)發(fā)在線培訓(xùn)模塊等；為強(qiáng)化其組織協(xié)調(diào)機(jī)制，編寫(xiě)了第二版基于影響的多災(zāi)種預(yù)測(cè)和預(yù)警服務(wù)指南。

二、公共緊急情形下防災(zāi)減災(zāi)領(lǐng)域應(yīng)對(duì)危機(jī)的策略

1.加強(qiáng)水文氣象服務(wù)，提高災(zāi)備意識(shí)

為提高危機(jī)應(yīng)急能力，應(yīng)加強(qiáng)水文、氣象預(yù)警信息共享，增強(qiáng)公眾意識(shí)和認(rèn)知。水文氣象部門(mén)和個(gè)人的應(yīng)對(duì)方式及經(jīng)驗(yàn)可為未來(lái)應(yīng)對(duì)多災(zāi)種風(fēng)險(xiǎn)提供參考，許多國(guó)家和國(guó)際組織也都制定了應(yīng)急預(yù)案。

2.加強(qiáng)多部門(mén)協(xié)調(diào)機(jī)制

防災(zāi)減災(zāi)涉及部門(mén)眾多，包括氣象、水文、水利、應(yīng)急、民政等，應(yīng)加強(qiáng)各部門(mén)之間的合作及能力建設(shè)。各部門(mén)應(yīng)充分協(xié)調(diào)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)管理和應(yīng)急響應(yīng)，重點(diǎn)保護(hù)弱勢(shì)群體，確保兼容性和公平性。我國(guó)國(guó)家氣象局和上海市政府共同支持的世界氣象組織示范項(xiàng)目“上海多災(zāi)種預(yù)警系統(tǒng)”，以“多機(jī)構(gòu)響應(yīng)”為核心，將多元化的先進(jìn)技術(shù)融入多災(zāi)種風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警過(guò)程，通過(guò)與應(yīng)急救援機(jī)構(gòu)的多鏈路通信平臺(tái)，促進(jìn)多機(jī)構(gòu)的協(xié)調(diào)與合作。該系統(tǒng)作為應(yīng)急響應(yīng)總部的公共突發(fā)事件預(yù)警發(fā)布平臺(tái)，是上海市應(yīng)急防災(zāi)減災(zāi)信息交換的主要機(jī)制。

3.促進(jìn)移動(dòng)式數(shù)據(jù)傳輸和信息傳播

智能手機(jī)已經(jīng)成為普通民眾獲取信息的主要設(shè)備，推送預(yù)警信息的渠道也發(fā)生了深刻變化。目前，許多國(guó)家的水文氣象部門(mén)都開(kāi)發(fā)了基于移動(dòng)平臺(tái)的應(yīng)用程序，用于數(shù)據(jù)傳輸和信息發(fā)布。在極端情況下，具有穩(wěn)定的可攜帶性、可訪問(wèn)性和可適用性的應(yīng)用程序是災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)管理系統(tǒng)能夠充分發(fā)揮作用的重要工具。欠發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)可能難以負(fù)擔(dān)開(kāi)發(fā)運(yùn)行此類(lèi)系統(tǒng)所需費(fèi)用的，可采用本地和網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)（混合技術(shù)），并使用開(kāi)源和免費(fèi)軟件（GeoServer、Openlayers、Cordova、Query Mobile等）開(kāi)發(fā)移動(dòng)管理系統(tǒng)，用來(lái)收集、共享和發(fā)布災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)信息。同時(shí)還應(yīng)認(rèn)識(shí)到，在信息時(shí)代，信息的使用者也可以是信息的發(fā)布者，這個(gè)概念對(duì)于發(fā)揮普通民眾在收集降雨、洪水、淹沒(méi)等災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)信息方面的作用非常重要，可通過(guò)基于移動(dòng)平臺(tái)的應(yīng)用程序來(lái)實(shí)現(xiàn)。

4.增加家庭式水文氣象監(jiān)測(cè)站

新冠疫情暴發(fā)時(shí)，大多數(shù)工作人員不得不居家辦公，到觀測(cè)場(chǎng)或氣象站進(jìn)行氣象和水文數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)非常困難。鑒于目前一些國(guó)家和地區(qū)的疫情仍然嚴(yán)重，可探討適當(dāng)增加安裝家庭式水文氣象監(jiān)測(cè)站點(diǎn)的可能性。20世紀(jì)60至70年代，我國(guó)曾有很大比例的委托水文觀測(cè)站，當(dāng)?shù)鼐用窠?jīng)過(guò)培訓(xùn)后實(shí)施日常管理、實(shí)時(shí)觀測(cè)和數(shù)據(jù)報(bào)送，由政府給予一定報(bào)酬。2012年，菲律賓大氣、地球物理暨天文管理局針對(duì)社區(qū)洪水預(yù)警系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)對(duì)家庭觀測(cè)站進(jìn)行了試點(diǎn)研究，其研究報(bào)告介紹了安裝家庭監(jiān)測(cè)站的關(guān)鍵原則和主要做法。首先要對(duì)流域內(nèi)雨量觀測(cè)站的分布進(jìn)行規(guī)劃，然后物色志愿者，并使其充分了解所參與的降雨數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)在整個(gè)預(yù)警系統(tǒng)中的重要性。管理部門(mén)還對(duì)降雨量的報(bào)送格式和報(bào)送形式進(jìn)行了規(guī)定，鼓勵(lì)志愿者進(jìn)行其他與降雨監(jiān)測(cè)有關(guān)的觀測(cè)。信息報(bào)送后存儲(chǔ)在中央計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)庫(kù)中。這些數(shù)據(jù)可用于流域和河道建模，評(píng)估洪水量級(jí)。大多數(shù)志愿者很容易理解他們所參與的洪水預(yù)警系統(tǒng)的重要性，同意在房屋內(nèi)安裝雨量觀測(cè)設(shè)施設(shè)備，并負(fù)責(zé)管理和觀測(cè)。

三、新戰(zhàn)略計(jì)劃中需要考慮的關(guān)鍵領(lǐng)域

臺(tái)風(fēng)委員會(huì)戰(zhàn)略計(jì)劃（2017—2021年）包含5個(gè)關(guān)鍵領(lǐng)域：①提高對(duì)臺(tái)風(fēng)災(zāi)害造成的人員死亡和直接經(jīng)濟(jì)損失的監(jiān)測(cè)水平；②充分利用多災(zāi)種影響預(yù)測(cè)和風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警，提高預(yù)警信息的準(zhǔn)確性、及時(shí)性和易于理解性；③加強(qiáng)臺(tái)風(fēng)引起的洪水災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)管理和水資源綜合管理；④加強(qiáng)協(xié)調(diào)各部門(mén)臺(tái)風(fēng)災(zāi)害防御行動(dòng)，提高協(xié)調(diào)溝通和信息共享能力，增強(qiáng)社區(qū)韌性；⑤加強(qiáng)臺(tái)風(fēng)委員會(huì)區(qū)域和國(guó)際合作機(jī)制?？紤]到科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，以及ESCAP和WMO的最新戰(zhàn)略框架，臺(tái)風(fēng)委員會(huì)在第53屆年會(huì)決定修訂其戰(zhàn)略計(jì)劃，并考慮增加幾個(gè)關(guān)鍵領(lǐng)域。

1.基于災(zāi)害影響的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)預(yù)警

加強(qiáng)成員國(guó)基于災(zāi)害影響的預(yù)測(cè)預(yù)警服務(wù)是WMO近年的創(chuàng)新戰(zhàn)略和重要活動(dòng)之一，旨在提高防御和減輕多災(zāi)種災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)的能力，特別是臺(tái)風(fēng)有關(guān)的災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)備災(zāi)、預(yù)防和救災(zāi)。預(yù)測(cè)災(zāi)害對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)造成的影響比預(yù)測(cè)單純的致災(zāi)因子更為重要。直面災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)的民眾和防災(zāi)減災(zāi)工作從業(yè)人員更容易理解災(zāi)害影響預(yù)測(cè)信息。盡管各國(guó)水文氣象部門(mén)對(duì)許多極端災(zāi)害事件及時(shí)發(fā)布了準(zhǔn)確的預(yù)警信息，但世界各地每年都會(huì)因極端災(zāi)害事件造成大量人員傷亡和重大財(cái)產(chǎn)損失。WMO認(rèn)為，造成這種明顯脫節(jié)的原因，在于水文氣象事件的預(yù)測(cè)預(yù)警信息負(fù)責(zé)防災(zāi)減災(zāi)的應(yīng)急管理部門(mén)，以及廣大民眾對(duì)預(yù)警信息的潛在影響的理解還不夠。需要開(kāi)發(fā)一種包括觀測(cè)、建模和預(yù)測(cè)極端災(zāi)害事件以及評(píng)估隨其影響而來(lái)的多災(zāi)種風(fēng)險(xiǎn)的全方位方法。從天氣預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)預(yù)警發(fā)展到基于多災(zāi)種影響的預(yù)測(cè)預(yù)警服務(wù)，對(duì)許多國(guó)家的水文氣象部門(mén)來(lái)說(shuō)，意味著一種服務(wù)模式的轉(zhuǎn)變，這與2013年通過(guò)的WMO服務(wù)交付戰(zhàn)略實(shí)施計(jì)劃一致。

基于災(zāi)害影響的預(yù)測(cè)預(yù)警，代表了從“天氣將如何”到“天氣將造成什么”的演變，從而彌合了國(guó)家水文氣象服務(wù)與災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)管理部門(mén)及社區(qū)最終用戶(hù)之間的差距。WMO各成員國(guó)認(rèn)識(shí)到基于災(zāi)害影響的預(yù)測(cè)預(yù)警對(duì)降低災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)、災(zāi)后恢復(fù)和災(zāi)害預(yù)防的重要性，要求加強(qiáng)區(qū)域基于災(zāi)害影響的預(yù)測(cè)預(yù)警能力?；跒?zāi)害影響的預(yù)測(cè)預(yù)警的關(guān)鍵，是基于大數(shù)據(jù)技術(shù)建立預(yù)測(cè)預(yù)警方法，將災(zāi)害信息轉(zhuǎn)化為影響情景，評(píng)估和了解水文氣象災(zāi)害對(duì)人民生命財(cái)產(chǎn)和關(guān)鍵敏感行業(yè)的潛在影響。提供有關(guān)預(yù)測(cè)和預(yù)警影響信息涉及的問(wèn)題多樣且復(fù)雜，需要跨學(xué)科、高度綜合并有針對(duì)性地共同努力，在多層面進(jìn)行規(guī)劃和培訓(xùn)，對(duì)國(guó)家水文氣象部門(mén)的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)人員和相關(guān)部門(mén)的專(zhuān)業(yè)人員（特別是應(yīng)急管理人員）進(jìn)行方法和配套行動(dòng)方面的培訓(xùn)和演練十分必要。

2.人工智能和大數(shù)據(jù)技術(shù)在水文氣象風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)預(yù)警中的應(yīng)用

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，水文氣象觀測(cè)手段和站點(diǎn)越來(lái)越多，觀測(cè)數(shù)據(jù)量也在不斷增加，不僅超出了普通人的理解和認(rèn)知能力，也給計(jì)算機(jī)科學(xué)本身帶來(lái)巨大挑戰(zhàn)。近年，人工智能技術(shù)研究取得了顯著成果，并在許多領(lǐng)域得到應(yīng)用。

為改進(jìn)洪水預(yù)報(bào)，谷歌開(kāi)發(fā)了HydroNets——一種專(zhuān)門(mén)用于水位預(yù)報(bào)的深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，可將水文模擬最新成果用于機(jī)器學(xué)習(xí)。HydroNets使用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模擬河流系統(tǒng)，對(duì)洪水水位進(jìn)行預(yù)測(cè)。這使模型可以很好地推廣到不同站點(diǎn)，同時(shí)針對(duì)每個(gè)預(yù)報(bào)站點(diǎn)進(jìn)行微調(diào)。HydroNets可以通過(guò)訓(xùn)練由較小神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)組成的大型結(jié)構(gòu)來(lái)考慮要建模的河網(wǎng)結(jié)構(gòu)，每個(gè)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)代表沿河的不同位置，建立上下游之間的水位－水位預(yù)測(cè)模型，而無(wú)須大量增加模型參數(shù)。為改進(jìn)天氣預(yù)報(bào)，谷歌還開(kāi)發(fā)了MetNet——一種專(zhuān)門(mén)用于降水預(yù)報(bào)的深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)天氣模型，能夠以1km的分辨率、2min的時(shí)間步長(zhǎng)預(yù)測(cè)未來(lái)8 h的降雨。谷歌還推出了一種新的天氣預(yù)測(cè)模式，可使預(yù)見(jiàn)期翻倍。這一預(yù)報(bào)模式已在印度和孟加拉國(guó)政府得到試點(diǎn)應(yīng)用，更長(zhǎng)的預(yù)見(jiàn)期給數(shù)千萬(wàn)人在洪災(zāi)來(lái)臨之前贏得1d左右的準(zhǔn)備時(shí)間。

臺(tái)風(fēng)委員會(huì)成員國(guó)（地區(qū)）的水文氣象部門(mén)還嘗試將大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用于數(shù)據(jù)共享和管理、水資源綜合管理、災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)管理等領(lǐng)域。隨著人工智能和大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用在臺(tái)風(fēng)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警中的重要作用逐步凸顯，臺(tái)風(fēng)委員會(huì)決定將加強(qiáng)人工智能和大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用納入2022—2026年的五年戰(zhàn)略計(jì)劃。

四、結(jié) 語(yǔ)

新冠疫情的暴發(fā)，給人類(lèi)提供了一個(gè)重新思考和評(píng)估在公共危機(jī)發(fā)生時(shí)的應(yīng)對(duì)策略的機(jī)會(huì)，包括戰(zhàn)略計(jì)劃、多部門(mén)協(xié)調(diào)機(jī)制、先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用和業(yè)務(wù)規(guī)則等。因此，各行各業(yè)都應(yīng)該從中吸取教訓(xùn)，更新防災(zāi)減災(zāi)戰(zhàn)略和做好對(duì)策措施預(yù)案，并提高應(yīng)對(duì)類(lèi)似特殊或緊急情況所造成危機(jī)的能力。