廣西氣象災(zāi)害預(yù)警信號時空分布特征

孫崇智，李有華，王振國

（1.廣西壯族自治區(qū)氣象服務(wù)中心，南寧 530022；2.廣西壯族自治區(qū)氣象信息中心，南寧 530022；3.廣西壯族自治區(qū)氣象災(zāi)害防御技術(shù)中心，南寧 530022）

引言

我國是世界上自然災(zāi)害最嚴重的國家之一，災(zāi)害種類多、發(fā)生頻率高［1－2］，部分自然災(zāi)害具有突發(fā)性強、破壞性大等特點。廣西位于我國西南邊陲，屬云貴高原向東南沿海丘陵過渡地帶，具有周邊高中間低、形似盆地、山地多、平原少的地形特點［3］。受海陸與東亞季風(fēng)的共同影響，暴雨洪澇、干旱、熱帶氣旋、低溫、高溫、強對流等氣象災(zāi)害頻發(fā)，對人民生命財產(chǎn)和社會經(jīng)濟造成巨大損失［4－5］。當(dāng)氣象災(zāi)害發(fā)生前，各類氣象預(yù)警信息需要借助信息傳播渠道，及時發(fā)送給社會公眾以提示防范。加強氣象預(yù)警信號的數(shù)量特征、時空分布等方面的研究，是客觀了解預(yù)警發(fā)布工作的方式之一，有助于提高氣象預(yù)警時間、預(yù)警類別、災(zāi)害影響范圍和強度的精準性，對提升預(yù)警效率具有現(xiàn)實意義。

“十二五”期間，國家突發(fā)事件預(yù)警信息發(fā)布系統(tǒng)建成并投入業(yè)務(wù)應(yīng)用。該系統(tǒng)是國務(wù)院應(yīng)急平臺唯一的權(quán)威發(fā)布系統(tǒng)，是政府應(yīng)急部門和社會公眾及時獲取預(yù)警信息的主要渠道［6－7］。2015 年，廣西成立災(zāi)害預(yù)警信息發(fā)布中心，自治區(qū)人民政府應(yīng)急管理辦公室印發(fā)了《關(guān)于做好廣西突發(fā)事件預(yù)警信息發(fā)布系統(tǒng)試運行管理工作的通知》，預(yù)警信息發(fā)布中心自成立以來，對廣西氣象災(zāi)害實時監(jiān)測、及時發(fā)布預(yù)警，取得了初步成效，并于2016 年升級建設(shè)廣西突發(fā)事件預(yù)警信息發(fā)布系統(tǒng)，實現(xiàn)縣、市、自治區(qū)預(yù)警信息實時向上級備案，且依托廣西政務(wù)外網(wǎng)實現(xiàn)系統(tǒng)部門應(yīng)用。該系統(tǒng)對接多渠道全方位傳播體系并完成一鍵式發(fā)布建設(shè)，通過12379 短信平臺、大喇叭、網(wǎng)站、電視、微博、微信、廣播、電話等渠道向社會公眾、災(zāi)害信息員、決策部門等傳播預(yù)警信息。

近年來，對于如何發(fā)揮氣象預(yù)警信號的先導(dǎo)作用，國內(nèi)眾多專家開展了分析并取得許多研究成果［8-13］。伍志方等［14］深入探討了如何根據(jù)雷達回波估計降雨增大趨勢，從而確定暴雨預(yù)警信號的發(fā)布時間、可能造成江水泛濫、山洪暴發(fā)的重點區(qū)域等；潘岑等［15］對貴州省夜間降水量和暴雨分布特征、以及可能造成山洪地質(zhì)災(zāi)害的區(qū)域等進行了分析，并提出了氣象預(yù)警信號的發(fā)布技巧；羅紅磊等［16］分析了廣西主要氣象災(zāi)害的分布特征及變化趨勢，為提高預(yù)警發(fā)布效率提供了支撐；黃歸蘭等［17］對2009—2013 年廣西預(yù)警信號準確率進行了分析，提出加強預(yù)警信號發(fā)布的若干對策。前人對預(yù)警信號資料進行整理和統(tǒng)計大部分是基于氣象站資料進行深度分析，而基于廣西突發(fā)事件預(yù)警信息發(fā)布系統(tǒng)的預(yù)警信號資料進行統(tǒng)計和分析的文章較為匱乏，對于預(yù)警發(fā)布對策的研究也比較少［18－19］。本文利用廣西突發(fā)事件預(yù)警信息發(fā)布系統(tǒng)的氣象災(zāi)害預(yù)警信號等資料，對廣西氣象預(yù)警信號發(fā)布的頻次和特點、時空分布特征等進行分析，研究廣西不同氣象災(zāi)害預(yù)警信號發(fā)布規(guī)律，為防災(zāi)減災(zāi)提供決策依據(jù)。

1 資料與方法

廣西氣象災(zāi)害預(yù)警信號包括臺風(fēng)、暴雨、暴雪、寒潮、大風(fēng)、高溫、干旱、雷電、冰雹、霜凍、大霧、霾、道路結(jié)冰共13 類。氣象災(zāi)害預(yù)警信號一般分為藍色、黃色、橙色、紅色共4 個等級，分別代表一般、較重、嚴重和特別嚴重。臺風(fēng)、大風(fēng)預(yù)警信號包括上述4 個等級，暴雨、暴雪、高溫、雷電、大霧、道路結(jié)冰包括黃色、橙色、紅色3 個等級，干旱、冰雹包括橙色、紅色2 個等級，寒潮、霜凍、霾不設(shè)紅色等級，寒潮、霜凍包括藍色、黃色、橙色3 個等級，霾預(yù)警信號只有黃色、橙色2 個等級。2016—2020 年廣西突發(fā)事件預(yù)警信息系統(tǒng)共發(fā)布過11 類氣象災(zāi)害預(yù)警信號：雷電、暴雨、大風(fēng)、高溫、大霧、霜凍、冰雹、道路結(jié)冰、臺風(fēng)、干旱和寒潮，未發(fā)布暴雪、霾預(yù)警信號。本文對廣西發(fā)布的11 類氣象災(zāi)害預(yù)警信號進行統(tǒng)計。

預(yù)警信號數(shù)據(jù)按發(fā)布類型進行分類，包括首發(fā)預(yù)警、更新預(yù)警和解除預(yù)警；按有效性進行分類，包括實際預(yù)警和測試預(yù)警。從數(shù)據(jù)完整性考慮，本文選取廣西突發(fā)事件預(yù)警信息發(fā)布系統(tǒng)2016—2020 年廣西14 個地級市及所轄縣氣象臺發(fā)布的11 類預(yù)警信號資料做為分析對象，不包括自治區(qū)級發(fā)布的預(yù)警信息，并剔除解除預(yù)警和測試預(yù)警。地級市及縣級臺站所發(fā)預(yù)警的區(qū)域為所轄的城市或縣區(qū)，不存在重合和重復(fù)計算。利用分類統(tǒng)計方法進行分析，包括預(yù)警信號類別、等級、發(fā)布時間、發(fā)布區(qū)域及特點等。

2 結(jié)果與分析

2.1 預(yù)警信號分類發(fā)布次數(shù)

廣西地處低緯度，屬亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)［20］。受西風(fēng)帶、副熱帶以及熱帶天氣系統(tǒng)的影響，當(dāng)?shù)靥鞖鈿夂驈?fù)雜多變，呈現(xiàn)出天氣變化劇烈、災(zāi)害多、春季低溫陰雨、夏季臺風(fēng)和暴雨洪澇、持續(xù)高溫及局地強對流嚴重等特點。

表1 給出了2016—2020 年廣西發(fā)布的11 類氣象災(zāi)害預(yù)警信號年度發(fā)布次數(shù)，從中可以看出，近5a 來廣西發(fā)布各類氣象災(zāi)害預(yù)警信號共57262 次，2020 年發(fā)布的次數(shù)達15322 次，為近5a 最多，比2018 年增加了63.6%。雷電、暴雨、大風(fēng)、高溫和大霧是廣西出現(xiàn)最頻繁的5 類災(zāi)害性天氣預(yù)警信號。從2016—2020 年預(yù)警信號發(fā)布次數(shù)來看，雷電、大風(fēng)、預(yù)警信號發(fā)布次數(shù)基本呈逐年增加趨勢，表明雷電、大風(fēng)災(zāi)害呈繁發(fā)多發(fā)趨勢。其中2020 年大風(fēng)預(yù)警信號發(fā)布次數(shù)是2016 年的2.5 倍，2020 年雷電預(yù)警信號是2016 年的2 倍多，而冰雹、寒潮、暴雨預(yù)警信號2020 年發(fā)布次數(shù)比2016 年明顯增多。暴雨、雷電災(zāi)害是廣西最主要的氣象災(zāi)害，2016—2020 年2類預(yù)警信號占全年預(yù)警信號發(fā)布總數(shù)的65%～70%之間；寒潮、干旱預(yù)警信號發(fā)布次數(shù)較少，分別為148 次和37 次。

表1 2016—2020 年廣西不同等級氣象災(zāi)害預(yù)警信號發(fā)布次數(shù)（單位：次）

2.2 不同等級預(yù)警信號發(fā)布次數(shù)

2016—2020 年廣西不同等級氣象災(zāi)害預(yù)警信號發(fā)布次數(shù)如表2 所示。從表2 可以看出，總體而言，預(yù)警信號級別多集中于橙色預(yù)警和黃色預(yù)警，橙色預(yù)警占比達50.8%，黃色預(yù)警占比為31.3%。不同氣象災(zāi)害的預(yù)警信號發(fā)布級別差別較大，暴雨、高溫、干旱、冰雹預(yù)警信號發(fā)布次數(shù)最多的集中在橙色預(yù)警，其中冰雹和干旱的橙色預(yù)警信號占比遠超其它級別的預(yù)警信號，占比分別為98.6%和97.3%，暴雨橙色預(yù)警信號占暴雨預(yù)警信號總數(shù)的75%，高溫橙色預(yù)警信號占高溫預(yù)警信號總數(shù)的67%。臺風(fēng)、大風(fēng)、寒潮、霜凍預(yù)警信號發(fā)布次數(shù)較多集中在程度較輕的藍色預(yù)警，占比分別為68.1%、89.2%、82.4%和66.6%。雷電、大霧、道路結(jié)冰預(yù)警信息發(fā)布次數(shù)較多集中在黃色和橙色預(yù)警，而最高級別紅色預(yù)警發(fā)布次數(shù)最多的是暴雨，達2120 次，占所有紅色預(yù)警的97.0%。

表2 2016—2020 年廣西不同等級氣象災(zāi)害預(yù)警信號發(fā)布次數(shù)（單位：次）

2.3 廣西預(yù)警信號時空分布特征

以下主要對廣西常見的雷電、暴雨、大風(fēng)、高溫和大霧5 類預(yù)警信號進行時空分布分析。

表3 給出了2016—2020 年廣西市級常見5 類預(yù)警信號的發(fā)布次數(shù)，從中可以看出，2016—2020年廣西暴雨預(yù)警信號多發(fā)于桂林、百色、河池、柳州、玉林地區(qū)；雷電預(yù)警多發(fā)布于桂林、百色、柳州、梧州、河池地區(qū)；高溫預(yù)警則多發(fā)布于桂林、百色、柳州、崇左、梧州地區(qū)；大霧預(yù)警多發(fā)布于崇左、南寧、梧州地區(qū)；大風(fēng)預(yù)警多發(fā)布于桂林、柳州、北海、南寧地區(qū)。也就是說，暴雨、雷電、高溫、大風(fēng)、大霧多發(fā)于除沿海外的其他地區(qū)。

表3 2016—2020 年廣西各市5 類常用預(yù)警信號發(fā)布次數(shù)（單位：次）

由圖1 可看出，廣西氣象災(zāi)害預(yù)警信號在空間上呈現(xiàn)“北多南少”的特征，桂林市年發(fā)布預(yù)警總數(shù)全區(qū)最多，其次為百色、柳州、河池、南寧等城市。廣西氣象災(zāi)害預(yù)警信號發(fā)布數(shù)前5 名分布于桂東北、桂西北。桂林、柳州所屬的桂東北地區(qū)山地、丘陵和河谷相間，山高谷深、湘桂走廊等谷地是冷空氣入侵廣西的主要通道，同時桂東北的漓江、柳江等江河流域較多，獨特的條件使桂東北地區(qū)季風(fēng)氣候明顯，同時氣象災(zāi)害也多于其他地區(qū)。桂西北則是地處云貴高原的東側(cè)邊緣，地勢高低懸殊，呈現(xiàn)出極其明顯的氣候垂直地域差異，導(dǎo)致氣象災(zāi)害發(fā)布次數(shù)也排名靠前。

圖2 分析了2016—2020 年廣西各市5 類預(yù)警信號每月發(fā)布次數(shù)。從圖2 的分析可以看出，2016—2020 年廣西氣象災(zāi)害預(yù)警信號發(fā)布次數(shù)在3—4 月開始呈上升趨勢，6—8 月達到最集中時段，并在9月快速下降，之后逐漸趨于遲緩。不同預(yù)警信號月度分布特征差別較大，針對暴雨預(yù)警信號主要分布于5—8 月，尤以6 月和7 月最為頻繁；而對于大霧預(yù)警信號，主要集中于1—3 月，2—3 月最為頻發(fā)。

3 結(jié)論與討論

基于2016—2020 年廣西氣象災(zāi)害預(yù)警信號類別、等級、發(fā)布時間、發(fā)布區(qū)域等數(shù)據(jù)信息，分析廣西氣象災(zāi)害預(yù)警信號的時空分布特征。得出如下主要結(jié)論：

（1）發(fā)布數(shù)量：2016—2020 年廣西發(fā)布各類氣象災(zāi)害預(yù)警信號共57262 次，雷電、暴雨、大風(fēng)、高溫、大霧是廣西主要的災(zāi)害性天氣預(yù)警信號。預(yù)警信號級別主要集中于橙色預(yù)警和黃色預(yù)警，暴雨橙色預(yù)警信號占暴雨預(yù)警信號總數(shù)的75%，紅色預(yù)警信號中以暴雨為最多；高溫橙色預(yù)警信號占比為67%；較低級別藍色預(yù)警發(fā)布次數(shù)占比較大的是臺風(fēng)、大風(fēng)和霜凍等氣象災(zāi)害。

（2）空間分布：2016—2020 年廣西氣象災(zāi)害預(yù)警信號在空間上呈現(xiàn)“北多南少”的特征，預(yù)警落區(qū)主要分布在桂東北、桂西北，其中桂林、百色、柳州、梧州等市預(yù)警信號發(fā)布次數(shù)較多，從災(zāi)種上看，暴雨、雷電多發(fā)布于桂北、桂東南、桂西，高溫多發(fā)布于桂北、桂西，大風(fēng)多發(fā)于湘桂鐵路沿線及沿海地區(qū)，大霧則最多為崇左市。

（3）時間分布：廣西氣象災(zāi)害預(yù)警信號在月尺度上差異明顯，6—8 月廣西預(yù)警信號發(fā)布集中。暴雨預(yù)警信號主要分布于5—8 月，尤以6 月和7 月最為頻繁，而大霧預(yù)警信號主要集中于1—3 月。

從廣西壯族自治區(qū)應(yīng)急管理廳發(fā)布2020 年廣西自然災(zāi)害基本情況顯示［21］：2020 年廣西全區(qū)自然災(zāi)害災(zāi)情較過去5a 均值均有不同程度下降，洪澇災(zāi)害造成的死亡和失蹤人數(shù)、倒塌和嚴重損壞房屋數(shù)量較近5a 均值分別下降83.6%、43.8%，風(fēng)暴災(zāi)害造成的農(nóng)作物受災(zāi)面積、直接經(jīng)濟損失較近5a 均值分別下降47.2%、62.0%。廣西突發(fā)事件預(yù)警信息發(fā)布系統(tǒng)建立的大喇叭、電視、短信、微信、微博、網(wǎng)站等立體防災(zāi)減災(zāi)保護網(wǎng)，在服務(wù)廣西氣象防災(zāi)減災(zāi)工作中發(fā)揮了重要的作用。然而，在氣候變暖背景下，極端天氣災(zāi)害呈多發(fā)頻發(fā)的趨勢，廣西防災(zāi)減災(zāi)工作面臨新的形勢與挑戰(zhàn)，因此，今后將針對廣西天氣氣候特點和廣西氣象災(zāi)害預(yù)警信號發(fā)布特征，加強利用多樣化的現(xiàn)代通信技術(shù)手段，提高預(yù)警信息發(fā)布時效、強化風(fēng)險識別和定點靶向等方面的研究，為提升氣象災(zāi)害預(yù)警信息傳播與應(yīng)用成效提供更多的技術(shù)支撐。