2016—2020 年湖南省氣象災(zāi)害預(yù)警信號(hào)時(shí)空特征分析與預(yù)警信息精準(zhǔn)靶向發(fā)布策略

鄧 玲，袁偉天，陳玉貴，朱國強(qiáng)，張永鋒

（1.湖南省氣象服務(wù)中心，長沙 410118；2.氣象防災(zāi)減災(zāi)湖南省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，長沙 410007）

中國是世界上自然災(zāi)害最為嚴(yán)重的國家，平均每年氣象災(zāi)害造成的直接經(jīng)濟(jì)損失占全部自然災(zāi)害損失的70%以上［1］。加強(qiáng)氣象災(zāi)害監(jiān)測(cè)與預(yù)警信息發(fā)布是中國氣象防災(zāi)減災(zāi)工作的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，是防御和減輕災(zāi)害損失的重要基礎(chǔ)。開展氣象災(zāi)害預(yù)警信息的時(shí)空分布特征及靶向發(fā)布策略的研究，對(duì)于認(rèn)識(shí)氣象災(zāi)害規(guī)律、提升預(yù)警信息發(fā)布效益具有重要現(xiàn)實(shí)意義。國內(nèi)外關(guān)于氣象災(zāi)害預(yù)警信息時(shí)空分布特征及靶向發(fā)布策略的研究并不多。王昊宇［2］利用2018—2020 年相關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，對(duì)中國氣象災(zāi)害預(yù)警信息時(shí)空分布特征進(jìn)行了分析；學(xué)者分別對(duì)廣西、遼寧、寧夏、河北、湖北等省（區(qū)）氣象災(zāi)害預(yù)警信號(hào)的時(shí)空分布特征、發(fā)布策略和原則等進(jìn)行了研究［3-7］；陳周旺等［8］、王華鵬［9］研究了濰坊、嘉興等市氣象災(zāi)害預(yù)警信號(hào)發(fā)布特征，并提出了預(yù)警發(fā)布的若干對(duì)策。陳世定等［10］從時(shí)間、區(qū)域、人群3 個(gè)維度研究了預(yù)警信息精準(zhǔn)發(fā)布的關(guān)鍵技術(shù)，設(shè)計(jì)了針對(duì)手機(jī)短信、手機(jī)APP 等多渠道靶向發(fā)布的處理流程和技術(shù)方案。高國弘等［11］提出了基于蜂窩通信原理的突發(fā)事件預(yù)警短信靶向發(fā)布技術(shù)方案，并以該方案在寧夏地區(qū)的實(shí)現(xiàn)為例，重點(diǎn)闡述了系統(tǒng)布局、數(shù)據(jù)對(duì)接、目標(biāo)用戶篩選、靶向發(fā)布策略等關(guān)鍵技術(shù)。

湖南省地處長江中游，是氣象災(zāi)害多發(fā)、頻發(fā)、易發(fā)的中部省份。根據(jù)各類氣象災(zāi)害可能造成的影響范圍和程度，氣象災(zāi)害預(yù)警級(jí)別一般分為藍(lán)色、黃色、橙色和紅色4 個(gè)等級(jí)，分別代表一般、較大、重大和特別重大。湖南省氣象災(zāi)害預(yù)警信息包括氣象災(zāi)害預(yù)警和氣象災(zāi)害預(yù)警信號(hào)2 個(gè)類別，其中預(yù)警主要由湖南省氣象臺(tái)和湖南省氣候中心發(fā)布，預(yù)警信號(hào)由14 個(gè)市（州）氣象臺(tái)發(fā)布。2016 年，湖南省氣象局建設(shè)了湖南省省級(jí)突發(fā)事件預(yù)警信息發(fā)布系統(tǒng)，并成立了突發(fā)事件預(yù)警信息發(fā)布中心，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了包括手機(jī)短信在內(nèi)的13 種發(fā)布渠道的對(duì)接［12］。

本研究利用湖南省2016—2020 年發(fā)布的氣象災(zāi)害預(yù)警信號(hào)數(shù)據(jù)，對(duì)湖南省氣象災(zāi)害預(yù)警信號(hào)發(fā)布的分布特征、發(fā)布頻次及特點(diǎn)進(jìn)行分析，旨在通過分析歷年湖南省氣象災(zāi)害預(yù)警信號(hào)發(fā)布的時(shí)空特征，進(jìn)一步認(rèn)識(shí)氣象災(zāi)害發(fā)生發(fā)展規(guī)律，為充分發(fā)揮氣象災(zāi)害預(yù)警信息在防災(zāi)減災(zāi)中的作用提供客觀支撐。在此基礎(chǔ)上，提出了湖南省氣象災(zāi)害預(yù)警短信息精準(zhǔn)靶向發(fā)布策略，為湖南省有效開展氣象災(zāi)害預(yù)警短信精準(zhǔn)靶向發(fā)布業(yè)務(wù)提供參考依據(jù)。

1 資料與方法

本研究以2016—2020 年湖南省14 個(gè)市（州）氣象臺(tái)發(fā)布的氣象災(zāi)害預(yù)警信號(hào)資料為依據(jù)，通過SQL 數(shù)據(jù)庫進(jìn)行入庫歸類統(tǒng)計(jì)，對(duì)預(yù)警信號(hào)的分布特征、發(fā)布頻次及特點(diǎn)等進(jìn)行分析。2016—2020年，湖南省發(fā)布過的氣象災(zāi)害預(yù)警信號(hào)有12 種類別，分別是雷電、暴雨、大風(fēng)、雷雨大風(fēng)、高溫、大霧、暴雪、寒潮、干旱、冰雹、霾和道路結(jié)冰。其中雷電、大霧、霾、高溫和道路結(jié)冰5 類預(yù)警信號(hào)的最低級(jí)別為黃色，冰雹、干旱預(yù)警信號(hào)的最低級(jí)別為橙色，其余類型的預(yù)警信號(hào)最低級(jí)別均為藍(lán)色。由于2016—202 干旱預(yù)警信號(hào)僅2016 年發(fā)布過1 條，故干旱預(yù)警信號(hào)不計(jì)入統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 預(yù)警信號(hào)年發(fā)布條數(shù)統(tǒng)計(jì)分析

2016—2020 年湖南11 類氣象災(zāi)害預(yù)警信號(hào)逐年的發(fā)布條數(shù)見表1。由表1 可知，2016—2020 年，湖南總計(jì)發(fā)布?xì)庀鬄?zāi)害預(yù)警信號(hào)21 202 條，年均發(fā)布4 240 條。發(fā)布量列前5 位的氣象災(zāi)害預(yù)警信號(hào)類型分別是雷電、暴雨、大霧、高溫和雷雨大風(fēng)，占發(fā)布總量的91.7%，大風(fēng)、道路結(jié)冰、冰雹、霾、寒潮和暴雪預(yù)警信號(hào)的發(fā)布量僅占8.3%。

表1 2016—2020 年湖南省常用氣象災(zāi)害預(yù)警信號(hào)發(fā)布條數(shù)

2.2 預(yù)警信號(hào)級(jí)別年發(fā)布特征分析

氣象災(zāi)害預(yù)警信息的級(jí)別反映了氣象災(zāi)害的嚴(yán)重性和緊急程度。2016—2020 年湖南省不同級(jí)別的氣象災(zāi)害預(yù)警信號(hào)逐年的發(fā)布條數(shù)見表2。由表2 可知，2016—2020 年湖南省發(fā)布的不同級(jí)別的氣象災(zāi)害預(yù)警信號(hào)中，黃色預(yù)警信號(hào)發(fā)布條數(shù)最多，占發(fā)布總量的49.0%，年均發(fā)布2 080 條，其次為橙色，占比38.3%，紅色預(yù)警信號(hào)最少，僅占比4.4%，年均發(fā)布186 條。紅色預(yù)警信號(hào)發(fā)布量列前3 位的分別是暴雨、大霧和冰雹，其中暴雨紅色預(yù)警信號(hào)年均發(fā)布157 條，占發(fā)布總量的84.4%；橙色預(yù)警信號(hào)發(fā)布量列前3 位的分別是暴雨、雷電和大霧，其中暴雨橙色預(yù)警信號(hào)年均發(fā)布709 條，占發(fā)布總量的43.6%。

表2 2016—2020 年湖南省不同級(jí)別的氣象災(zāi)害預(yù)警信號(hào)發(fā)布條數(shù)

2.3 預(yù)警信號(hào)發(fā)布的地域特征分析

2016—2020 年湖南省14 個(gè)市（州）氣象災(zāi)害預(yù)警信號(hào)累計(jì)發(fā)布條數(shù)見圖1。由圖1 可知，2016—2020 年湖南氣象災(zāi)害預(yù)警信號(hào)發(fā)布量列前5 位的市級(jí)地區(qū)分別是懷化市、邵陽市、岳陽市、湘西州和婁底市，發(fā)布數(shù)量最多的為懷化市（3 183 條），占全省總量的15.0%，最少的為湘潭市（920 條），占全省總量的4.3%。

圖1 2016—2020 年湖南省各市州氣象災(zāi)害預(yù)警信號(hào)發(fā)布條數(shù)

2.4 預(yù)警信號(hào)發(fā)布的時(shí)間特征分析

2.4.1 預(yù)警信號(hào)發(fā)布月際分布 2016—2020 年湖南省11 類氣象災(zāi)害預(yù)警信號(hào)逐月的發(fā)布條數(shù)曲線見圖2。由2 可知，2016—2020 年湖南省氣象災(zāi)害預(yù)警信號(hào)發(fā)布條數(shù)都在3、4 月開始呈上升趨勢(shì)，7、8 月達(dá)到最高峰，在9 月呈斷崖式下降。預(yù)警發(fā)布的高峰期為每年的5—8 月，與湖南省主汛期吻合，占全年總數(shù)量的66.6%，單月預(yù)警發(fā)布量最多的月份是7 月（4 440 條），占全省總量的20.9%，最少的是10月（268 條），占全省總量的1.3%。

圖2 2016—2020 年湖南省各月氣象災(zāi)害預(yù)警信號(hào)發(fā)布條數(shù)

2016—2020 年湖南省逐月11 類氣象災(zāi)害預(yù)警信號(hào)發(fā)布總量見表3。由表3 可知，1 月大霧、道路結(jié)冰和霾預(yù)警發(fā)布量列前3 位，道路結(jié)冰預(yù)警全年發(fā)布量最多；2 月大霧、雷電和道路結(jié)冰列前3 位，寒潮預(yù)警全年發(fā)布量最多；3 月雷電、大霧、暴雨預(yù)警發(fā)布量列前3 位，冰雹預(yù)警全年發(fā)布量最多；4—6 月暴雨、雷電和大霧預(yù)警發(fā)布量列前3 位，6 月暴雨預(yù)警全年發(fā)布量最多；7—9 月暴雨、雷電、高溫預(yù)警發(fā)布量列前3 位，7 月雷電、高溫預(yù)警全年發(fā)布量最多；10月大霧、高溫和暴雨預(yù)警發(fā)布量列前3 位；11 月大霧、大風(fēng)和寒潮（霾）發(fā)布量列前3 位，大霧預(yù)警全年發(fā)布量最多；12 月大霧、道路結(jié)冰和霾發(fā)布量列前3位，霾預(yù)警發(fā)布量全年最多。

表3 2016—2020 年湖南省11 類氣象災(zāi)害預(yù)警信號(hào)逐月發(fā)布條數(shù)

2.4.2 發(fā)布數(shù)量列前5 位氣象災(zāi)害預(yù)警信號(hào)月際分布 2016—2020 年湖南省氣象災(zāi)害預(yù)警信號(hào)發(fā)布量列前5 位的雷電、暴雨、大霧、高溫和雷雨大風(fēng)預(yù)警信號(hào)月發(fā)布情況見圖3。由圖3 可知，雷電預(yù)警集中在3—8 月，尤其是7—8 月，月發(fā)布量超過1 500條，是雷電高風(fēng)險(xiǎn)月，其次是4—6 月，月發(fā)布量接近或超過800 條。暴雨預(yù)警集中在5—8 月，月發(fā)布量超過900 條，6—7 月發(fā)布量最高，超過1 700 條。大霧預(yù)警全年都有發(fā)布，1—5 月、10—12 月發(fā)布較多，月發(fā)布量超過200 條。高溫預(yù)警5—9 月均有發(fā)布，其中7—8 月發(fā)布量最高，月發(fā)布量超過600 條。雷雨大風(fēng)預(yù)警集中在3—8 月，尤其是8 月，月發(fā)布量超過300 條。

圖3 2016—2020 年湖南省氣象預(yù)警信號(hào)發(fā)布量前5 位的預(yù)警月發(fā)布情況

3 氣象預(yù)警短信息靶向發(fā)布策略

預(yù)警信息靶向發(fā)布根據(jù)信息級(jí)別不同，將合適的信息內(nèi)容，通過合適的渠道，精準(zhǔn)優(yōu)先推送給災(zāi)害落區(qū)范圍內(nèi)合適的承災(zāi)對(duì)象（受眾），如預(yù)估或?qū)嶋H的事發(fā)地及其責(zé)任人。移動(dòng)端APP、微信小程序等方式由于可以實(shí)時(shí)獲取用戶位置，更易于實(shí)現(xiàn)“靶向”［13-15］，但受用戶是否安裝、是否開啟應(yīng)用及通知權(quán)限的影響，受眾覆蓋面有限。而短信方式由于具有傳播上的主動(dòng)性、便捷性，且?guī)缀跞巳硕加惺謾C(jī)，處處都有無線通信信號(hào)，因此手機(jī)短信是靶向發(fā)布預(yù)警信息最有效的手段。

3.1 預(yù)警短信靶向發(fā)布業(yè)務(wù)的啟動(dòng)條件

預(yù)警短信靶向發(fā)布業(yè)務(wù)可實(shí)現(xiàn)預(yù)警信息精準(zhǔn)、強(qiáng)制、快速投送，此類非用戶訂制短信發(fā)送并不是多多益善。為提高發(fā)送效率，減少非必要的自動(dòng)推送短信對(duì)人們生活的干擾，本著“有用才發(fā)，發(fā)必有用”的理念，只有出現(xiàn)《中華人民共和國突發(fā)事件應(yīng)對(duì)法》中所定義的一級(jí)（紅色）、二級(jí)（橙色）必須實(shí)施人員避險(xiǎn)的特別重大與重大災(zāi)害預(yù)警時(shí)，才啟動(dòng)該業(yè)務(wù)靶向發(fā)送預(yù)警短信息。

3.2 氣象災(zāi)害預(yù)警短信靶向發(fā)布級(jí)別和類別

根據(jù)2016—2020 年湖南省發(fā)布的不同級(jí)別的氣象災(zāi)害預(yù)警信號(hào)的統(tǒng)計(jì)結(jié)果，湖南橙色預(yù)警信號(hào)發(fā)布量2020年最多，為1 804條，2019年最少，為1 421條，年均發(fā)布1 625 條；紅色預(yù)警信號(hào)發(fā)布量2020 年最多，為267 條，2018 年最少，為143 條，年均發(fā)布186 條（表4）；考慮到預(yù)警短信發(fā)送效率、發(fā)送效果及發(fā)送成本，湖南省只有在出現(xiàn)紅色預(yù)警信號(hào)時(shí)，才啟動(dòng)氣象災(zāi)害預(yù)警信息精準(zhǔn)靶向發(fā)布業(yè)務(wù)。

表4 2016—2020 年湖南省11 類氣象災(zāi)害紅色預(yù)警信號(hào)逐年發(fā)布條數(shù)

根據(jù)2016—2020 年湖南省11 類氣象災(zāi)害紅色預(yù)警信號(hào)發(fā)布情況統(tǒng)計(jì)結(jié)果，2016—2020 年湖南省只有暴雨、雷電、冰雹、大霧、高溫、道路結(jié)冰6 種類別發(fā)布了紅色級(jí)別的預(yù)警信號(hào)，其中暴雨紅色預(yù)警信號(hào)發(fā)布量最多，每年都在100 條以上，其次是大霧和冰雹，每年都有發(fā)布。根據(jù)氣象災(zāi)害可能造成的影響程度及預(yù)警短信發(fā)布后能否及時(shí)有效采取防御措施減輕氣象災(zāi)害，湖南省明確了當(dāng)發(fā)布暴雨紅色預(yù)警信號(hào)，且預(yù)警信號(hào)覆蓋的行政區(qū)域精確到鄉(xiāng)鎮(zhèn)時(shí)，啟動(dòng)預(yù)警短信精準(zhǔn)靶向發(fā)布業(yè)務(wù)。除了暴雨紅色預(yù)警信號(hào)，湖南省還確定了發(fā)布城區(qū)暴雨臨災(zāi)警報(bào)、冰雹紅色警報(bào)、雷雨大風(fēng)臨災(zāi)警報(bào)、強(qiáng)降雨紅色警報(bào)4 類臨災(zāi)警報(bào)時(shí)，啟動(dòng)預(yù)警短信靶向發(fā)布業(yè)務(wù)，發(fā)布范圍為紅色警報(bào)覆蓋的鄉(xiāng)鎮(zhèn)行政區(qū)域或等值線覆蓋區(qū)域，接收人群為影響區(qū)域和1 h 內(nèi)進(jìn)入該影響區(qū)域的全網(wǎng)用戶。

4 小結(jié)

1）湖南省發(fā)布的氣象災(zāi)害預(yù)警信號(hào)類型占比前5 位的分別是雷電、暴雨、大霧、高溫和雷雨大風(fēng)，占?xì)庀鬄?zāi)害預(yù)警信號(hào)發(fā)布總量的91.7%。

2）湖南省發(fā)布的氣象災(zāi)害預(yù)警信號(hào)中，黃色預(yù)警信號(hào)發(fā)布次數(shù)最多，占發(fā)布總量的49.0%，其次是橙色，占38.3%，紅色最少，僅占4.4%；紅色預(yù)警信號(hào)發(fā)布量列前3 位的預(yù)警類型分別是暴雨、大霧和冰雹，橙色預(yù)警信號(hào)列前3 位的預(yù)警類型分別是暴雨、雷電和大霧。

3）從區(qū)域來看，湖南省發(fā)布預(yù)警信號(hào)發(fā)布最多的地區(qū)是懷化市，其次是邵陽市、岳陽市、湘西自治州，湘潭發(fā)布次數(shù)最少，整體呈西多東少的趨勢(shì)。

4）每年的5—8 月是湖南省預(yù)警發(fā)布的高峰期，單月預(yù)警發(fā)布量最多的是7 月，占全省總量的20.94%，最少的是10 月，占全省總量的1.26%。

5）大霧、大風(fēng)預(yù)警在湖南省全年都有發(fā)布，雷電、雷雨大風(fēng)預(yù)警集中在3—8 月，暴雨、高溫預(yù)警集中在5—9 月，冰雹預(yù)警集中在3—5 月，道路結(jié)冰、霾預(yù)警集中在12 月至次年3 月，寒潮預(yù)警集中在11 至次年3 月，暴雪預(yù)警主要在12 月至次年1 月。

6）氣象災(zāi)害預(yù)警信號(hào)的時(shí)空分布特征符合湖南省氣候特點(diǎn)。

7）湖南省僅在發(fā)布精確到鄉(xiāng)鎮(zhèn)的暴雨紅色預(yù)警信號(hào)、城區(qū)暴雨臨災(zāi)警報(bào)、冰雹紅色警報(bào)、雷雨大風(fēng)臨災(zāi)警報(bào)、強(qiáng)降雨紅色警報(bào)5 類預(yù)警信息時(shí)，啟動(dòng)預(yù)警短信靶向全網(wǎng)發(fā)布業(yè)務(wù)。