2022年廣東“龍舟水”暴雨預(yù)警信號(hào)分布及檢驗(yàn)

馮沁，韋凱華，涂靜，張華龍

（廣東省氣象臺(tái)，廣東廣州 510640）

每年端午節(jié)前后，南方暖濕空氣活躍，北方還時(shí)有冷空氣南下，冷暖空氣交匯，在廣東省出現(xiàn)大而集中的降水，民間把該時(shí)段的較大降水過程稱為“龍舟水”［1］。2022年廣東省“龍舟水”異常偏多，具有“降水時(shí)間長(zhǎng)、累計(jì)雨量大、暴雨落區(qū)重疊、多災(zāi)種疊加”的特點(diǎn)（圖1）。全省平均降水量514.5 mm，為有氣象記錄以來第3多；降水量空間分布嚴(yán)重不均，主降水區(qū)高度集中在粵北市縣，多地打破降水歷史記錄。在“龍舟水”后期，北江流域出現(xiàn)特大洪水，粵北市縣出現(xiàn)了大范圍城鄉(xiāng)積澇和嚴(yán)重地質(zhì)災(zāi)害。

圖1 廣東省2022年5月20日20：00—6月21日20：00累計(jì)實(shí)況雨量

一直以來，對(duì)“龍舟水”的預(yù)測(cè)和預(yù)警服務(wù)都是廣東決策氣象服務(wù)關(guān)注的重點(diǎn)之一。氣象災(zāi)害預(yù)警信息作為政府防御各類突發(fā)事件的“消息樹”和“發(fā)令槍”，在“龍舟水”期間防御和減輕災(zāi)害損失、保護(hù)人民群眾生命財(cái)產(chǎn)安全等方面起著重要作用［2］。2000年11月起，廣東省氣象部門在國(guó)內(nèi)率先發(fā)布暴雨等災(zāi)害性天氣預(yù)警信號(hào)，此后通過廣東省政府令不斷修訂完善［3］。目前，廣東省氣象災(zāi)害預(yù)警信號(hào)分為臺(tái)風(fēng)、暴雨、高溫、寒冷、大霧、灰霾、雷雨大風(fēng)、道路結(jié)冰、冰雹、森林火險(xiǎn)等10類。氣象災(zāi)害預(yù)警信息能從很大程度上反映出當(dāng)?shù)匕l(fā)生氣象災(zāi)害的風(fēng)險(xiǎn)大小，具有潛在分析價(jià)值［4］，而開展預(yù)警信號(hào)檢驗(yàn)是提升預(yù)警信號(hào)發(fā)布質(zhì)量、提高氣象服務(wù)水平的關(guān)鍵所在。目前國(guó)內(nèi)及廣東部分地市在暴雨預(yù)警信號(hào)發(fā)布、檢驗(yàn)等相關(guān)方面的研究均取得了一定進(jìn)展［5-9］，但廣東省暴雨預(yù)警信號(hào)發(fā)布特征和檢驗(yàn)的相關(guān)研究較少。

本研究利用2022年“龍舟水”期間廣東省氣象災(zāi)害預(yù)警信號(hào)發(fā)布數(shù)據(jù)，對(duì)全省暴雨預(yù)警信號(hào)時(shí)空分布特征進(jìn)行了系統(tǒng)分析、對(duì)發(fā)布質(zhì)量進(jìn)行細(xì)致評(píng)估，旨在為暴雨事件預(yù)警服務(wù)提供依據(jù)，科學(xué)評(píng)價(jià)預(yù)警信號(hào)發(fā)布實(shí)際成效，進(jìn)一步提高氣象災(zāi)害預(yù)警能力。

1 資料和方法

本研究選取2022年廣東“龍舟水”期間（5月21日—6月21日）各區(qū)縣氣象臺(tái)站發(fā)布的預(yù)警信號(hào)資料進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，并按照《廣東省暴雨、雷雨大風(fēng)、冰雹、大霧、灰霾預(yù)警信號(hào)發(fā)布質(zhì)量檢驗(yàn)辦法》［10］進(jìn)行暴雨預(yù)警信號(hào)質(zhì)量評(píng)估，其中同一類天氣的預(yù)警信號(hào)每升級(jí)或降級(jí)一次均單獨(dú)記為發(fā)布一站次。

2 過程暴雨預(yù)警信號(hào)分布特征

2.1 預(yù)警信號(hào)類型

由表1可見，在2022年廣東“龍舟水”期間發(fā)布的預(yù)警信號(hào)以暴雨和雷雨大風(fēng)預(yù)警信號(hào)為主，高溫和大霧預(yù)警信號(hào)顯著較少，其中又以暴雨黃色預(yù)警信號(hào)占暴雨預(yù)警信號(hào)的大部分，占比75.4%，明顯多于暴雨橙色和紅色預(yù)警信號(hào)。雷雨大風(fēng)黃色預(yù)警信號(hào)也明顯偏多，雷雨大風(fēng)黃色預(yù)警信號(hào)占比98.7%，“龍舟水”期間沒有發(fā)布雷雨大風(fēng)紅色預(yù)警信號(hào)。從預(yù)警信號(hào)的發(fā)布情況可以體現(xiàn)出2022年廣東“龍舟水”期間明顯的強(qiáng)降水特征，以及期間暴雨災(zāi)害明顯、暴雨預(yù)警頻發(fā)的特點(diǎn)。

表1 2022年廣東“龍舟水”預(yù)警信號(hào)分布

2.2 暴雨預(yù)警信號(hào)時(shí)間分布

2022年“龍舟水”期間，每天均有區(qū)縣站點(diǎn)出現(xiàn)暴雨，其中26 d出現(xiàn)大暴雨，12 d出現(xiàn)特大暴雨。對(duì)逐日暴雨預(yù)警信號(hào)分布進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)（表略），結(jié)果表明，暴雨預(yù)警發(fā)布日期連續(xù)性顯著，連續(xù)32 d每日均發(fā)布暴雨預(yù)警信號(hào)；發(fā)布數(shù)量多，“龍舟水”過程中共發(fā)布暴雨預(yù)警信號(hào)17 632站次，平均每天發(fā)布暴雨預(yù)警信號(hào)551站次，其中平均每天發(fā)布暴雨黃色預(yù)警信號(hào)415.4站次、暴雨橙色預(yù)警信號(hào)113站次、暴雨紅色預(yù)警信號(hào)22.6站次。預(yù)警信號(hào)密集集中在后半程（6月6—21日），平均每日發(fā)布暴雨預(yù)警信號(hào)1 096.3站次，數(shù)量是前半程（5月21日—6月5日）253.3站次的4倍以上，其中一天內(nèi)發(fā)布暴雨預(yù)警信號(hào)次數(shù)最大值為6月6日的1 714站次。

2022年廣東“龍舟水”期間暴雨預(yù)警信號(hào)的平均生效時(shí)長(zhǎng)為5.5 h，生效時(shí)長(zhǎng)中位數(shù)為3.5 h，其中有9.8%的單次暴雨預(yù)警信號(hào)生效時(shí)間短于1 h，有1.7%的暴雨預(yù)警信號(hào)生效時(shí)間長(zhǎng)于24 h。從圖2中可明顯看出，生效時(shí)間長(zhǎng)于6 h的站次數(shù)顯著少于生效時(shí)間短于6 h站次數(shù)，生效時(shí)間短于6 h的站次數(shù)占所有暴雨預(yù)警信號(hào)總數(shù)的74.5%。

圖2 2022年廣東“龍舟水”暴雨預(yù)警信號(hào)持續(xù)時(shí)間分布

2.3 預(yù)警信號(hào)空間分布

暴雨預(yù)警信號(hào)不僅在“龍舟水”期間相對(duì)集中，在地域分布上也呈現(xiàn)一定的特點(diǎn)。圖3給出了2022年廣東“龍舟水”期間各地市暴雨預(yù)警信號(hào)的發(fā)布情況。

圖3 2022年廣東“龍舟水”期間各市預(yù)警信號(hào)發(fā)布站次

從圖3可以看到，廣東“龍舟水”期間，暴雨預(yù)警信號(hào)空間分布不均，整體呈北多南少的分布形勢(shì)，其中廣州、清遠(yuǎn)、韶關(guān)、河源、深圳為預(yù)警信號(hào)發(fā)布最頻繁的區(qū)域，發(fā)布總量占全省總量的56%；清遠(yuǎn)、韶關(guān)、河源占全省總量的31.4%；南部市縣發(fā)布量整體相對(duì)較少，與過程中粵北市縣降水高度集中對(duì)應(yīng)。對(duì)比廣東“龍舟水”多年平均空間分布呈中部和沿海市縣多、粵北市縣少的特點(diǎn)［11］，反映了2022年廣東“龍舟水”空間分布異常、暴雨落區(qū)重疊于粵北的顯著特征。廣州和深圳的預(yù)警信號(hào)發(fā)布總量占全省總量的24.5%，考慮原因是廣州和深圳作為超大城市，區(qū)縣設(shè)置較多，人口和經(jīng)濟(jì)暴露度水平也較高，同時(shí)公眾對(duì)預(yù)警信號(hào)關(guān)注密切，預(yù)警信號(hào)提醒功能更強(qiáng)，所以暴雨預(yù)警信號(hào)發(fā)布也較為頻繁。

3 預(yù)警信號(hào)檢驗(yàn)評(píng)估

3.1 預(yù)警信號(hào)準(zhǔn)確性分析評(píng)估

從表2可以看出，2022年廣東“龍舟水”前半程（5月21日—6月5日）、后半程（6月6—21日）和全程暴雨高級(jí)別預(yù)警（橙色和紅色預(yù)警信號(hào)）的空?qǐng)?bào)率較低，暴雨橙色空?qǐng)?bào)率均在27%以下，暴雨紅色介于36%～38%，暴雨黃色較高，介于62%～70%；漏報(bào)率在前、后半程和全程均是暴雨黃色最低（均低于1.3%，后半程達(dá)0%），高級(jí)別預(yù)警的漏報(bào)率較高，暴雨橙色次之（介于4%～9%），暴雨紅色最高（介于12%～19%）。

表2 2022年廣東“龍舟水”期間暴雨預(yù)警信號(hào)平均空?qǐng)?bào)率和漏報(bào)率%

從表3可知，“龍舟水”前、后半程和全程高級(jí)別預(yù)警的準(zhǔn)確率較高，暴雨橙色預(yù)警信號(hào)準(zhǔn)確率最高（均在69%以上），暴雨紅色次之（介于55% ～59%），暴雨黃色較低（介于30% ～38%）；命中率在龍舟水前、后半程和全程均是暴雨黃色最高（均高于98%，后半程達(dá)100%），暴雨橙色次之（介于91% ～96%），暴雨紅色最低（介于81% ～88%），考慮整體分布與前文中暴雨黃色預(yù)警空?qǐng)?bào)率較高但漏報(bào)率較低，而暴雨高級(jí)別預(yù)警空?qǐng)?bào)率較低漏報(bào)率較高的分布有關(guān)。

表3 2022年廣東“龍舟水”期間暴雨預(yù)警信號(hào)平均準(zhǔn)確率和命中率%

另外，2022年“龍舟水”過程空?qǐng)?bào)率和漏報(bào)率后半程均低于前半程，且低于龍舟水全程平均值；而過程TS評(píng)分和命中率后半程均高于前半程，也高于全程平均值?？紤]與“龍舟水”后半程廣東出現(xiàn)持續(xù)性降水過程，環(huán)流形勢(shì)穩(wěn)定，預(yù)報(bào)員發(fā)布預(yù)警把握較大有關(guān)。

3.2 預(yù)警信號(hào)時(shí)效性分析評(píng)估

預(yù)警信號(hào)時(shí)間提前量是指預(yù)警信號(hào)的發(fā)布時(shí)間與預(yù)警信號(hào)對(duì)應(yīng)的氣象災(zāi)害實(shí)況出現(xiàn)時(shí)間的間隔時(shí)長(zhǎng)，其中t1指準(zhǔn)確預(yù)警的時(shí)間提前量、t2指預(yù)警的時(shí)間提前量、t3指有效預(yù)警的時(shí)間提前量。

從2022年廣東“龍舟水”期間暴雨預(yù)警信號(hào)平均提前量（表4）可以看出，暴雨黃色t1、t2、t3分別為73.6、73.4、26.2 min；暴雨紅色t1、t2、t3分別為45.1、38.9、25.8 min，其t1、t2均較橙色時(shí)間長(zhǎng)；暴雨橙色t1、t2、t3分別為38.3、36.1、28 min?？紤]是由于“龍舟水”期間暴雨雨強(qiáng)大，達(dá)到黃色標(biāo)準(zhǔn)后較容易達(dá)到橙色標(biāo)準(zhǔn)，預(yù)報(bào)員升級(jí)前反應(yīng)時(shí)間短，升級(jí)間隔時(shí)間較小，暴雨橙色t1和t2時(shí)間較短。

表4 2022年廣東“龍舟水”期間暴雨預(yù)警信號(hào)平均提前量min

所有級(jí)別和不分級(jí)別的t1和t2均在1 h左右，t3在30min左右。龍舟水后半程各級(jí)別較前半程的平均提前量為15.7 min（表略），這與“龍舟水”后半程強(qiáng)降水過程形勢(shì)穩(wěn)定，預(yù)報(bào)員發(fā)布預(yù)警提前量大有關(guān)。

4 結(jié)論

1）2022年廣東“龍舟水”期間發(fā)布的預(yù)警信號(hào)以暴雨和雷雨大風(fēng)預(yù)警信號(hào)為主，黃色暴雨預(yù)警信號(hào)占暴雨預(yù)警信號(hào)的大部分，明顯多于高級(jí)別的橙色和紅色預(yù)警信號(hào)。

2）暴雨預(yù)警發(fā)布日期連續(xù)性顯著，連續(xù)32 d每日均發(fā)布暴雨預(yù)警信號(hào)；發(fā)布數(shù)量多，平均每天發(fā)布暴雨預(yù)警信號(hào)551站次，預(yù)警信號(hào)密集集中在“龍舟水”后半程（6月6—21日），期間暴雨預(yù)警信號(hào)的平均生效時(shí)長(zhǎng)為5.5 h，大部分生效時(shí)長(zhǎng)在6 h以內(nèi)。

3）暴雨預(yù)警信號(hào)在空間分布上整體呈北多南少特征，廣州、清遠(yuǎn)、韶關(guān)、河源、深圳等粵北城市和超大城市為暴雨預(yù)警信號(hào)發(fā)布最頻繁的區(qū)域，發(fā)布總量占全省總量的56%，與“龍舟水”常年中南部市縣多、粵北市縣少的空間分布?xì)夂蛱卣餍纬擅黠@對(duì)比。

4）2022年廣東“龍舟水”期間，暴雨高級(jí)別預(yù)警的空?qǐng)?bào)率較低，而漏報(bào)率均高于暴雨黃色預(yù)警；高級(jí)別預(yù)警的準(zhǔn)確率較高，而命中率均低于暴雨黃色預(yù)警。期間后半程各級(jí)別暴雨預(yù)警的空?qǐng)?bào)率和漏報(bào)率均低于前半程，且低于龍舟水全程平均值；而期間后半程準(zhǔn)確率和命中率均高于前半程，也高于全程平均值。

5）暴雨黃色預(yù)警t1、t2、t3分別為73.6、73.4、26.2 min；暴雨紅色預(yù)警時(shí)間提前量整體較暴雨橙色預(yù)警略多；后半程各項(xiàng)預(yù)警級(jí)別較前半程的平均提前量為15.7 min。