甘肅慶陽“7·15”特大暴雨專業(yè)氣象服務實踐與思考*

焦美玲，韓 晶，王 娟

（慶陽市氣象局，甘肅 慶陽 745000）

全球變暖是近百年來氣候變化的重要特征之一，在此大背景下，水循環(huán)加強，極端天氣氣候和水事件變得越來越頻繁和強烈，氣候變化降低了水和能源安全[1-2]。暴雨是我國主要的氣象災害之一，可引起山洪暴發(fā)、河流泛濫，不僅沖毀農(nóng)舍和工農(nóng)業(yè)設施，甚至造成人畜傷亡。特別是短時暴雨，具有歷時短、強度大、落區(qū)分散、危害嚴重、移動迅速、局地性強等特點，更易引發(fā)山洪、泥石流、城市內(nèi)澇、農(nóng)田漬澇、滑坡等次生衍生氣象災害，每年都會造成較大的經(jīng)濟損失甚至人員傷亡。如1954 年長江特大洪水、“75·8”河南特大洪水、1998 年長江流域特大洪災、2021 年河南鄭州“7·20”特大暴雨等；甘肅省近10年發(fā)生的洪澇災害有：2010年8月8日，甘南州舟曲縣發(fā)生特大泥石流；2012 年5 月10 日，定西市岷縣發(fā)生特大冰雹山洪泥石流；2013年7月14日，慶陽市環(huán)縣樊家川短時暴雨造成突發(fā)山洪；2018 年7 月18 日，臨夏州東鄉(xiāng)縣發(fā)生暴雨山洪災害；2019 年7 月21 日慶陽市區(qū)域大暴雨等。這些，均造成了巨大財產(chǎn)損失和人員傷亡。

專業(yè)氣象服務是在常規(guī)天氣預報產(chǎn)品的基礎上，根據(jù)不同行業(yè)、不同用戶對氣象服務的特殊要求，加工提供個性化、精細化氣象服務產(chǎn)品，注重滿足用戶需求和具有針對性的服務[3-4]。通過提供氣象信息來指導行業(yè)行為[5]，從而使用戶提高工效，利用氣象產(chǎn)品獲取更多利潤，使氣象資源利用最大化。目前，72 h內(nèi)的天氣預報準確率大幅提高，如何利用天氣預報預警信息，趨利避害，創(chuàng)造更高的社會和經(jīng)濟效益，是廣大氣象工作人員為之深思的問題。針對暴雨災害過程，需要更加精準、精細化的專業(yè)氣象服務，為廣大人民生命財產(chǎn)安全提供氣象保障服務。應從社會安全角度出發(fā)，綜合行業(yè)效益，總結(jié)各行業(yè)最迫切的具體氣象服務需求，及時、精準為有關部門提供有效的氣象信息[6]，積極應對極端天氣和氣候災害對水資源開發(fā)、利用、保護、配置、調(diào)度的影響，從而為防災減災工作高效開展提供建設性意見和建議。本文通過闡述特大暴雨過程專業(yè)氣象服務工作優(yōu)劣性，指出存在的問題和發(fā)展的措施及方向，旨在為推動專業(yè)氣象服務業(yè)務的提升提供一定的借鑒。

1 慶陽市地貌特征及氣象監(jiān)測站建設

慶陽市位于甘肅省東部，地處106°20′～108°45′E、35°15′～37°10′N 之間，屬黃土高原殘塬區(qū)，厚達百余米的黃土被河流、洪水剝蝕切割，形成現(xiàn)存的高原、溝壑、梁峁、河谷、平川、山巒、斜坡兼有的地形地貌，土質(zhì)疏松，地形破碎。地勢北高南低，海拔在885～2 082 m之間，高差1 027 m，總土地面積2.71萬km2，中南部為黃土高原溝壑區(qū)，北部為黃土丘陵溝壑區(qū)，東部為黃土丘陵區(qū)。短時強降水、暴雨及以上量級的降水易造成山洪泥石流、滑坡和地質(zhì)災害等次生衍生氣象災害，水土流失嚴重，是生態(tài)環(huán)境脆弱區(qū)，也是氣候敏感區(qū)。

近年來，各級氣象部門加強了自動氣象監(jiān)測站網(wǎng)建設，特別在氣象災害易發(fā)區(qū)和人口密集區(qū)，加大布設密度，精密監(jiān)測降水空間分布，及時獲取極端雨量數(shù)據(jù)。截至目前，慶陽市共建有國家基本氣象站8個、國家地面天氣站38個、省級氣象觀測站156個，基本能夠滿足防災減災氣象基礎數(shù)據(jù)的獲取。根據(jù)不同天氣形勢下的降水特點，結(jié)合各行業(yè)需求，深化、細化專業(yè)氣象服務，切實有效提高專業(yè)氣象服務的質(zhì)量，為行業(yè)減災、部門減負貢獻行業(yè)力量。

2 “7·15”特大暴雨概況

2.1 環(huán)流形勢

2022年7月14日20時，500 hPa高空圖上，歐亞中高緯度為兩槽一脊環(huán)流形勢，中西伯利亞地區(qū)為低槽，副熱帶高壓主力西伸至35°N 附近，慶陽市地處副高外圍偏南氣流控制之下，并配合有弱的冷空氣東移；中低層700 hPa 慶陽市上游有一弱暖性低渦穩(wěn)定少動，其前部橫切在慶陽市北部，南部水汽輸送通暢，隨著東部高壓發(fā)展西伸，高低壓系統(tǒng)間氣壓梯度增大，14日夜間西南急流發(fā)展，水汽充沛；地面冷鋒在黃河沿線，慶陽市有偏東氣流；高、中、低層天氣系統(tǒng)配置有利于當?shù)貙α飨到y(tǒng)的發(fā)生發(fā)展，屬于典型的暖區(qū)暴雨[7]天氣形勢（圖1）。在此天氣背景下，低層偏南風引導急流翻越董志塬，進入相對較低海拔的黃土高原山丘、溝壑區(qū)，在黃土高原特殊地形、子午嶺小氣候圈及微地形等影響下激發(fā)對流初生。對流系統(tǒng)加強并長時間維持少動，多頻次40 mm 的短時強降水導致形成特大暴雨。

圖1 2022年7月14日20時慶陽市環(huán)流形勢配置

2.2 降雨實況及災情

2022 年7 月15 日凌晨到夜間，慶陽市8 縣（區(qū)）出現(xiàn)特大暴雨5站，大暴雨15站，暴雨33站，大暴雨集中在環(huán)縣南部、華池縣南部、合水縣西部、慶城縣中北部，均位于馬蓮河流域（圖2）。出現(xiàn)短時強降水119 站（次），最大小時降水量84.9 mm，為慶陽市全部建測站以來第3 強。6 測站12 h 降水量超過200 mm，翟家河、阜城兩鄉(xiāng)鎮(zhèn)降水量超過300 mm，翟家河達373.1 mm，創(chuàng)慶陽市有氣象記錄以來的日最強最大雨量。短時強降水高頻區(qū)、小時雨強中心及累積雨量大值中心高度重合，特大暴雨區(qū)域超過100 km2。

圖2 2022年慶陽市“7·15”特大暴雨過程降水實況

特大暴雨引發(fā)境內(nèi)馬蓮河水位暴漲，支溝野狐溝洪峰流量達到1 050 m3∕s，為百年一遇。慶陽市8個縣（區(qū)）101 個鄉(xiāng)鎮(zhèn)出現(xiàn)暴雨洪澇，馬蓮河全流域出現(xiàn)洪水。發(fā)生中小河流洪水及崩塌等地質(zhì)災害，造成慶城縣、華池縣部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)通訊中斷、停水停電、橋梁道路坍塌中斷、房屋倒塌、農(nóng)田被淹，基礎設施損失最為嚴重，直接經(jīng)濟損失達277 310.61 萬元。所幸人員轉(zhuǎn)移安置及時，未造成傷亡。

3 暴雨過程專業(yè)氣象服務

3.1 暴雨過程前

慶陽市氣象局專業(yè)氣象服務人員提前一周，對可能會出現(xiàn)的高影響天氣，開展行業(yè)影響預報專業(yè)氣象服務，提出各行業(yè)影響防范建議。根據(jù)大氣環(huán)流形勢調(diào)整，及時與省、市、縣氣象臺會商，精準確定降水量級及大降水落區(qū)，深入分析強降水天氣可能造成的行業(yè)不利影響。過程前共計為水利、公路交通、石油、煤礦、保險等部門行業(yè)制作專項氣象服務30余份，特別是將防汛關鍵區(qū)域與智能網(wǎng)格降水預報進行空間匹配，依托智能網(wǎng)格預報的水利防汛服務產(chǎn)品模板，確定可能影響到的河道、山洪溝，制作《中小河流漲水風險提示》（圖3），為高效開展暴雨災害應急處置提供氣象科技信息支撐。

圖3 慶陽市“7.15”特大暴雨過程中小河流氣象風險提示

3.2 暴雨過程中

從7月14日下午到15日上午，專業(yè)服務人員由面上服務，到對重點行業(yè)、重點工程、重點項目，實施重點提示和對點預警服務，開展重點行業(yè)的影響預報評估服務，并依據(jù)各個行業(yè)特點建立相對應的服務模式[8]，分區(qū)域、分致災程度、分行業(yè)影響有針對性地開展專業(yè)氣象服務。

3.2.1 充分發(fā)揮分區(qū)信息預警優(yōu)勢

充分利用西峰新一代多普勒天氣雷達逐6 min體掃圖（強度、速度、譜寬圖像）、周邊天氣雷達拼圖、衛(wèi)星暴雨云團、Micaps 平臺和甘肅省市縣氣象一體化業(yè)務平臺、202 個自動氣象站實況監(jiān)測等資料進行充分研判，暴雨預警信號從藍色升級到橙色，7 月15 日03 時18 分升級為暴雨紅色預警信號，業(yè)務人員無縫對接，將預警信號以最快速度傳送到各行業(yè)用戶，使專業(yè)氣象服務的分區(qū)預警優(yōu)勢得到有效發(fā)揮。

研判暴雨過程發(fā)展區(qū)域，劃分出西北部（環(huán)縣、華池、鎮(zhèn)原）、中部（西峰、慶城）、東南部（合水、寧縣、正寧）3個區(qū)域進行服務。結(jié)合各類中小尺度天氣系統(tǒng)和雷達回波強度、速度實時資料演變趨勢，自西北向東南分區(qū)預警的效果在此次專業(yè)氣象服務過程中得到很好的體現(xiàn)。特別是15 日凌晨到上午大暴雨天氣，集中出現(xiàn)在環(huán)縣南部、華池縣南部、合水縣北部、慶城縣中北部，正好涉及長慶油田某物探公司工隊施工區(qū)域，根據(jù)降水回波強度和速度移向演變，滾動發(fā)送降水預報信息，減輕施工隊的損失，得到了用戶的高度贊揚。

3.2.2 加強部門聯(lián)動

氣象預警信息更是直接決定了公路交通部門的應急響應級別和防災措施實施。專業(yè)服務人員與慶陽市公路應急搶險保障中心保持緊密聯(lián)系，快速推送預警信號、實時共享降水實況、解析雷達回波強弱、移速，以及發(fā)展方向等信息，針對環(huán)縣至慶城G211、G244 受影響國道和G22 青蘭高速部分路段，重點關注周邊區(qū)域氣象站的降水、風向風速等實況，互通情報。細致服務有效保障應急搶險工作開展以及人身安全。

與慶陽市水務局共享實時水情、雨情，開展中小河流漲水風險提示，為精準開展河道洪水、靶向預警山洪災害提供決策依據(jù)。與慶陽市地質(zhì)災害防治技術指導中心共同研判，聯(lián)合發(fā)布精細至鄉(xiāng)鎮(zhèn)（或村）的地質(zhì)災害氣象風險預警。為保險公司提前推送氣象預警信息，保險公司進一步提醒客戶，加強對危險、低洼地帶、工程施工點等場地以及外圍地域的排查力度，疏通排水系統(tǒng)，深度發(fā)揮氣象在保險理賠工作中的作用，著力將保險業(yè)務從“災后補償”向“災前控制”轉(zhuǎn)變，提升災后補償空間。

3.2.3 高影響行業(yè)重點服務

暴雨是一個主要的致災因子，對各行業(yè)的影響頗大。根據(jù)對暴雨天氣的敏感程度由重到輕依次將用戶分類，通過分行業(yè)、分區(qū)域、分人群、分時段的細致服務，使氣象服務更具有針對性。根據(jù)降水發(fā)展趨勢，重點關注馬蓮河流域的降水情況，特別是馬蓮河流域一級支流野狐溝，位于馬蓮河右岸，發(fā)源于慶城縣土橋鄉(xiāng)西掌村，流經(jīng)桐川鎮(zhèn)、翟家河鄉(xiāng)，在慶城縣三十鋪鎮(zhèn)韓灣村匯入馬蓮河。監(jiān)測到土橋、翟家河、三十鋪等站點降水量激增，及時與水利部門共享水情、雨情監(jiān)測實況，制作基于1 km×1 km區(qū)域?qū)?zhàn)精細預報及河道、山洪溝漲水氣象風險預報。

3.3 暴雨過程后

3.3.1 災情調(diào)查

降水趨于結(jié)束時，專業(yè)人員第一時間趕赴暴雨受災較重區(qū)域，進行視頻采集和實況了解。7 月15日、16日、21日3次赴慶城翟家河、土橋和華池王咀子、劉家廟等地開展災情調(diào)查，攝取現(xiàn)場實況，及時進行視頻記錄和科普宣傳10余部。制作的視頻在甘肅氣象抖音號、甘肅天氣快手號、掌中慶陽、視聽慶陽等媒體總瀏覽量達千萬以上，達到了較好的宣傳效果。

在災情調(diào)查期間，與村鎮(zhèn)網(wǎng)格長、鄉(xiāng)村氣象信息員、受災村組以及部分村民充分交流，了解受災群眾接收氣象信息情況及真正需求，及時總結(jié)專業(yè)氣象服務工作不足和短板。

3.3.2 部門協(xié)作

特大暴洪過程后，與慶陽市水務局、水文站聯(lián)合開展馬蓮河流域“7·15”暴雨洪水調(diào)查和分析，參與編寫《甘肅省慶陽市“7·15”暴雨洪水調(diào)查及特性分析研究報告》。不斷總結(jié)經(jīng)驗，共同提升能力，以期能最大程度降低河流洪水、山洪對基礎設施、周邊群眾的危害影響[9]。

3.3.3 救災服務

夏季暴雨過后，往往持續(xù)高溫高濕天氣，受地形或小微尺度天氣系統(tǒng)擾動影響，伴隨雷雨大風、雷暴等強對流天氣時有發(fā)生，給后期搶險救災工作帶來嚴峻挑戰(zhàn)。此次大暴雨造成受損國道3 條74處2.18 km、省道9 條154 處23.7 km、縣道46 條566處425.82 km、鄉(xiāng)道354 條995 處776.93 km，受損橋梁116座、涵洞430道3 776 m、邊溝299.54 km，道路清淤、道路整修等工作量非常之大，野外作業(yè)人員及設備設施安全危險等級高。據(jù)此，專業(yè)氣象服務人員深入評估大暴雨天氣的危害程度和影響，密切監(jiān)視后期天氣演變，為公路應急搶險工作人員提供逐3 h 最高最低氣溫、濕度、氣壓、風向風速、降水量、云量、能見度等氣象要素預報，以方便決策最佳施工方案和施工時間，提高工作效率，縮短施工時間，確保作業(yè)人員人身安全。

4 結(jié)論

（1）專業(yè)氣象服務人員為水利、公路、油田、煤礦、保險等部門行業(yè)開展了遞進式、精細化專項服務，有效防御了此次特大暴雨天氣過程對行業(yè)用戶的不利影響，氣象防災減災第一道防線作用凸顯。但仍不同程度造成了基礎設施等財產(chǎn)損失，說明防災減災的配套設施仍不夠完善，部分群眾的防災意識淡薄，專業(yè)氣象服務在針對性、時效性、宣傳力度等方面還亟需加強。

（2）隨著行業(yè)用戶需求提高，應做好對行業(yè)部門的宣傳、典型案例的說教，提升行業(yè)部門對專業(yè)氣象服務的重視。以不斷滿足用戶需求為導向、提升氣象預報預警精準為目標，以融合最新的計算機技術為手段，以大數(shù)據(jù)為基礎融合發(fā)展，建立專業(yè)氣象服務收入反哺業(yè)務發(fā)展機制，不斷提升氣象服務業(yè)務科技創(chuàng)新能力。

（3）專業(yè)氣象服務人員要潛心研究挖掘災害性天氣形成的機理機制，不斷完善基于智能網(wǎng)格降水預報的面雨量預報和中小流域來水量預報業(yè)務，構(gòu)建區(qū)域內(nèi)暴雨致洪氣象風險預報預警模型，開發(fā)影響預報和風險預警產(chǎn)品，開展個性化氣象服務和“直通式”的叫應服務，提升防范效率。