2015—2016年濟陽縣氣象災害預警信號質量檢驗

劉新彥 孫小麗 王華

摘要：對濟陽縣2015 — 2016年預警信號分時段進行質量檢驗。結果表明，各時段TS評分雷電最高，暴雨次之，大風最低；預警時間提前量大風稍高，暴雨次之，雷電最低；總體上質量檢驗TS評分2015年較2016年略偏高，預警時間提前量2016年較2015年有所提高。

關鍵詞：氣象災害；預警信號；質量檢驗

中圖分類號：P429 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2018）12-0048-03

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2018.12.013

Abstract： The quality inspection of the early warning signal in Jiyang county from 2015 to 2016 was conducted. The results showed that the thunder TS scores were the highest in each period，followed by the rainstorm followed by the lowest gale. The early warning time of the gale was slightly higher，the rainstorm was second，and the thunder was the lowest； Overall quality test TS score was slightly higher in 2015 than 2016，and early warning time was raised in 2016 years earlier than in 2015.

Key words： meteorological disasters； warning signal； quality inspection

氣象災害占中國自然災害的70%以上，平均每年氣象災害造成的直接經濟損失占中國GDP的3%～6%，70%的農業災害來自氣象災害[1-3]。2011年《國務院辦公廳關于加強氣象災害監測預警及信息發布工作的意見》指出，加強氣象災害預警信號發布工作是防災減災工作的關鍵環節，是防御和減輕災害損失的重要基礎。2015年《國家突發事件預警信息發布系統》正式運行，為了加強預警信號業務管理，促進預警信號質量提高，中國氣象局對縣級發布的暴雨（雪）、大風、雷電、冰雹、大霧和霾等七類預警信號進行質量檢驗。掌握預警信號分布規律和發布時機對進一步提高預警信號的準確性和時效性有很大幫助，并可以進一步提升氣象服務效益[4-6]。黃歸蘭等[7]就預警信號分布特征進行了研究；胡永松等[8]、肖偉軍等[9]對預警信號發布策略進行了探討；李海鷹等[10]、徐穎等[11]、吉莉等[12]就預警信號時效、效益方面進行論述。前人的研究大多未涉及預警信號的質量檢驗，因此選取濟陽縣2015 — 2016年預警信號資料進行質量檢驗，結合歷年完整的實況觀測資料，以期找到氣象災害預警信號分布特征和亟待提高環節，為提高預警信號質量、凸顯氣象服務社會效益提供參考和幫助。

1 資料與方法

1.1 資料來源

選取濟陽縣為檢驗單元，氣象災害資料選取濟陽縣氣象局2004 — 2016年期間已發布預警信號或實況達到了預警信號發布標準的觀測資料，預警信號質量檢驗選取樣本比較完整的2015 — 2016年資料。大霧和霾山東省暫不檢驗，故只統計暴雨（雪）、大風、雷電、冰雹5類災害性天氣資料。

1.2 研究方法

1.2.1 質量檢驗規則 預警信號質量檢驗以縣（區）為檢驗單元，當發布預警信號或實況達到了預警信號發布標準時均需要進行檢驗。雷電和冰雹預警信號的級別與災害性天氣過程強度是否準確對應只做不分級檢驗，其他預警信號不同級別與災害性天氣過程強度是否準確對應需要做所有級別檢驗。災情實況已出現考慮過程將持續時發布的預警信號，如果預警信號在實況出現后30分鐘內發布，記為預警信號正確，提前時間記為0；否則，記為實況所對應的預警信號漏報，預警信號不正確時提前時間記為0。

1.2.2 質量檢驗內容 質量檢驗內容包括預警信號的準確性和時效性。預警信號的準確性是指實際發生的災害性天氣嚴重程度與發布預警信號的對應情況，準確性檢驗指標有TS評分、空報率FAR、漏報率PO和命中率POD。預警信號的時效性是指預警信號發布時間相對災害性天氣發生時間的提前量，檢驗指標有準確預警的時間提前量T1、預警的時間提前量T2和有效預警的時間提前量T3。NAk為預報正確次數，NBk為空報次數，NCk為漏報次數；K為預警信號級別，一般為1～4級，Ⅳ級（一般）、Ⅲ級（較重）、Ⅱ級（嚴重）、Ⅰ級（特別嚴重）依次用藍色、黃色、橙色和紅色表示；C代表預警信號的提前時間，時間單位為分鐘。

1.2.3 質量檢驗方法

1）準確性。準確性檢驗指標有TS評分、空報率、漏報率和命中率。計算公式如下。

2 結果與分析

2.1 氣象災害和預警信號統計

2004 — 2016年出現氣象災害性天氣合計477次（圖1）。其中暴雨、大風和雷電所占比例分別為10%、30%和58%，三者合計所占比例為98%；冰雹和暴雪合計所占比例為2%。暴雨、大風和雷電災害對人民日常生活和農業生產帶來的影響比較直接，三者出現的頻次和比重都比較高，預警信號質量檢驗選取暴雨、大風和雷電進行統計分析。暴雨天氣共計出現49次，其中6、7、8月所占比例分別為19%、38%和31%，3個月合計所占比例為88%；大風天氣共計出現143次，其中3、4、5、6月所占比例分別為15%、24%、11%和15%，4個月合計占比65%；雷電天氣共計出現278次，其中6、7、8月所占比例分別為21%、29%和28%，3個月合計占比78%。2015—2016年發布預警信號合計71次，其中暴雨、大風和雷電所占比例分別為8%、34%和55%，三者合計所占比例為97%。

2.2 暴雨預警信號質量檢驗

2015 — 2016年濟陽縣共計發布暴雨預警信號6次，其中正確5次，空報1次，漏報0次。暴雨預警信號全部集中在6 — 8月，與暴雨災害分布特征基本一致。只有2015年8月為暴雨黃色預警信號，其余都是暴雨藍色預警信號。

按照質量檢驗方法對2015 — 2016年期間暴雨預警信號進行不同時段質量檢驗（表1），各時段質量檢驗命中率都為100%，漏報率都為0。6月TS評分和T1、T2和T3較7、8月明顯偏低， 7月TS評分和T1、T2和T3最高。年度檢驗2015年TS評分較2016年稍高，2016年T1、T2和T3較2015年有所提高。暴雨天氣絕大部分集中在6 — 8月，對于濟陽縣而言，在主汛期要密切關注暴雨天氣，天氣形勢、物理量場達到暴雨指標可考慮發布暴雨藍色預警信號；水汽充沛、雨強較大、持續時間較長等非常有利的天氣形勢下，可以考慮適時發布更高一級暴雨預警信號。

2.3 大風預警信號質量檢驗

2015 — 2016年濟陽縣共計發布大風預警信號24次，其中正確18次，空報6次，漏報0次。3 — 6月合計發布15次，占所有大風預警信號的62.5%，預警信號時間上的分布和大風災害性天氣分布特征基本一致。2016年11月發布一次大風黃色預警信號，其余都是大風藍色預警信號。

按照質量檢驗方法對2015 — 2016年期間大風預警信號進行不同時段質量檢驗（表2），各時段質量檢驗命中率都為100%，漏報率都為0。一、二季度TS評分較三、四季度明顯偏低，第一季度T1、T2和T3最高，第三季度T1、T2和T3最低。大風災害比較集中的3 — 6月，2015年TS評分和預警時間提前量較2016年稍高；年度質量檢驗TS評分2015年較2016年稍微偏低，2016年T1、T2和T3明顯增加。

上半年大風天氣出現次數較多，春季又是易發旱災和火險時間段，為保證氣象服務效果造成部分大風預警信號空報，即一、二季度TS評分稍低；7、8月多雷雨大風天氣，天氣形勢多變且持續時間較短，造成大部分預警信號是實況發生后發布，提前時間只能記為0，造成第三季度T1、T2和T3最低。對于濟陽縣而言，在3 — 6月要密切關注大風天氣，適時發布大風藍色預警信號；如果南高北低氣壓場明顯、氣壓梯度較大，雷達資料MARC、弓形回波特征明顯等[13]，特別是出現在6月時可提前直接發布大風黃色預警信號。

2.4 雷電預警信號質量檢驗

2015 — 2016年濟陽縣共計發布雷電黃色預警信號39次，其中正確38次，空報1次，漏報0次。6—8月合計發布31次，占所有雷電預警信號的79.5%，3個月合計占比79%，預警信號時間上的分布與雷電災害分布特征基本一致。

按照檢驗方法對2015 — 2016年雷電預警信號進行不同時段不分級檢驗（表3），各時段質量檢驗命中率都為100%，漏報率都為0。6 — 8月質量檢驗2015年TS評分較2016年偏高，2015年T1、T2和T3較2016年偏低。年度質量檢驗2015年TS評分較2016年偏高，2016年T1、T2和T3較2015年略有提高。

雷電天氣大部分集中在6 — 8月，規則要求雷電預警信號不考慮強度對應關系只做不分級質量檢驗。對于濟陽縣而言在主汛期要密切關注雷電天氣，天氣形勢有利、雷達反射率-10 ℃（-20 ℃）高度上出現大于等于40 dBz（25 dBz）的反射率可考慮發布雷電預警信號[14]。

3 小結與討論

1）濟陽縣災害性天氣以暴雨、大風和雷電為主，三者合計占所有災害性天氣的98%。暴雨和雷電天氣主要集中在6—8月，大風天氣以3—6月居多。

2）暴雨預警信號6月TS評分較7、8月偏低，預警時間提前量逐年上升。大風預警信號TS評分上半年較下半年偏低，第三季度預警時間提前量最低，整體上TS評分在60%～70%，預警時間提前量逐年上升。雷電預警信號TS評分較高，但預警時間提前量在分時段質量檢驗中較暴雨和大風偏低。總體上質量檢驗TS評分2015年較2016年略偏高，預警時間提前量則2016年較2015年有所提高。

3）預警信號在時間上的分布和災害性天氣分布特征保持基本一致，在實際工作中可以據此有的放矢地關注相關預警信號的發布事宜，逐步提高大風預警信號TS評分和雷電預警信號時間提前量。

由于預警信號統計樣本稍少，準確性和時效性規律特征不是非常明顯，隨著樣本數量的增加可以做進一步的統計分析。質量檢驗規則規定“實況已出現后30 min內發布預警信號記為正確，提前時間記為0”，容易出現為提高TS評分而推遲預警信號發布時間，造成沒有漏報且空報非常少的現象；準確性指標較好但時效性較差，對于做好地方氣象服務沒有特別明顯利好。實際工作中還應該逐步提高預報和分析判斷能力，結合氣象災害分布特征做好預警信號發布工作。

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