地市級氣象風險指數(shù)服務需求分析

馮德花，張 文，嚴直慧，朱 緯

(云南省文山壯族苗族自治州氣象局，云南文山 630000)

氣象服務是氣象工作的出發(fā)點和歸宿點，目前氣象部門在公眾氣象和決策氣象服務方面效果較好，但專業(yè)氣象服務對象不明確，產(chǎn)品單一和固定化成為制約公共氣象服務的重要因素，單一的基礎性的服務由于缺乏特色和針對性，已經(jīng)很難滿足個性化及群體差異化需求。2013年全國省級氣象局公共氣象服務調(diào)研結(jié)果表明，公共氣象服務中的決策服務和公眾服務能力比較好，專業(yè)氣象服務是“短板”，提高公共氣象服務水平要從提高專業(yè)氣象服務著手。我國多個省份已經(jīng)開始探索和研究氣象風險指數(shù)與保險相結(jié)合的專業(yè)氣象服務，2014年國務院發(fā)布了《國務院加快發(fā)展現(xiàn)在保險服務業(yè)的若干意見》將保險機制納入國家的災害事故防范救助體系，并且鼓勵開發(fā)天氣指數(shù)保險等新興產(chǎn)品和服務，中國氣象局在推進氣象建設中也要求各地氣象部門積極探索新方法新機制，提高氣象服務能力和社會效益。上海和安徽等地已經(jīng)率先與保險業(yè)開展合作，形成了“氣象數(shù)據(jù)+保險理賠”的合作模式；安徽、浙江等地在水稻、小麥以及柑橘等方面開展了農(nóng)業(yè)氣象指數(shù)保險研究。截至 2014年，全國正在實施和預備實施的天氣指數(shù)保險品種有9 種，為專業(yè)氣象服務進一步拓寬新思路和空間。

目前國外氣象服務的模式比較豐富和成熟，以美日模式、英澳模式以及新西蘭的商業(yè)氣象發(fā)展模式較為成熟。1997年天氣指數(shù)保險在美國運行成功,主要保障因為氣候變化導致的需求變動而引起的財務風險；在加拿大天氣指數(shù)保險用于防止因為降雨量少而導致的奶制品產(chǎn)出量下降的風險；墨西哥主要是開發(fā)天氣指數(shù)保險的衍生產(chǎn)品用于在二級市場上流通。天氣指數(shù)保險因極大地分散了風險而得到推廣運用，雖然處于尚未成熟的階段，但其為氣象服務拓寬了服務理念和思路，進一步提高了專業(yè)氣象服務能力，也提高了氣象服務的社會價值。

云南省目前在農(nóng)業(yè)氣象、交通氣象、水利服務氣象、環(huán)境氣象和旅游氣象等專業(yè)服務方面都有豐富的預報產(chǎn)品[1]，文山州在電力氣象和煙草氣象服務方面也有所突破，但產(chǎn)品多以天氣預報為主導，針對行業(yè)更細化的市場服務產(chǎn)品并不多。筆者分析當?shù)匦袠I(yè)氣象風險指數(shù)需求情況，綜合參照國內(nèi)外運用經(jīng)驗，從社會需求角度出發(fā)，綜合行業(yè)效益，總結(jié)各行業(yè)最迫切需要的具體氣象風險指數(shù)，為氣象服務市場需求與專業(yè)氣象產(chǎn)品之間搭建橋梁，為當?shù)貙I(yè)氣象服務提供參考借鑒，進一步促進專業(yè)氣象服務能力的提高。

1 氣象風險指數(shù)服務現(xiàn)狀及服務方式調(diào)查分析

隨著氣象服務的需求不斷增加，需求呈現(xiàn)多樣化、精細化的特點，不僅表現(xiàn)在對氣象服務的需求量上，還表現(xiàn)在對氣象服務能力的需求上。這就要求氣象部門在做好公眾服務和決策服務的同時提高專業(yè)服務能力，向社會各行各業(yè)提供針對不同專業(yè)領(lǐng)域所需要的專業(yè)氣象服務。20 世紀 90 年代，國外已開始天氣指數(shù)方面的研究，近年來國內(nèi)學者在天氣指數(shù)研發(fā)方面也進行了探索。

1.1基于單一服務對象的氣象風險指數(shù)服務分析

1.1.1農(nóng)業(yè)氣象風險指數(shù)服務。我國是農(nóng)業(yè)大國，而農(nóng)業(yè)又是風險產(chǎn)業(yè)，主要的自然災害中70%是農(nóng)業(yè)氣象災害。廣東省2013年公眾調(diào)查分析結(jié)果表明，農(nóng)村、農(nóng)業(yè)年均氣象服務支付意愿人數(shù)占68.8%，支付額25元/a以上，無論是人群需求量還是支付意愿均為受調(diào)查人員中的最高。進行農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的氣象災害風險評估，特別是定量化的風險管理服務很有必要。

目前針對單災種的農(nóng)業(yè)氣象災害風險評估研究較為常見且取得了不少成果，但針對多災種的農(nóng)業(yè)氣象災害風險評估研究成果甚少。近年來，國內(nèi)很多學者對水稻、小麥、煙草、柑橘等作物的氣象風險進行了研究，進一步將氣象風險指數(shù)和保險相結(jié)合的創(chuàng)新模式拓寬專業(yè)氣象服務渠道的服務方式。談豐[2]對福建龍巖市煙葉種植中面臨的霜凍和暴雨洪澇氣象災害，運用氣象要素統(tǒng)計分析法、層次分析法進行指數(shù)設計，并利用地理信息系統(tǒng)進行風險評價和區(qū)劃，結(jié)合當?shù)貙嶋H策劃指數(shù)保險產(chǎn)品在當?shù)氐耐茝V方案。操筠[3]結(jié)合煙草生育期模型模擬不同移栽期的逐日生長過程，統(tǒng)計分析湖北恩施地區(qū)不同生育期所遭受的主要4種氣象災害(低溫冷害、高溫熱害、連陰雨和暴雨)，并結(jié)合煙草產(chǎn)量氣象災害風險指數(shù)實現(xiàn)恩施煙區(qū)的氣象災害風險區(qū)劃。吳利紅等[4]利用臺風、暴雨洪澇、干旱、秋季低溫等造成的浙江晚稻產(chǎn)量平均減產(chǎn)率等，構(gòu)建了農(nóng)業(yè)氣象災害綜合風險指數(shù)。婁偉平等[5]根據(jù)降水量、風力計算杭州市余杭區(qū)各自然村單季稻遭受暴雨災害的減產(chǎn)率，結(jié)合區(qū)域產(chǎn)量和氣象指數(shù)優(yōu)點設計的氣象理賠指數(shù)。楊太明等[6]研究了安徽省長豐縣水稻高溫熱害保險天氣指數(shù)。李亞春等[7]利用常規(guī)氣象觀測資料、農(nóng)業(yè)氣象觀測資料和冬小麥產(chǎn)量資料，構(gòu)建了小麥低溫凍害指標。

1.1.2電力氣象風險指數(shù)服務。自然災害是影響電網(wǎng)系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行第二大因素，做好電網(wǎng)氣象災害風險的防范工作成為當今電力部門一項非常重要的工作。郭慶偉[8]對導致電網(wǎng)損害的雷電、干旱、低溫、大風、暴雨等進行電網(wǎng)氣象災害風險的定量分析，通過相關(guān)活動的啟動進行指標量化，建立了預報-預警-預控觸發(fā)模式指標關(guān)系。張新軍等[9]采用專家調(diào)查法對影響新疆地區(qū)風電行業(yè)的風速、低溫、高溫、降雪、閃電雷暴、沙塵天氣等氣象要素的氣象服務效益進行量化評估，為今后風電氣象服務的發(fā)展方向提供參考。洪國平等[10]研究表明，湖北省夏季電負荷重的氣象敏感負荷與氣溫、相對濕度以及風等氣象要素的氣象敏感負荷條件指數(shù)相關(guān)，進一步建立了二者之間的多項式預測關(guān)系模型，用于湖北省夏季電力氣象服務工作。

1.1.3森林火險氣象風險指數(shù)服務。牛若蕓等[11]研究表明，澳大利亞的森林火險指數(shù)(IFFD指數(shù))在云南總體應用效果最好。楊海光等[12]應用玉溪市氣象觀測歷史資料，通過主成分分析得出溫度、空氣濕度、日照、無降水日數(shù)是影響森林火災的主要因子，并計算出玉溪地區(qū)森林火險氣象指數(shù)。

1.1.4交通旅游氣象風險指數(shù)服務。交通是對氣象條件高敏感的行業(yè)，公路交通的安全運行與天氣條件密切相關(guān)，雨雪天氣、大風、大霧、道路結(jié)冰等各種不利天氣情況及其引發(fā)的次生災害是造成交通事故的重要因素之一。沈萍月等[13]通過對高速公路交通氣象服務所需的常規(guī)地理信息和相關(guān)氣象數(shù)據(jù)進行分析和整理，用插值算法將能見度、降水、溫度、風速等氣象要素進行了空間化處理，基于GIS對氣象要素在高速路段上的投射技術(shù)進行研究，并對交通氣象服務技術(shù)的應用進行了探討，形成了交通氣象指導預報產(chǎn)品，改善了交通氣象服務的效果。

1.1.5地質(zhì)災害氣象風險指數(shù)服務。王裕琴等[14]將降雨作為地質(zhì)災害的主要誘發(fā)因素，在分析了云南省地質(zhì)環(huán)境條件、降雨與地質(zhì)災害的關(guān)系后建立地質(zhì)災害敏感性指數(shù)和降雨誘發(fā)指數(shù)，將全省劃分為 11 個預警區(qū)，建立了特定地質(zhì)環(huán)境條件下地質(zhì)災害氣象風險預警模型，在此基礎上，應用 GIS 空間分析技術(shù)開發(fā)研制了云南省地質(zhì)災害氣象風險預警系統(tǒng)，并于 2014 年汛期投入業(yè)務正式運行。

1.2基于單一氣象風險的氣象風險指數(shù)服務分析基于氣象因子的氣象指數(shù)分類主要有臺風、洪澇、低溫冷害、高溫熱害、霜凍、連陰雨、暴雨等。王文芳[15]結(jié)合洪水災害的成因及淹沒特征，對我國洪水指數(shù)保險的指數(shù)進行了設計，以湖南省臨澧縣為實證對象，選取了降水量、氣溫和洪水最大流量3個主要致災因子建立洪水指數(shù)保險的指數(shù)模型。尹宜舟等[16]以福建省連江縣為試點，依據(jù)連江縣臺風災害及臺風活動特征，結(jié)合連江站相關(guān)氣象數(shù)據(jù)及概率分布，建立了廣義的臺風災害氣象指數(shù)。

2 文山州氣象風險指數(shù)服務需求分析

2.1氣象服務存在的問題文山州單點性區(qū)域性暴雨、大風、冰雹、雷暴等強對流天氣突出，冬季受昆明準靜止鋒影響，寒潮、低溫冷害等天氣明顯。由于天氣影響系統(tǒng)多，地形復雜，預報預測難度大，加劇氣象服務難度。目前服務產(chǎn)品有中短期天氣預報、氣候預測、重要天氣消息、專題天氣報、天氣快訊、農(nóng)氣旬月報、災害性天氣預報預警、聯(lián)合國土局發(fā)布的地質(zhì)災害氣象風險預報，以及向電力、煙草、通訊、水利、環(huán)保、消防等單位提供的各類預報預警產(chǎn)品。服務方式主要有電視、廣播、網(wǎng)絡、手機短信、報紙等。產(chǎn)品在尋求突破，方式在增加，但服務產(chǎn)品、服務方式、服務觀念以及服務意識與其他地市氣象部門相比還有不少差距。當前建立的自動雨量站和山洪站覆蓋面有限，監(jiān)測能力薄弱遠遠不能滿足精細化預報和專業(yè)服務需求，數(shù)據(jù)的可靠性也成為影響專業(yè)氣象服務的重要因素。服務產(chǎn)品大多以常規(guī)氣象資料和天氣預報預警為主，缺乏深加工，特別是缺乏一些定量化的、有針對性的服務。有些氣象服務產(chǎn)品多年未變，科技含量不足，服務質(zhì)量不高，服務深度和廣度不夠。氣象服務與行業(yè)需求聯(lián)系不夠密切，部門聯(lián)動機制不健全，服務的專業(yè)性不突出。近年來，文山州氣象局與煙草、電力等部門都有合作，定期或不定期提供專業(yè)氣象服務，但服務空間還有待進一步提升，如何創(chuàng)新服務產(chǎn)品貼合行業(yè)服務需求將是未來專業(yè)服務探索的方向。

2.2氣象風險指數(shù)服務需求

2.2.1農(nóng)業(yè)氣象風險指數(shù)服務需求。氣象災害是文山州農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的主要自然災害，農(nóng)業(yè)、農(nóng)村、農(nóng)民對氣象服務需求最為強烈，面對未來的氣候變化，農(nóng)業(yè)風險也越來越大，農(nóng)業(yè)氣象災害風險研究既是熱點也是重點，農(nóng)業(yè)氣象災害風險的預測和評價將向著綜合化、定量化方向快速發(fā)展。

文山是三七的原產(chǎn)地，種植面積和產(chǎn)量均占全國的90%以上，氣象條件對三七的產(chǎn)量和質(zhì)量都有著重要影響。有研究表明，影響三七中有效成分的主要氣象因子是1月降水量和年溫差，年溫差11 ℃左右是優(yōu)質(zhì)三七產(chǎn)出的適宜氣溫條件；日平均氣溫在21 ℃左右波動,但晝夜溫差大的雙重特點,有利于多糖的積累；全生育期無日最高氣溫≥ 33 ℃的高溫危害,對形成優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)三七十分有利[17-18]。三七生長時期的日照時數(shù)、日照百分率以及降雨量也是影響三七的重要氣象條件。雖然對三七生長和品質(zhì)有影響的氣候條件有部分研究，但目前對影響其品質(zhì)和生長的氣象風險方面研究較少，三七作為文山的特色產(chǎn)業(yè)，開展三七種植過程中的氣象風險定量化的氣象指數(shù)專業(yè)服務將有利于文山三七種植業(yè)發(fā)展。

文山作為云南省重點發(fā)展的4個新煙區(qū)之一，大部分地區(qū)充足的日照、適宜的溫度和降雨量以及無霜期長都是優(yōu)質(zhì)煙葉生長需要的氣候條件。文山煙區(qū)烤煙氣候適宜性研究表明[19]，文山州各植煙縣市均為最適宜或適宜烤煙氣候區(qū)，其中廣南烤煙適宜性指數(shù)最高；大部地區(qū)大田后期日照典型偏少、氣溫偏低和多雨特點可能是該州煙葉以“清香型”風格為主的根本原因。文山州氣象部門和煙草部門的合作多以提供氣象產(chǎn)品為主，結(jié)合烤煙種植中影響煙葉品質(zhì)的氣象風險研究幾乎是空白。烤煙氣候適宜性或風險研究多以縣級區(qū)域站氣象資料為基礎，其研究的精細化程度還有待提升，隨著近年來監(jiān)測站點覆蓋面加大，為文山州氣象局開展烤煙種植氣候的精細化研究提供有利條件，進一步將影響烤煙產(chǎn)量和品質(zhì)的氣象風險進行指數(shù)化服務將大大提高文山州專業(yè)氣象服務能力。

2.2.2電力氣象風險指數(shù)服務需求。文山州地形復雜，氣候垂直變化大，暴雨、雷電、大風、覆冰等給電網(wǎng)系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行帶來危害的氣象災害時有發(fā)生，做好電網(wǎng)氣象風險防范工作是電力部門的重要工作之一。氣象預報預警是防范氣象因素導致電網(wǎng)故障的重要措施，但缺乏迅速準確的氣象災害風險等級識別將會導致應急預警指導不足、應急措施不到位，影響電網(wǎng)安全運行。從氣象服務角度來看，文山州目前還沒有系統(tǒng)甄別影響電網(wǎng)安全運行的災害性天氣，搭建針對電網(wǎng)的專業(yè)服務平臺，將重要天氣預報信息與電網(wǎng)相關(guān)數(shù)據(jù)建模，建立電力氣象風險預警指數(shù)，能夠開拓氣象部門在電力系統(tǒng)服務的新領(lǐng)域，提供可靠的氣象數(shù)據(jù)，能夠有效提高電網(wǎng)企業(yè)對氣象災害的應對能力，避免或者減少氣象災害造成的損失。目前文山州在雷電、暴雨和高海拔山區(qū)覆冰等天氣對電力安全影響風險方面的需求最為強烈。

2.2.3其他氣象風險指數(shù)風險服務需求。文山州的地質(zhì)災害主要以地質(zhì)災害發(fā)生前5 d的累積雨量為基礎，將地質(zhì)氣象災害風險分為5級，其缺乏考慮地質(zhì)環(huán)境背景條件，存在一定量的漏報空報。云南省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測院綜合考慮地質(zhì)災害敏感指數(shù)和降雨誘發(fā)指數(shù)建立的地質(zhì)災害氣象風險預警指數(shù)[20]值得文山州借鑒參考，制作相關(guān)產(chǎn)品來提高氣象服務水平。文山州森林火險風險運用的仍為早期指標，針對氣候和火險發(fā)生趨勢的變化做出相關(guān)的總結(jié)調(diào)整，建立更為可靠的森林火險氣象指數(shù)將是未來服務的一項重要工作。面對各行各業(yè)更精細化的專業(yè)需求，文山州氣象風險指數(shù)服務工作任重道遠。

3 地市級氣象風險指數(shù)服務需求的思考

提高氣象要素綜合觀測能力和精細化預報水平是基礎。無論是高原特色農(nóng)業(yè)的發(fā)展還是基礎電網(wǎng)安全的維護，都需要觀測數(shù)據(jù)作為基礎研究，加大布點密度，特別是加大建立農(nóng)業(yè)氣象觀測點等一批專業(yè)氣象觀測點，保證觀測數(shù)據(jù)質(zhì)量，建立可靠安全的數(shù)據(jù)庫為氣象服務提供數(shù)據(jù)基礎。不斷提高精細化預報預警能力，針對行業(yè)需求提供豐富的指數(shù)服務產(chǎn)品，擴寬服務渠道，讓不同行業(yè)享受到更高效專業(yè)的氣象服務。

建立專業(yè)的技術(shù)隊伍，尋求多方合作創(chuàng)新服務產(chǎn)品滿足行業(yè)需求是關(guān)鍵。氣象風險研究是一個系統(tǒng)的研究，不同服務對象或者不同地區(qū)的同一服務對象其需求都有可能不一樣。氣象風險指數(shù)的建立不僅需要專業(yè)的氣象知識，同時也需要了解服務對象的特點，加強部門合作溝通，及時了解服務需求，開發(fā)運用性較強的氣象風險指數(shù)服務產(chǎn)品是提高服務的關(guān)鍵。

氣象風險指數(shù)服務效益評估是專業(yè)服務持續(xù)創(chuàng)新發(fā)展的推動力。氣象服務需求隨著社會發(fā)展在不斷加大，建立有效的服務效益評估體系才能取長補短，通過評估來發(fā)現(xiàn)風險指數(shù)產(chǎn)品在服務中的不足，不斷進行修訂和完善，進而不斷去優(yōu)化和創(chuàng)新更具運用性的產(chǎn)品。

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