承德境內高速公路交通氣象服務分析

（承德市氣象局，承德市，067000） 張曉輝 譚國明 王朋朋 馮一淳 周士茹

隨著社會經濟的快速發展，我國高速公路的建設正在以前所未有的速度改變著人們的生產、生活環境，改變著經濟發展格局。但是，我國高速公路面臨的交通安全問題十分嚴峻。國內高速公路交通事故的嚴重性不能不引起我們的高度重視和思考。由于大霧天氣導致能見度降低而引發多達近百輛汽車追尾相撞的特大交通事故；因為路面的低溫、雪后濕滑結冰，車輛發生側翻，車內乘客均被摔出車外，造成群死群傷的嚴重事故；每起重大交通事故都會給我國國民經濟和人民生活帶巨大的危害。因此，研究不利天氣與高速公路交通事故的關系意義重大。康延臻等[1]通過研究高速公路交通氣象監測預報服務進展，得到以霧為主的低能見度、道路積雪和結冰、強降水等是影響高速公路安全運行的主要氣象因素；李迅等[2]通過對北京地區高速公路道面結冰特征及氣象條件的分析，得到發生降雪結冰的氣象條件是道面

溫度和氣溫均低于0℃；白永清等[3]對高速公路交通事故與氣象條件的關系進行研究，得到當高速公路沿線平均高溫超過33℃時，事故率突發增長，0～3℃的低溫災害對交通事故程度的影響較大；曲曉黎等[4]通過對惡劣天氣對河北高速公路通行影響分析，初步建立了高速公路大霧預警模型，并提出了災害天氣的交通氣象服務策略；李嵐等[5]通過分析高速公不良氣象條件及服務探討，提出高速公路氣象服務的4項措施；張金滿等[6]通過對河北省公路交通氣象災害的風險普查，得到交通部門和交管部門希望能夠獲取到霧、強降水等災害性天氣定時定點精細化預報。承德地處華北東北部，地形地貌十分復雜，承德境內高速公路交通事故發生頻率較高，尤其是與災害性天氣相關的交通事故。因此找出影響高速公路安全運營的不利氣象因子，制定防御措施，探求精細化服務方式，以期保障高速公路運營安全，提高承德地區高速交通專業氣象服務能力已迫在眉睫。

1 影響高速公路安全行駛的氣象災害分析

位于承德境內的高速公路共7 條，分別是京承（北京-承德）高速、承秦（承德-秦皇島）高速、承唐（承德-唐山）高速、承張（承德-張家口）高速、承赤（承德-內蒙古赤峰）高速、承赤高速圍場支線、承朝（承德-遼寧朝陽）高速。承德境內各高速公路所經區縣以及代表性氣象觀測站如圖1所示。

圖1 承德境內高速公路及沿線代表性氣象觀測站分布圖

高速公路交通事故發生的原因是多方面的，包括客觀的天氣氣候條件、交通環境、路政設施、主觀人為因素和交通管理等多方面因素，這里主要對氣象災害引起的高速公路交通事故進行重點討論研究。承德境內各高速公路沿線氣象災害的種類主要有低能見度災害、暴雨以及由暴雨引起的地質災害、冰雪災害、大風災害、高低溫災害等。引起這些災害的致災因子主要為霧、雨、雪、大風、高低溫等。

承德地區春季（3～5 月）是大風的多發季節，大風在使車輛行駛阻力增大，增加車輛負載，影響行車穩定性，橫風天氣出現時會引起大型貨車的側翻，還會破壞道路基礎設施如護欄、指示牌等，對高速公路行車安全造成惡劣影響。從5月開始菜單地區降水量大幅度增加，暖濕空氣加強，不穩定天氣增多，冰雹和雷暴的出現次數明顯增多。同時，隨著旅游旺季的來臨，高速公路車流量明顯上升，并易在周末形成短期客運高峰；6～8 月為承德地區氣溫最高同時也是降水量最多時段，暴雨、洪澇、高溫、冰雹和雷暴等災害性天氣都有可能在這一時段出現，高速公路交通事故發生率增加。進入11 月，冷空氣越來越強，但暖空氣還有一定勢力，冷暖空氣對峙和交鋒，常演變出大風、雨、雪等天氣。12月和1 月是遼寧省最冷的兩個月份，寒潮大風天氣出現頻繁，霧、積雪、道路結冰、低溫等會對高速公路的安全運營產生不利影響，所以極易發生交通事故。

2 承德境內高速公路氣象服務分析

災害性天氣對高速公路的影響具有時段、路段的差異性。為了使服務更具針對性，對霧、雨、雪、大風、高低溫等致災因子的歷史氣候資料進行分析。

2.1 承德境內高速公路災害性天氣的服務路段服務關鍵期的劃分

表1是影響承德境內高速公路安全運營的各類致災因子，以及這些致災因子出現的年平均量（日數、降水總量）。

承德境內的承秦高速寬城段年平均霧日數為23.3d，是霧服務的特別關鍵性路段， 服務關鍵期為6～11月；京承、承張、承赤三通高速的灤平段、承唐高速的興隆段、承秦、承唐、承赤三條高速的承德縣段年平均霧日數在16d 左右，為霧服務的關鍵性路段，服務關鍵期同樣為6～11 月；承德境內所有高速的市區路段、承朝高速的平泉段年平均霧日數在5～8d，為霧服務的次關鍵性路段，服務關鍵期為7～10 月；其他各路段年平均霧日數均低于5d，其中承赤高速圍場支線的圍場段年平均霧日數最少，僅為0.2d。

一般來說，承德市的雨季為6～8月，是降水服務的關鍵期。承秦高速寬城段、承唐高速興隆段年平均雨季降水總量在600mm以上，為雨季降水服務的特別關鍵性路段；承秦、承唐、承赤、承朝四條高速承德縣段、京承、承張、承赤三條高速灤平段年平均雨季降水總量在540mm左右，為雨季降水服務的關鍵性路段；承德境內所有高速的市區路段、承張、承赤高速的隆化段、承朝高速的平泉段年平均雨路段降水總量在510mm左右，為雨季降水服務的次關鍵性路段。其他各路段累年平均雨季降水總量均少于450mm，其中承赤高速圍場支線的圍場段年平均雨季降水總量為435mm。

道路積雪、結冰與高速路段的降雪分布有很大關系，承赤高速圍場支線的圍場段年平均降雪日數為30.4d，為降雪服務的特別關鍵性路段；京承、承張、承赤三通高速的灤平段、承唐高速的興隆段、承朝高速的平泉段、承張高速豐寧段、承張、承赤高速的隆化段年平均降雪日數為20～21d，為降雪服務的關鍵性路段；其他各路段年平均降雪日數均少于20d，為降雪服務的次關鍵性路段。承德市高速公路降雪服務的關鍵期均為11月至翌年3月。

承德境內的承張高速豐寧段年平均大風日數為19.2d，是大風服務的特別關鍵性路段，服務關鍵期為11月至翌年5月；京承、承張、承赤三通高速的灤平段、承赤高速圍場支線的圍場段、承德境內所有高速的市區路段年平均大風日數在9～13d，為大風服務的關鍵性路段，服務關鍵期為3～5月；承張、承赤高速的隆化段、承朝高速的平泉段年平均大風日數在5d 左右，為大風服務的次關鍵性路段，服務關鍵期同樣為3～5 月；其他各路段年平均大風日數均低于5d，其中承秦高速寬城段年平均大風日數最少，僅為2d。

低溫在～10～0℃承德境內高速公路各路段中，承秦高速寬城段、承唐高速興隆段年平均低溫日數85～87d，是低溫在～10～0℃服務的特別關鍵性路段，其他各路段年平均低溫日數均低于80d，其中承張、承赤高速的隆化段年平均低溫日數最少，為76.5 d，是低溫在～10～0℃服務的關鍵性路段。承德市高速公路低溫在～10～0℃為服務的關鍵期均為11 月～翌年3月。

低溫小于～10℃的承德境內高速公路各路段中，承赤高速圍場支線的圍場段年平均低溫日數最多，為103.7d，是低溫小于～10℃服務的特別關鍵路段；承張高速豐寧段、承張、承赤高速的隆化段年平均低溫日數為90～100d，是低溫小于～10℃服務的關鍵路段；承朝高速的平泉段、京承、承張、承赤三通高速的灤平段年平均低溫日數為80～90d，是低溫小于～10℃服務的次關鍵路段；承德市高速公路低溫小于～10℃服務的關鍵期均為12 月～翌年2 月。其他各路段年平均低溫日數均低于70d，其中承秦高速寬城段年平均低溫日數最少，為63.7d。

高溫大于30℃承德境內高速公路各路段中，承秦、承唐、承赤、承朝四條高速承德縣段年平均高溫日數最多，為53.5d，是高溫在30℃服務的特別關鍵性路段，承德境內所有高速的市區路段、承秦高速寬城段年平均高溫日數分別為47.6d、42d，是高溫大于30℃服務的關鍵路段；承張、承赤高速的隆化段年平均高溫日數為32.6d，是高溫大于30℃服務的次關鍵路段；承德市高速公路大于30℃服務的關鍵期均為5～9月。其他各路段年平均高溫日數均低于30d，其中承赤高速圍場支線的圍場段年平均高溫日數最少，為12.4d。

高溫大于35℃承德境內高速公路各路段中，承德境內所有高速的市區路段、承秦、承唐、承赤、承朝四條高速承德縣段年平均高溫日數分別為4.3d、4.6d，是高溫在35℃服務的特別關鍵性路段，承秦高速寬城段年平均高溫日數2.2d，是高溫大于35℃服務的關鍵路段；承張高速豐寧段、承張、承赤高速的隆化段、承朝高速的平泉段、京承、承張、承赤三通高速的灤平段年平均高溫日數為1～2d，是高溫大于35℃服務的次關鍵路段；承德市高速公路大于35℃服務的關鍵期均為6～8月。其他各路段年平均高溫日數均低于1d。

2.2 災害性天氣的預警防御措施

圖2 交通氣象服務應急管理發布流程

為了確保承德境內各高速公路交通安全運行，制定一系列針對性強、科學合理的氣象災害防御措施提高氣象保障服務質量是非常必要的。表2～表6是《高速公路交通安全運營氣象災害防御地方標準》，切實針對不同災害性天氣對高速公路交通安全運營將造成的影響提出相應的防御措施。其中各防御措施均來自氣象部門、高速公路管理部門及一線司機實際經驗與測試。

表1 影響承德境內高速公路各路段安全運營各類氣象因子的年平均量（單位：d、mm）

表4 降雪對高速公路交通安全影響及防御措施

根據上述承德境內高速公路各路段氣象災害的特征以及防御措施，承德市氣象局制定了交通氣象服務的應急管理發布的流程如圖2所示。

3 承德境內高速公路氣象服務中所存在的問題

目前，氣象部門及高速公路管理部門在高速公路沿線布設的氣象監測站點稀少，在監測災害性天氣時，有時只能靠離高速公路最近的氣象觀測站點進行觀測，出現誤差非常大，不能對高速公路沿線天氣狀況的變化及災害性天氣消亡進行準確監測[7]，利用現有的觀測資料很難制作出科學、準確的高速公路沿線氣象服務產品。因此，需要在高速公路沿線布設密度適宜的自動氣象監測站。

氣象部門應該更深層次地去研究氣象對高速公路的影響機理，以提高交通氣象預報準確率。由于能顯著影響地面交通運輸活動的只是近地面層2m內的天氣環境[8]，因此在制作高速公路氣象服務產品的時候不僅要依據宏觀天氣形勢和形成機理，還要充分考慮地形變化以及局地小氣候等情況，從而提高預測不同時空尺度天氣變化趨勢的能力，以滿足高速公路交通安全運營管理的業務需求。

表5 大風對高速公路交通安全影響及防御措施

表6 氣溫對高速公路交通安全影響及防御措施

4 結論與討論

（1）針對承德市災害性天氣對高速公路影響具有時期和路段差異性的特點，確定出霧、雨、雪、大風、高低溫等災害性天氣服務路段和關鍵期。

（2）制定《高速公路交通安全運營氣象災害防御地方標準》，以切實針對不同災害性天氣對高速公路安全運營將造成影響提出相應的防御措施，并制定了承德市氣象局交通氣象服務應急管理發布的流程。

（3）做好高速公路氣象服務需進一步開展氣象對高速公路影響機理的研究，建立高速公路沿線氣象站監測、信息接收系統，并加強與高速公路管理部門的合作與信息共享。