浙江省近3 a氣象類災害預警信息特征

方楠，黃清瀚，丁雨鑫，史珩瑜

(浙江省預警信息發布中心，浙江 杭州 310017)

浙江省由于受季風氣候影響，加上特殊的自然地理條件，是全國受氣象災害影響最嚴重的省份之一[1]，常呈現短時間局地性強降雨集中的特征，由強降雨引發的次生災害發生最為頻繁。浙江省易受臺風和“七山一水兩分田”概貌的影響，地質環境條件復雜，境內山丘區小流域、山洪溝和泥石流、滑坡、山體崩塌隱患點眾多，因此，由氣象災害誘發的地質、海洋、農業等災害頻繁，分布范圍廣、災害程度重，直接影響人民群眾的生命安全和生產、生活，以及社會穩定。

氣象災害預警信號是指由氣象主管機構所屬的氣象臺(站)為有效防御和減輕突發氣象災害而向社會發布的預警信息。浙江省氣象災害預警信號分為臺風、大風、暴雨、暴雪、寒潮、低溫、霜凍、道路結冰、冰雹、高溫、干旱、雷電、大霧、霾14類[2]。氣象災害預警信號發布與傳播工作，對增強全民防災減災意識，有效防御和減輕氣象災害，保護人民生命財產安全有積極作用。氣象預警信息有別于氣象預報，氣象預警在發布機制上更加嚴謹，一般在可能出現災害前24 h發出，所以氣象預警信息能從很大程度上反映出某地發生氣象災害風險大小，具有潛在分析價值。浙江省氣象類災害預警信息采用屬地化發布模式，由縣區一級氣象部門發布當地氣象災害預警信息，縣區一級沒有成立氣象部門的由市一級發布。本研究選取浙江省近3 a的(2016年7月至2019年6月)全部預警信息數據作為研究樣本，分析近3 a來浙江省氣象類災害預警發布情況，進而得出全省氣象類災害風險的分布特征。

1 材料與方法

1.1 數據來源

國家突發事件預警信息發布系統(以下簡稱“國突系統”)是國家突發事件預警信息權威發布系統，是政府應急部門和社會公眾獲取預警信息的主要渠道[3]。系統主要依托中國氣象局現有信息化基礎設施和信息發布渠道，分國家級、省級、市級3級部署，縣級依托市級系統，作為獨立的預警發布單位，實現了預警信息的逐級備案。2013年國突系統開始在浙江部署，2015年開始正式業務化運行，成為最權威的預警信息發布渠道和數據匯總中心[4]。本研究從國突系統中選取2016年7月至2019年6月的全部預警信息數據(不含解除預警)作為研究樣本，分析近3 a來浙江省災害預警發布情況。

1.2 數據說明和訂正

國突系統中每條預警信息都以CAP (common alerting protocol)通用警報協議的形式進行封裝和傳輸[4]。預警信息的所有內容都被記錄在數據包的各定義字段中，省級國突系統通過解析CAP數據包入庫的形式備份全省所有預警信息。本研究從省級國突系統數據庫選取6項數據字段用于分析：發布單位為發布該預警的單位名稱，如杭州市氣象局；發布時間指該預警正式發布的時間(北京時間)，例如2016-07-02T16:30:00；機構代碼由6位行政區編碼和7位機構編碼組成，例如33010041600000；災種類型是由CAP數據規范規定的災種編碼，每個災種對應唯一的災種編碼，例如11B14；預警級別是反映本次預警的嚴重等級，從低到高一般分為藍色、黃色、橙色和紅色；預警標題是對預警信息的高度提煉，也是預警信息的重要組成部分，例如杭州市氣象局發布雷電黃色預警。

通過上述6項要素可以全面掌握各預警的發布時間、地區和事件。此外，本研究根據浙江省預警信息發布中心發布的《浙江省國家突發事件預警信息發布業務質量通報》，對錯誤預警信息進行了訂正，使數據樣本更加科學可靠。

1.3 分析方法

通過對上述數據的收集和修訂，本研究中選用的2016年7月至2019年6月期間，浙江省共發布各類預警信息(不含解除預警)共16 145條。根據《浙江省氣象災害預警信號發布與傳播規定》的規定：浙江省氣象災害預警信號分為臺風、大風、暴雨、暴雪、寒潮、低溫、霜凍、道路結冰、冰雹、高溫、干旱、雷電、大霧、霾14類。將數據分為兩類：(1)14類氣象災害預警作為氣象類災害預警，共計15 206條，占比94.2%，干旱、低溫兩類預警在本次研究的時段未出現；(2)其他災害作為非氣象類災害預警，共計939條，占比5.8%。本研究重點分析氣象類災害預警，一是因為其占比大，接近全部預警信息的95%；二是氣象類預警均有氣象部門負責發布，業務體系成熟具有分析價值；三是浙江省氣象類預警均采用屬地化發布模式，避免了預警信息重復計算。

根據預警信息字段，從“發布時間”字段中可以提取逐年、逐月、逐日、逐時的預警信息；從“機構代碼”字段中可以提取預警發布的地區，即視為災害影響地區；從“災種類型”字段可以提取每條預警信息的災種；從“預警級別”字段中可以提取每條預警的影響級別。通過這些要素分析研究時間范圍內的全部預警信息。

2 結果與分析

2.1 總體情況

從2016年7月至2019年6月浙江省全部氣象類災害預警分析來看，浙江省氣象類災害預警的高發期為每年的6月至9月，與浙江省汛期吻合，其中單月預警量最多的7月份，占全年預警數量的21.2%；10月是全年預警最少的月份，占全年預警數量的3.5%(圖1)。

圖1 浙江省各月氣象類預警信息發布數量

從災種類型(圖2)上看，浙江發布的氣象類災害預警可分為3檔，第1檔為暴雨和雷電，二者占比分別為23.5%、21.4%；第2檔為大霧、大風和高溫，占比分別為16.8%、13.6%、12.7%。發布最少的災種是冰雹，占比0.2%。

圖2 浙江省各類氣象災害預警發布比例

2.2 浙江省氣象類災害預警的逐月變化

通過對比逐月各氣象類災害預警發布情況可以看出：全年對浙江均有影響的氣象類災害為大風，其原因和浙江地理環境和氣候特點有關，冬季浙江受冷空氣影響，易出現大范圍大風降溫天氣過程，而在夏秋季，浙江沿海易受到臺風影響，故也有大風天氣過程。暴雨和雷電是浙江省發布最多的兩類氣象災害預警，二者在時間分布上相似，從2月至11月浙江均發布過暴雨和雷電預警，在主汛期6月至8月發布預警最多(圖3)；這是由于浙江地處山區，下墊面復雜，主汛期期間多出現短時強降水天氣過程，往往是暴雨、雷電預警同時發布，且發布頻次高。浙江受臺風影響的季節集中在7月至10月，本次選取的研究時段內沒有較強臺風正面登陸浙江，故臺風預警數量不多，約占預警總數的4%。寒潮、暴雪、道路結冰和霾都分布在冬季11月至翌年2月，4類預警總和約占預警總數的6%。高溫預警從5月至9月均有發布，但主要集中在7月，占預警總數的13%，這是因為梅汛期結束，浙江受副熱帶高壓控制炎熱少雨，易出現連續酷暑天氣[5]。霜凍預警主要出現在3月、4月，約占總數的1%。大霧預警也是發布頻繁且影響時間廣的一類氣象災害預警，發布量占總數的17%，且除了8月沒有發布過大霧預警之外，其余各月均有發布，在春秋季(3、4、11、12月)最多。冰雹預警是發布最少的氣象類子災害預警，占比不足1%，分布在3—7月。一方面是因為形成冰雹條件苛刻，不易出現；另一方面，準確預報強對流天氣過程仍是世界性技術難題，氣象部門在發布相關災害預警時也會十分慎重。

帶底色方格表示該災害在該月份有發生。

篩選逐月影響浙江的主要災害，結果表明：1月主要受道路結冰影響，2月主要受大霧、大風影響，3月主要受大霧影響，4月主要受大霧、雷電影響，5月主要受暴雨、雷電影響，6月主要受暴雨影響，7月主要受高溫影響，8月主要受雷電、暴雨影響，9月主要受暴雨影響，10月主要受暴雨、大風影響，11月、12月主要受大霧影響。總體上，近3 a來浙江汛期主要受到暴雨、雷電災害影響，但7月份主要為高溫預警；非汛期主要以大霧預警為主，其中1月主要受道路結冰影響。

對預警數據包的“發布時間”字段進行加工處理后，可以分析出每條預警的發布時段，考慮到數據樣本量的代表性，選擇浙江發布頻率最高的5類氣象災害預警：暴雨、雷電、大霧、大風和高溫。從預警逐小時分析可以看出(圖4)：浙江省氣象災害類預警發布存在3個高峰期，分別是5:00—6:00、8:00—10:00和14:00—17:00。午后短時強降水是浙江最常見的氣象災害，所以14:00—17:00是一個預警發布高峰期。大霧預警存在2個高發期，一個是5:00—6:00，一個是20:00—22:00。高溫預警集中在7月、8月副熱帶高壓控制下的晴好天氣期間，由于這一時期天氣形勢穩定，浙江大部分地區處在高溫炎熱天氣條件下，所以會在8:00—9:00出現一個高溫預警的高發期。大風預警逐小時變化特征并不明顯，是由于引發大風預警的天氣要素有多種可能，如大風降溫、短時強天氣，以及受臺風外圍影響。

圖4 浙江省5類主要氣象類災害預警信息發布時段統計

圖5 浙江省各地區氣象類預警信息發布總數和發布密度

2.3 浙江省氣象類災害預警的地區分布

分析浙江省氣象類災害預警的地區分布特征時，需要考慮到地區的預警發布單位數量，浙江省施行屬地化氣象預警發布模式，即由所在區縣發布當地的氣象災害預警，這種模式避免了逐級預警的重復計算，有利于分析預警的地區分布。從整體預警數量(圖5)上看，浙江省氣象類災害預警發布最多的地區是杭州地區和臺州地區，占比均達到15.7%；發布數量最少的地區是湖州，占比4.7%。

地區的預警發布數量除了受災害風險概率影響之外，該地區預警發布單位數量也有影響。例如湖州與舟山的預警數量少很可能是因為其預警發布單位數量少，即市轄區縣少。因此，在分析中引入預警發布密度的概念，即用當地平均一個預警發布單位的預警發布量作為反映當地預警發布頻次的指標。從預警發布密度上看(圖5)，預警發布頻次最高的地區是杭州，在研究時段內平均每個預警發布單位發布298條預警，其次是臺州地區，平均每個預警發布單位發布263條預警，預警發布頻次最低的是麗水地區，平均每個預警發布單位發布113條預警。

通過解析預警數據中的“機構代碼”字段，可以分析出每個區縣發布的預警數量，選取排名前10的區縣可以看出，浙西北山區和浙東沿海丘陵是氣象類災害預警高發區(表1)。

表1 浙江省氣象類災害預警發布量前10名區縣

從全部氣象災害類預警在浙江各地區的發布密度(表2)可以看出：浙江省內臺風預警發布頻次最高的地區集中在沿海地區，其中舟山地區臺風預警發布頻次最高，占全省33.5%；發布臺風預警最少的是麗水地區。暴雨和雷電預警是普遍影響浙江的2類災害，各地發布頻次相當。暴雪、寒潮、道路結冰和霜凍4類冬春季氣象災害主要分布在浙西北地區杭嘉湖地區。高溫預警主要分布在浙中北地區，沿海地區高溫預警較少。大霧預警則多分布在浙西、浙東丘陵地區。大風預警和霾預警有明顯的反相關，大風預警頻發的地區往往很少受到霾的影響。

2.4 非氣象類災害預警發布情況

非氣象類災害預警一般是指除氣象部門以外的部門發布的有關自然災害預警，如自然資源部門(原國土部門和海洋部門)發布的地質災害預警、海浪預警，農業部門發布低溫農業凍害預警等；或者有關部門發布相關預警提示信息，如人防部門發布防空警報試鳴預警等。非氣象類預警并不適合用于分析時空分布特征，原因是：(1)相關預警發布規范還不健全，未能形成成熟的預警發布業務體系，國突系統上的非氣象類災害預警并不完整。(2)預警發布策略與氣象類災害預警有所不同，比如預警發布時效不同，災種跨度較大，無法分析災害具體影響時間。(3)并未形成屬地化發布模式，在分析災害空間分布時會出現重復統計的現象。

表2 浙江省各氣象類預警信息在不同地區的分布比例 單位：%

通過分析本次研究時段內的939條非氣象類災害預警信息，可以看出已有自然資源(原國土、海洋部門)、應急管理、農業、水利、森林消防、城鄉住建、人防等部門在浙江省國突系統上發布過預警信息，特別是從2018年機構改革以來，非氣象類預警呈顯著上升趨勢(圖6)。

圖6 近3 a浙江省非氣象類預警信息發布數量

3 小結與討論

通過分析2016年7月至2019年6月浙江省氣象類災害預警信息數據，可以看出：(1)浙江省氣象類災害預警的高發期為每年的6月至9月，與浙江省汛期吻合，其中單月預警量7月份最多，10月份最少。從分布地區上看，浙西北丘陵(杭州)和浙東沿海丘陵(臺州)是浙江2個氣象災害風險高發地區。其原因是浙江丘陵山區多強對流天氣，暴雨雷電預警頻發，浙西北還會受到寒潮、道路結冰、霜凍等冬季氣象災害，而浙東沿海在夏秋季易受臺風影響。(2)從災種類型上看，浙江發布的氣象類災害預警中暴雨、雷電最多，說明汛期的午后短時強天氣過程是影響浙江的主要氣象災害。此外，大霧、大風和高溫也是浙江常見的氣象災害。(3)從發布時間上看，浙江省氣象類預警主要存在3個高發時段，一是汛期14:00—17:00的暴雨、雷電預警高發時段；二是7月、8月8:00—10:00的高溫預警高發時段；三是春秋季5:00—6:00的大霧預警高發時段。(4)自2018年國家機構改革以來，隨著浙江省防災減災相關單位工作職能的優化和梳理，綜合防災減災理念逐漸成熟，國家突發事件預警信息系統受到各相關單位的重視，非氣象類災害的預警數量呈顯著上升趨勢。

氣象預警作為一種提醒決策部門和社會公眾潛在災害風險的消息，其發布量的分布特征很大程度上代表著當地出現氣象災害的風險。浙江省氣象類預警信號發布業務有規范的業務流程，采用屬地化預警信息發布模式也避免了災害風險的重復計算，具有分析價值。在本研究選取的數據樣本中，冰雹、暴雪、霾的預警數量較少，相關的特征分析需要更長時間的數據積累。非氣象類災害預警有很高的分析價值，現階段由于非氣象類災害預警未全部接入國突系統，且發布策略各有不同，后續研究和工作中應考慮如何從綜合防災減災的層面有效分析各類災害預警。