海丰县暴雨分区预警的必要性与可行性

2016-12-06钟平威黄艺亿林燕萍

广东气象 2016年5期

关键词：日数分区暴雨

钟平威，黄艺亿，林燕萍

（海丰县气象局，广东海丰 516400）

海丰县暴雨分区预警的必要性与可行性

钟平威，黄艺亿，林燕萍

（海丰县气象局，广东海丰 516400）

海丰县暴雨的气候特征和区域分布的统计分析结果表明，海丰县暴雨存在明显的时空分布不均，暴雨主要集中在汛期4—9月，空间分布上西南部和东南部最少，鲘门-梅陇-联安-县城（包括莲花山乡）-可塘直至北部三镇（公平、平东和黄羌）为暴雨主要落区。由于特殊的地理环境和境内地形特点，暴雨不仅发生频繁，且局地暴雨非常明显。结合统计分析结果，通过详细介绍目前精细化预报的实施与效果、预警信息发布渠道的建设，说明了开展海丰县暴雨分区预警是必要且可行，完成了将暴雨预警分区发布划分为西南部、东南部、中部以及北部4个区域的初步设计。

应用气象；暴雨；分区预警；海丰县

目前，省内关于暴雨预警信号发布的研究很多，如林朗等［1］结合香港合成雷达图资料和汕尾市本地暴雨预警信号发布的一些规律，确定了汕尾市暴雨预警信号的警戒区。肖伟军等［2］对发布暴雨预警信号的一些策略和技巧做了初步的探索，提出在基本把握雨量标准的前提下，以防灾减灾为重点，灵活运用发布规定，及时准确地发布暴雨预警信号。李海鹰等［3］对中山市气象局发布各种预警信号的工作进行分析和总结，初步探讨了预警信号发布的一些技术性问题，其中对于局地性的暴雨灾害给预警信号发布带来的困扰提出了针对性很强的分区原则。但很多时候，强烈的暴雨只是发生在局部地区，预报员很难作出选择，因此完善预警信号的内容涵盖范围，修改相应的响应措施，是有必要的［4-8］。而在分区预警方面，目前省内仅有深圳市气象局在实施，且效果明显。李程等［9］强调了气象灾害分区预警的积极性，并详细描述了深圳市气象局关于分区预警产品的制作和预警区域的设计。

本研究通过统计分析海丰县暴雨的气候特征和暴雨的区域分布，介绍目前精细化预报的实施与效果，预警信息发布渠道的建设，说明开展暴雨分区预警的必要性和可行性，并探索海丰县暴雨分区预警的设计，为实现暴雨预警的分区预警提供科学依据。

1 资料来源

采用1961—2015年海丰县气象站观测资料（代表县城）和2011—2015年海丰县内14个区域自动站（各自代表相应的乡镇）的逐日降水资料。定义：日雨量≥50.0 mm作为1个暴雨日；日雨量≥100.0 mm作为1个大暴雨日。为了减少个别站点资料缺测带来的统计误差，当某日有超过1/2站点资料缺测时，将该日所有站点资料作缺测处理。为了克服普通多点滑动平均方法会缩短时间序列的缺点，对暴雨日数序列采用了二项式系数加权平均法［10］进行11年的平滑处理。

2 暴雨分区预警的必要性

广东省的暴雨日数在空间分布上存在3个高值中心，分别是恩平、海丰和龙门［11-12］。由于海丰县依山傍海，境内地形复杂，造成暴雨的局地性特点非常明显，特别是莲花山和南洋山之间形成的大喇叭状地形区［13］，在前汛期，地面偏南风往往在此处辐合，降水回波发生和发展，最易出现暴雨。

海丰县暴雨空间分布不均，而目前暴雨预警信号是以县级行政区域来发布，因此一旦发出了信号，则全县都要作出响应，这样暴雨影响的地方人们的生产生活受到影响，没有出现暴雨的地方人们也会受影响。为了做到暴雨预警能够有的放矢，就必须分区预警，虽然这会对气象部门提出更高的要求，但分区预警的实施，不仅会提高政府和公众满意程度，更会大大提高气象部门的社会形象。因此，海丰县暴雨分区预警的实施是非常必要的。

2.1 暴雨的年际变化特征

海丰县1961—2015年共出现暴雨日数733 d，平均每年13.3 d，最多达23 d（1997、2006年），最少为6 d（1963、2009年）。共出现大暴雨日数219 d，平均每年4.0 d。暴雨日数的年际变化如图1。暴雨日数在经历了20世纪60—80年代初期的平稳波动期后，经过了近10年的低值期，80年代末开始逐渐上升。特别是年际变化波动非常大，1997和2006年分别到达波峰，1997和1998年的差值达15 d，2009—2012年连续4年低于平均值，2009年更是与历史最低值持平，仅有6 d，但2013年却又达到历史第2大值。

图1 1961—2015年海丰县暴雨日数变化

从图2可以看出，海丰县每月都有暴雨发生，但主要集中在汛期4—9月，占全年暴雨日数的90.7%；大暴雨日数的月变化呈明显的单峰型结构，峰值位于6月，1、2、11和12月无大暴雨；特大暴雨共16 d，出现在5—9月，其中5月最多，为7 d。说明海丰县暴雨不仅发生频繁，而且在时间分布上极其不均，主要集中在汛期4—9月，特别是5—8月是海丰县降水最为猛烈的时期。

图2 1961—2015年海丰县暴雨、大暴雨、特大暴雨日数月变化图

2.2 暴雨的区域分布特征

海丰县境内地形复杂，东、北、西三面群山环抱，莲花山脉主峰海拔1 337.3 m，为东北、西南走向，斜贯海丰县北部和西部。境内海拔1 000 m以上的山峰有莲花山、银瓶山等23座，此外还有一些海拔1 000 m以下的中、小山地，这些山地相互间构成了许多向南开口的喇叭状地形区，其对超低空的系统气流，特别是偏南气流能分别起着阻挡、抬升和疏通、辐合的作用，亦有利于形成地方风，加上南邻南海，水汽、热量条件优越，是造成海丰县暴雨频繁的重要因素之一［13］。境内大型水库有公平水库、红花地水库和青年水库，小型水库有朝面山水库、朝阳水库、南门水库、竹仔坑水库、黄山洞水库、平安洞水库（图3）。

图3 海丰县境内地形和水库位置

从暴雨日数区域分布（图4）可以看出，暴雨日数存在明显的空间分布不均的特点，其中暴雨最大的落区位于莲花山乡，年平均暴雨日数达14 d，环绕着暴雨中心区的是鲘门-梅陇-联安-县城-可塘直至北部3镇（公平、平东和黄羌），年平均暴雨日数为8.4～9.8 d，这与图3中的水库位置分布非常吻合，同时也与莲花山脉的走向非常一致。西南部的小漠-鹅埠-赤石和东南部的陶河-赤坑-大湖最少，年平均暴雨日数仅有6.2～7.4 d。

大暴雨日数区域分布（图略）主要是集中在莲花山乡及其东面的县城和公平镇，较之暴雨最集中落区的范围更大，最南面的小漠镇一直向东北方向延伸至北部的黄羌镇是大暴雨次中心落区，西南部的鹅埠-赤石和东南部是大暴雨发生最少的区域，这与暴雨日数的区域基本相同。

图4 2011—2015年海丰县暴雨日数区域分布（单位：d）

以任一站点出现暴雨作为1个暴雨日，2011—2015年海丰县共出现暴雨日165 d，年平均33 d，但超过3/4站点同时出现暴雨仅有14 d。以当日不超过3个站点同时出现暴雨作为海丰县局地性暴雨的标准。2011—2015年海丰县共出现局地暴雨103 d，占总暴雨日的62.4%，其中单站暴雨日有62 d，可见海丰县暴雨发生频繁的同时，局地性非常明显。空间分布上以莲花山乡最多，为27 d；县城和黄羌为2个次中心，分别为20和18 d；赤坑最少，仅有4 d。而时间分布上集中在汛期4—9月，占总日数的92.2%，特别是6和7月最多，分别为23和22 d，2月无局地性暴雨。

3 暴雨分区预警的可行性

暴雨分区预警的实现主要依靠精细化预报业务的发展。基于高时空分辨率的精细化格点预报，经过人机交互订正，充分融合当地的地理地形等信息后，可提供更加精细化、针对性强的预报预警服务。同时，预警信息多渠道发布，使社会公众和各级政府及时获取预警信息，同样也是暴雨分区预警可行的重要条件。

3.1 精细化预报的实施与效果

2014年4月，正式上线天气预报图形化网格编辑系统（GIFT），做到省内2.5°×2.5°经纬度格点的3 d内逐1 h的定时、定点精细化预报，实现省、市精细化网格预报业务的正式运行。通过精细化格点预报业务系统，可以随时获得3 km网格的中短期预报产品。而在短时临近预报预警方面，广东省气象台自主研发的灾害性天气综合临近预报系统“雨燕”（GRAPES-SWIFT）、国家级短时临近预报系统“天鹅”（SWAN）等短时临近预报系统，可实时显示气象自动站点实况和加载卫星云图，获取各种短时临近产品，如雷达拼图、回波顶高、雷达定量降水预报QPF 1 h、QPF 3 h等；同时汕尾本地新一代多普勒天气雷达（CINRAD-SA）、区域中尺度自动气象站和筹建中的风廓线天气雷达等监测网络，可快速准确判断出暴雨落区和暴雨区的移动，这在过去几年的短时临近预报预警服务中已得到了很好的应用，效果明显，可作为暴雨分区预警最坚实有力的技术支撑。

3.2 预警信息发布渠道建设

“最后一千米”问题一直是气象灾害预警和气象服务的根本问题，也是精细化预报服务关键问题之一［8］。对于具有突发性、局地性等特点的暴雨，由于影响时间短，如果延误了发布时机，就会降低发布的效果，有时甚至等气象部门发布了暴雨信号时雨已经减弱或停了。因此，建设畅通的发布渠道非常紧迫，广东省突发事件预警信息发布平台的投入使用，不仅解决了预警短信、12121传真、12121外呼等一键发布的问题，而且顺应以互联网为市民获取各种信息的主渠道的今天，内链了广东应急气象网、广东天气微信、广东应急气象客户端和广东应急气象频道等。此外，本地客户端，如汕尾气象官方网站、汕尾天气微博和微信及手机APP客户端的开通，使得发布天气预警信息的传播更加便捷、及时和高效。海丰县乡镇气象服务站的建设投入使用，还有即将开始的农村大喇叭和显示屏建设，将可解决预警信息传送的“最后一公里”问题，更可大大提高分区暴雨预警的效果。

3.3 暴雨分区预警的设计

第2章统计结果表明，海丰县暴雨存在明显的时空分布不均，暴雨主要集中在汛期4—9月，空间分布上西南部和东南部最少，鲘门-梅陇-联安-县城（包括莲花山乡）-可塘直至北部三镇（公平、平东和黄羌）为暴雨主要落区。局地暴雨明显，2011—2015年发生局地暴雨日占同期总暴雨日的比例高达62.4%，这与境内特殊的地形特点有密切的关系。因此，海丰县暴雨预警分区如图5所示。

虽然通过统计分析海丰县暴雨的气候特征和区域分布，提出预警分区的初步设计，但为了使得预警发布的时效性更强、区域更精确、速度更快，还应制定分区预警的标准，逐步完善分区预警的服务模式。在实际的预报服务过程中，应根据具体的天气过程，把握天气系统的演变，结合卫星云图、多普勒雷达和自动站资料，确定暴雨的落区和移动方向，在初步分区设计的基础上，灵活运用，不同的区域间合并，增加或者减少某一乡镇。总之，不管区域如何划分，都要以防灾减灾为重点，及时准确地发布暴雨预警信号。