2015—2016年济阳县气象灾害预警信号质量检验

刘新彦 孙小丽 王华

摘要：对济阳县2015 — 2016年预警信号分时段进行质量检验。结果表明，各时段TS评分雷电最高，暴雨次之，大风最低；预警时间提前量大风稍高，暴雨次之，雷电最低；总体上质量检验TS评分2015年较2016年略偏高，预警时间提前量2016年较2015年有所提高。

关键词：气象灾害；预警信号；质量检验

中图分类号：P429 文献标识码：A 文章编号：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

气象灾害占中国自然灾害的70%以上，平均每年气象灾害造成的直接经济损失占中国GDP的3%～6%，70%的农业灾害来自气象灾害[1-3]。2011年《国务院办公厅关于加强气象灾害监测预警及信息发布工作的意见》指出，加强气象灾害预警信号发布工作是防灾减灾工作的关键环节，是防御和减轻灾害损失的重要基础。2015年《国家突发事件预警信息发布系统》正式运行，为了加强预警信号业务管理，促进预警信号质量提高，中国气象局对县级发布的暴雨（雪）、大风、雷电、冰雹、大雾和霾等七类预警信号进行质量检验。掌握预警信号分布规律和发布时机对进一步提高预警信号的准确性和时效性有很大帮助，并可以进一步提升气象服务效益[4-6]。黄归兰等[7]就预警信号分布特征进行了研究；胡永松等[8]、肖伟军等[9]对预警信号发布策略进行了探讨；李海鹰等[10]、徐颖等[11]、吉莉等[12]就预警信号时效、效益方面进行论述。前人的研究大多未涉及预警信号的质量检验，因此选取济阳县2015 — 2016年预警信号资料进行质量检验，结合历年完整的实况观测资料，以期找到气象灾害预警信号分布特征和亟待提高环节，为提高预警信号质量、凸显气象服务社会效益提供参考和帮助。

1 资料与方法

1.1 资料来源

选取济阳县为检验单元，气象灾害资料选取济阳县气象局2004 — 2016年期间已发布预警信号或实况达到了预警信号发布标准的观测资料，预警信号质量检验选取样本比较完整的2015 — 2016年资料。大雾和霾山东省暂不检验，故只统计暴雨（雪）、大风、雷电、冰雹5类灾害性天气资料。

1.2 研究方法

1.2.1 质量检验规则 预警信号质量检验以县（区）为检验单元，当发布预警信号或实况达到了预警信号发布标准时均需要进行检验。雷电和冰雹预警信号的级别与灾害性天气过程强度是否准确对应只做不分级检验，其他预警信号不同级别与灾害性天气过程强度是否准确对应需要做所有级别检验。灾情实况已出现考虑过程将持续时发布的预警信号，如果预警信号在实况出现后30分钟内发布，记为预警信号正确，提前时间记为0；否则，记为实况所对应的预警信号漏报，预警信号不正确时提前时间记为0。

1.2.2 质量检验内容 质量检验内容包括预警信号的准确性和时效性。预警信号的准确性是指实际发生的灾害性天气严重程度与发布预警信号的对应情况，准确性检验指标有TS评分、空报率FAR、漏报率PO和命中率POD。预警信号的时效性是指预警信号发布时间相对灾害性天氣发生时间的提前量，检验指标有准确预警的时间提前量T1、预警的时间提前量T2和有效预警的时间提前量T3。NAk为预报正确次数，NBk为空报次数，NCk为漏报次数；K为预警信号级别，一般为1～4级，Ⅳ级（一般）、Ⅲ级（较重）、Ⅱ级（严重）、Ⅰ级（特别严重）依次用蓝色、黄色、橙色和红色表示；C代表预警信号的提前时间，时间单位为分钟。

1.2.3 质量检验方法

1）准确性。准确性检验指标有TS评分、空报率、漏报率和命中率。计算公式如下。

2 结果与分析

2.1 气象灾害和预警信号统计

2004 — 2016年出现气象灾害性天气合计477次（图1）。其中暴雨、大风和雷电所占比例分别为10%、30%和58%，三者合计所占比例为98%；冰雹和暴雪合计所占比例为2%。暴雨、大风和雷电灾害对人民日常生活和农业生产带来的影响比较直接，三者出现的频次和比重都比较高，预警信号质量检验选取暴雨、大风和雷电进行统计分析。暴雨天气共计出现49次，其中6、7、8月所占比例分别为19%、38%和31%，3个月合计所占比例为88%；大风天气共计出现143次，其中3、4、5、6月所占比例分别为15%、24%、11%和15%，4个月合计占比65%；雷电天气共计出现278次，其中6、7、8月所占比例分别为21%、29%和28%，3个月合计占比78%。2015—2016年发布预警信号合计71次，其中暴雨、大风和雷电所占比例分别为8%、34%和55%，三者合计所占比例为97%。

2.2 暴雨预警信号质量检验

2015 — 2016年济阳县共计发布暴雨预警信号6次，其中正确5次，空报1次，漏报0次。暴雨预警信号全部集中在6 — 8月，与暴雨灾害分布特征基本一致。只有2015年8月为暴雨黄色预警信号，其余都是暴雨蓝色预警信号。

按照质量检验方法对2015 — 2016年期间暴雨预警信号进行不同时段质量检验（表1），各时段质量检验命中率都为100%，漏报率都为0。6月TS评分和T1、T2和T3较7、8月明显偏低， 7月TS评分和T1、T2和T3最高。年度检验2015年TS评分较2016年稍高，2016年T1、T2和T3较2015年有所提高。暴雨天气绝大部分集中在6 — 8月，對于济阳县而言，在主汛期要密切关注暴雨天气，天气形势、物理量场达到暴雨指标可考虑发布暴雨蓝色预警信号；水汽充沛、雨强较大、持续时间较长等非常有利的天气形势下，可以考虑适时发布更高一级暴雨预警信号。

2.3 大风预警信号质量检验

2015 — 2016年济阳县共计发布大风预警信号24次，其中正确18次，空报6次，漏报0次。3 — 6月合计发布15次，占所有大风预警信号的62.5%，预警信号时间上的分布和大风灾害性天气分布特征基本一致。2016年11月发布一次大风黄色预警信号，其余都是大风蓝色预警信号。

按照质量检验方法对2015 — 2016年期间大风预警信号进行不同时段质量检验（表2），各时段质量检验命中率都为100%，漏报率都为0。一、二季度TS评分较三、四季度明显偏低，第一季度T1、T2和T3最高，第三季度T1、T2和T3最低。大风灾害比较集中的3 — 6月，2015年TS评分和预警时间提前量较2016年稍高；年度质量检验TS评分2015年较2016年稍微偏低，2016年T1、T2和T3明显增加。

上半年大风天气出现次数较多，春季又是易发旱灾和火险时间段，为保证气象服务效果造成部分大风预警信号空报，即一、二季度TS评分稍低；7、8月多雷雨大风天气，天气形势多变且持续时间较短，造成大部分预警信号是实况发生后发布，提前时间只能记为0，造成第三季度T1、T2和T3最低。对于济阳县而言，在3 — 6月要密切关注大风天气，适时发布大风蓝色预警信号；如果南高北低气压场明显、气压梯度较大，雷达资料MARC、弓形回波特征明显等[13]，特别是出现在6月时可提前直接发布大风黄色预警信号。

2.4 雷电预警信号质量检验

2015 — 2016年济阳县共计发布雷电黄色预警信号39次，其中正确38次，空报1次，漏报0次。6—8月合计发布31次，占所有雷电预警信号的79.5%，3个月合计占比79%，预警信号时间上的分布与雷电灾害分布特征基本一致。

按照检验方法对2015 — 2016年雷电预警信号进行不同时段不分级检验（表3），各时段质量检验命中率都为100%，漏报率都为0。6 — 8月质量检验2015年TS评分较2016年偏高，2015年T1、T2和T3较2016年偏低。年度质量检验2015年TS评分较2016年偏高，2016年T1、T2和T3较2015年略有提高。

雷电天气大部分集中在6 — 8月，规则要求雷电预警信号不考虑强度对应关系只做不分级质量检验。对于济阳县而言在主汛期要密切关注雷电天气，天气形势有利、雷达反射率-10 ℃（-20 ℃）高度上出现大于等于40 dBz（25 dBz）的反射率可考虑发布雷电预警信号[14]。

3 小结与讨论

1）济阳县灾害性天气以暴雨、大风和雷电为主，三者合计占所有灾害性天气的98%。暴雨和雷电天气主要集中在6—8月，大风天气以3—6月居多。

2）暴雨预警信号6月TS评分较7、8月偏低，预警时间提前量逐年上升。大风预警信号TS评分上半年较下半年偏低，第三季度预警时间提前量最低，整体上TS评分在60%～70%，预警时间提前量逐年上升。雷电预警信号TS评分较高，但预警时间提前量在分时段质量检验中较暴雨和大风偏低。总体上质量检验TS评分2015年较2016年略偏高，预警时间提前量则2016年较2015年有所提高。

3）预警信号在时间上的分布和灾害性天气分布特征保持基本一致，在实际工作中可以据此有的放矢地关注相关预警信号的发布事宜，逐步提高大风预警信号TS评分和雷电预警信号时间提前量。

由于预警信号统计样本稍少，准确性和时效性规律特征不是非常明显，随着样本数量的增加可以做进一步的统计分析。质量检验规则规定“实况已出现后30 min内发布预警信号记为正确，提前时间记为0”，容易出现为提高TS评分而推迟预警信号发布时间，造成没有漏报且空报非常少的现象；准确性指标较好但时效性较差，对于做好地方气象服务没有特别明显利好。实际工作中还应该逐步提高预报和分析判断能力，结合气象灾害分布特征做好预警信号发布工作。

参考文献：

[1] 李世奎，霍治国，王道龙，等.中国农业灾害风险评价与对策[M].北京：气象出版社，1999.

[2] 章国材.防御和减轻气象灾害-2006年世界起息日主题[J].气象，2006，32（3）：3-5.

[3] 霍治国，李世奎，王素艳，等.主要农业气象灾害风险评估技术及其应用研究[J].自然资源学报，2003，18（6）：692-703.

[4] 兰红平，陈训来，孙向明，等.深圳市气象灾害分区预警系统研究[J].气象科技，2010，38（5）：629-634.

[5] 张雪晨，郑媛媛，姚 晨，等.安徽省突发气象灾害预警信号制作系统[J].气象，2007，33（6）：107-111.

[6] 马建国，钱霞荣，李 强，等.六安市高温特征及其预警信号发布[J].气象科技，2006，34（6）：693-697.

[7] 黄归兰，赵 宇，马继华，等.广西气象灾害预警信号分布特征及发布[J].气象科技，2015，43（2）：343-348.

[8] 胡永松，李德章，张寿荣，等.浅析毕节地区“暴雨预警信号”发布策略与技巧[J].贵州气象，2009，33（6）：44-46.

[9] 肖伟军，刘运策.暴雨预警信号发布策略与技巧初探[J].广东气象，2006（3）：28-29.

[10] 李海鹰，许宁军.预警信号发布中的一些问题[J].气象，2005， 31（6）：83-86.

[11] 徐 颖，丁永红，马立文.浅谈宁夏突发性气象灾害预警信号发布[J].科技资讯，2009（25）：232-233.

[12] 吉 莉，苟 思，李光兵.灾害性气象预警服务效益评估的研究[J].安徽农业科学，2011，29（23）：14200-14201.

[13] 俞小鼎，姚秀萍，熊廷南，等.多普勒天气雷达原理与业务应用[M].北京：气象出版社，2006.

[14] 阎丽凤，杨成芳.山东省灾害性天气预报技术手册[M].北京：气象出版社，2014.