浙江省近3 a气象类灾害预警信息特征

方楠，黄清瀚，丁雨鑫，史珩瑜

(浙江省预警信息发布中心，浙江 杭州 310017)

浙江省由于受季风气候影响，加上特殊的自然地理条件，是全国受气象灾害影响最严重的省份之一[1]，常呈现短时间局地性强降雨集中的特征，由强降雨引发的次生灾害发生最为频繁。浙江省易受台风和“七山一水两分田”概貌的影响，地质环境条件复杂，境内山丘区小流域、山洪沟和泥石流、滑坡、山体崩塌隐患点众多，因此，由气象灾害诱发的地质、海洋、农业等灾害频繁，分布范围广、灾害程度重，直接影响人民群众的生命安全和生产、生活，以及社会稳定。

气象灾害预警信号是指由气象主管机构所属的气象台(站)为有效防御和减轻突发气象灾害而向社会发布的预警信息。浙江省气象灾害预警信号分为台风、大风、暴雨、暴雪、寒潮、低温、霜冻、道路结冰、冰雹、高温、干旱、雷电、大雾、霾14类[2]。气象灾害预警信号发布与传播工作，对增强全民防灾减灾意识，有效防御和减轻气象灾害，保护人民生命财产安全有积极作用。气象预警信息有别于气象预报，气象预警在发布机制上更加严谨，一般在可能出现灾害前24 h发出，所以气象预警信息能从很大程度上反映出某地发生气象灾害风险大小，具有潜在分析价值。浙江省气象类灾害预警信息采用属地化发布模式，由县区一级气象部门发布当地气象灾害预警信息，县区一级没有成立气象部门的由市一级发布。本研究选取浙江省近3 a的(2016年7月至2019年6月)全部预警信息数据作为研究样本，分析近3 a来浙江省气象类灾害预警发布情况，进而得出全省气象类灾害风险的分布特征。

1 材料与方法

1.1 数据来源

国家突发事件预警信息发布系统(以下简称“国突系统”)是国家突发事件预警信息权威发布系统，是政府应急部门和社会公众获取预警信息的主要渠道[3]。系统主要依托中国气象局现有信息化基础设施和信息发布渠道，分国家级、省级、市级3级部署，县级依托市级系统，作为独立的预警发布单位，实现了预警信息的逐级备案。2013年国突系统开始在浙江部署，2015年开始正式业务化运行，成为最权威的预警信息发布渠道和数据汇总中心[4]。本研究从国突系统中选取2016年7月至2019年6月的全部预警信息数据(不含解除预警)作为研究样本，分析近3 a来浙江省灾害预警发布情况。

1.2 数据说明和订正

国突系统中每条预警信息都以CAP (common alerting protocol)通用警报协议的形式进行封装和传输[4]。预警信息的所有内容都被记录在数据包的各定义字段中，省级国突系统通过解析CAP数据包入库的形式备份全省所有预警信息。本研究从省级国突系统数据库选取6项数据字段用于分析：发布单位为发布该预警的单位名称，如杭州市气象局；发布时间指该预警正式发布的时间(北京时间)，例如2016-07-02T16:30:00；机构代码由6位行政区编码和7位机构编码组成，例如33010041600000；灾种类型是由CAP数据规范规定的灾种编码，每个灾种对应唯一的灾种编码，例如11B14；预警级别是反映本次预警的严重等级，从低到高一般分为蓝色、黄色、橙色和红色；预警标题是对预警信息的高度提炼，也是预警信息的重要组成部分，例如杭州市气象局发布雷电黄色预警。

通过上述6项要素可以全面掌握各预警的发布时间、地区和事件。此外，本研究根据浙江省预警信息发布中心发布的《浙江省国家突发事件预警信息发布业务质量通报》，对错误预警信息进行了订正，使数据样本更加科学可靠。

1.3 分析方法

通过对上述数据的收集和修订，本研究中选用的2016年7月至2019年6月期间，浙江省共发布各类预警信息(不含解除预警)共16 145条。根据《浙江省气象灾害预警信号发布与传播规定》的规定：浙江省气象灾害预警信号分为台风、大风、暴雨、暴雪、寒潮、低温、霜冻、道路结冰、冰雹、高温、干旱、雷电、大雾、霾14类。将数据分为两类：(1)14类气象灾害预警作为气象类灾害预警，共计15 206条，占比94.2%，干旱、低温两类预警在本次研究的时段未出现；(2)其他灾害作为非气象类灾害预警，共计939条，占比5.8%。本研究重点分析气象类灾害预警，一是因为其占比大，接近全部预警信息的95%；二是气象类预警均有气象部门负责发布，业务体系成熟具有分析价值；三是浙江省气象类预警均采用属地化发布模式，避免了预警信息重复计算。

根据预警信息字段，从“发布时间”字段中可以提取逐年、逐月、逐日、逐时的预警信息；从“机构代码”字段中可以提取预警发布的地区，即视为灾害影响地区；从“灾种类型”字段可以提取每条预警信息的灾种；从“预警级别”字段中可以提取每条预警的影响级别。通过这些要素分析研究时间范围内的全部预警信息。

2 结果与分析

2.1 总体情况

从2016年7月至2019年6月浙江省全部气象类灾害预警分析来看，浙江省气象类灾害预警的高发期为每年的6月至9月，与浙江省汛期吻合，其中单月预警量最多的7月份，占全年预警数量的21.2%；10月是全年预警最少的月份，占全年预警数量的3.5%(图1)。

图1 浙江省各月气象类预警信息发布数量

从灾种类型(图2)上看，浙江发布的气象类灾害预警可分为3档，第1档为暴雨和雷电，二者占比分别为23.5%、21.4%；第2档为大雾、大风和高温，占比分别为16.8%、13.6%、12.7%。发布最少的灾种是冰雹，占比0.2%。

图2 浙江省各类气象灾害预警发布比例

2.2 浙江省气象类灾害预警的逐月变化

通过对比逐月各气象类灾害预警发布情况可以看出：全年对浙江均有影响的气象类灾害为大风，其原因和浙江地理环境和气候特点有关，冬季浙江受冷空气影响，易出现大范围大风降温天气过程，而在夏秋季，浙江沿海易受到台风影响，故也有大风天气过程。暴雨和雷电是浙江省发布最多的两类气象灾害预警，二者在时间分布上相似，从2月至11月浙江均发布过暴雨和雷电预警，在主汛期6月至8月发布预警最多(图3)；这是由于浙江地处山区，下垫面复杂，主汛期期间多出现短时强降水天气过程，往往是暴雨、雷电预警同时发布，且发布频次高。浙江受台风影响的季节集中在7月至10月，本次选取的研究时段内没有较强台风正面登陆浙江，故台风预警数量不多，约占预警总数的4%。寒潮、暴雪、道路结冰和霾都分布在冬季11月至翌年2月，4类预警总和约占预警总数的6%。高温预警从5月至9月均有发布，但主要集中在7月，占预警总数的13%，这是因为梅汛期结束，浙江受副热带高压控制炎热少雨，易出现连续酷暑天气[5]。霜冻预警主要出现在3月、4月，约占总数的1%。大雾预警也是发布频繁且影响时间广的一类气象灾害预警，发布量占总数的17%，且除了8月没有发布过大雾预警之外，其余各月均有发布，在春秋季(3、4、11、12月)最多。冰雹预警是发布最少的气象类子灾害预警，占比不足1%，分布在3—7月。一方面是因为形成冰雹条件苛刻，不易出现；另一方面，准确预报强对流天气过程仍是世界性技术难题，气象部门在发布相关灾害预警时也会十分慎重。

带底色方格表示该灾害在该月份有发生。

筛选逐月影响浙江的主要灾害，结果表明：1月主要受道路结冰影响，2月主要受大雾、大风影响，3月主要受大雾影响，4月主要受大雾、雷电影响，5月主要受暴雨、雷电影响，6月主要受暴雨影响，7月主要受高温影响，8月主要受雷电、暴雨影响，9月主要受暴雨影响，10月主要受暴雨、大风影响，11月、12月主要受大雾影响。总体上，近3 a来浙江汛期主要受到暴雨、雷电灾害影响，但7月份主要为高温预警；非汛期主要以大雾预警为主，其中1月主要受道路结冰影响。

对预警数据包的“发布时间”字段进行加工处理后，可以分析出每条预警的发布时段，考虑到数据样本量的代表性，选择浙江发布频率最高的5类气象灾害预警：暴雨、雷电、大雾、大风和高温。从预警逐小时分析可以看出(图4)：浙江省气象灾害类预警发布存在3个高峰期，分别是5:00—6:00、8:00—10:00和14:00—17:00。午后短时强降水是浙江最常见的气象灾害，所以14:00—17:00是一个预警发布高峰期。大雾预警存在2个高发期，一个是5:00—6:00，一个是20:00—22:00。高温预警集中在7月、8月副热带高压控制下的晴好天气期间，由于这一时期天气形势稳定，浙江大部分地区处在高温炎热天气条件下，所以会在8:00—9:00出现一个高温预警的高发期。大风预警逐小时变化特征并不明显，是由于引发大风预警的天气要素有多种可能，如大风降温、短时强天气，以及受台风外围影响。

图4 浙江省5类主要气象类灾害预警信息发布时段统计

图5 浙江省各地区气象类预警信息发布总数和发布密度

2.3 浙江省气象类灾害预警的地区分布

分析浙江省气象类灾害预警的地区分布特征时，需要考虑到地区的预警发布单位数量，浙江省施行属地化气象预警发布模式，即由所在区县发布当地的气象灾害预警，这种模式避免了逐级预警的重复计算，有利于分析预警的地区分布。从整体预警数量(图5)上看，浙江省气象类灾害预警发布最多的地区是杭州地区和台州地区，占比均达到15.7%；发布数量最少的地区是湖州，占比4.7%。

地区的预警发布数量除了受灾害风险概率影响之外，该地区预警发布单位数量也有影响。例如湖州与舟山的预警数量少很可能是因为其预警发布单位数量少，即市辖区县少。因此，在分析中引入预警发布密度的概念，即用当地平均一个预警发布单位的预警发布量作为反映当地预警发布频次的指标。从预警发布密度上看(图5)，预警发布频次最高的地区是杭州，在研究时段内平均每个预警发布单位发布298条预警，其次是台州地区，平均每个预警发布单位发布263条预警，预警发布频次最低的是丽水地区，平均每个预警发布单位发布113条预警。

通过解析预警数据中的“机构代码”字段，可以分析出每个区县发布的预警数量，选取排名前10的区县可以看出，浙西北山区和浙东沿海丘陵是气象类灾害预警高发区(表1)。

表1 浙江省气象类灾害预警发布量前10名区县

从全部气象灾害类预警在浙江各地区的发布密度(表2)可以看出：浙江省内台风预警发布频次最高的地区集中在沿海地区，其中舟山地区台风预警发布频次最高，占全省33.5%；发布台风预警最少的是丽水地区。暴雨和雷电预警是普遍影响浙江的2类灾害，各地发布频次相当。暴雪、寒潮、道路结冰和霜冻4类冬春季气象灾害主要分布在浙西北地区杭嘉湖地区。高温预警主要分布在浙中北地区，沿海地区高温预警较少。大雾预警则多分布在浙西、浙东丘陵地区。大风预警和霾预警有明显的反相关，大风预警频发的地区往往很少受到霾的影响。

2.4 非气象类灾害预警发布情况

非气象类灾害预警一般是指除气象部门以外的部门发布的有关自然灾害预警，如自然资源部门(原国土部门和海洋部门)发布的地质灾害预警、海浪预警，农业部门发布低温农业冻害预警等；或者有关部门发布相关预警提示信息，如人防部门发布防空警报试鸣预警等。非气象类预警并不适合用于分析时空分布特征，原因是：(1)相关预警发布规范还不健全，未能形成成熟的预警发布业务体系，国突系统上的非气象类灾害预警并不完整。(2)预警发布策略与气象类灾害预警有所不同，比如预警发布时效不同，灾种跨度较大，无法分析灾害具体影响时间。(3)并未形成属地化发布模式，在分析灾害空间分布时会出现重复统计的现象。

表2 浙江省各气象类预警信息在不同地区的分布比例 单位：%

通过分析本次研究时段内的939条非气象类灾害预警信息，可以看出已有自然资源(原国土、海洋部门)、应急管理、农业、水利、森林消防、城乡住建、人防等部门在浙江省国突系统上发布过预警信息，特别是从2018年机构改革以来，非气象类预警呈显著上升趋势(图6)。

图6 近3 a浙江省非气象类预警信息发布数量

3 小结与讨论

通过分析2016年7月至2019年6月浙江省气象类灾害预警信息数据，可以看出：(1)浙江省气象类灾害预警的高发期为每年的6月至9月，与浙江省汛期吻合，其中单月预警量7月份最多，10月份最少。从分布地区上看，浙西北丘陵(杭州)和浙东沿海丘陵(台州)是浙江2个气象灾害风险高发地区。其原因是浙江丘陵山区多强对流天气，暴雨雷电预警频发，浙西北还会受到寒潮、道路结冰、霜冻等冬季气象灾害，而浙东沿海在夏秋季易受台风影响。(2)从灾种类型上看，浙江发布的气象类灾害预警中暴雨、雷电最多，说明汛期的午后短时强天气过程是影响浙江的主要气象灾害。此外，大雾、大风和高温也是浙江常见的气象灾害。(3)从发布时间上看，浙江省气象类预警主要存在3个高发时段，一是汛期14:00—17:00的暴雨、雷电预警高发时段；二是7月、8月8:00—10:00的高温预警高发时段；三是春秋季5:00—6:00的大雾预警高发时段。(4)自2018年国家机构改革以来，随着浙江省防灾减灾相关单位工作职能的优化和梳理，综合防灾减灾理念逐渐成熟，国家突发事件预警信息系统受到各相关单位的重视，非气象类灾害的预警数量呈显著上升趋势。

气象预警作为一种提醒决策部门和社会公众潜在灾害风险的消息，其发布量的分布特征很大程度上代表着当地出现气象灾害的风险。浙江省气象类预警信号发布业务有规范的业务流程，采用属地化预警信息发布模式也避免了灾害风险的重复计算，具有分析价值。在本研究选取的数据样本中，冰雹、暴雪、霾的预警数量较少，相关的特征分析需要更长时间的数据积累。非气象类灾害预警有很高的分析价值，现阶段由于非气象类灾害预警未全部接入国突系统，且发布策略各有不同，后续研究和工作中应考虑如何从综合防灾减灾的层面有效分析各类灾害预警。