福建低温类预警信号发布标准初探*

吴幸毓 邵颖斌 刘 铭

(福建省气象台，福建 福州 350001)

为了防御和减轻气象灾害、保护国家和人民生命财产安全，依据《中华人民共和国气象法》、《福建省气象条例》、中国气象局《气象灾害预警信号发布与传播办法》、《福建省突发公共事件总体应急预案》，结合本省实际，福建省人民政府办公厅于2007年底印发了《福建省气象灾害预警信号发布与传播办法》[1]。办法所称气象灾害预警信号(以下简称预警信号)，是指县级以上气象主管机构所属的气象台站向社会公众发布的预警信息。

针对冬季冷空气过程，对应有降温和霜冻两类预警信号。依据气象灾害可能造成的危害程度、紧急程度和发展态势由轻到重，降温预警信号分为四级，分别以蓝色、黄色、橙色、红色表示；霜冻预警信号分为三级，分别以蓝色、黄色、橙色表示。统计2018年10月至2019年4月，全省共发布降温蓝色预警信号150站次、霜冻黄色预警信号83站次、霜冻蓝色预警信号632站次。预警信号以服务为最终目的，现行发布标准是否存在个别级别标准过高，以至于不曾达到、形同虚设?又是否有个别级别因为标准过低，发布过于频繁，导致对社会公众的警示效果降低?

本文通过分析1960—2017年全省66个国家观测站(不计入九仙山站)逐日最低气温，普查现行降温、霜冻预警信号发布标准历史达标情况，为相关预警信号标准的重新核定提供参考。

1 预警信号标准与解析

1.1 降温预警信号

现行降温预警信号分为四级，包含了对降温时效、降温幅度(dT)和最低气温状态(Tmin)的要求。比如，降温蓝色预警信号标准：“48小时内最低气温将要下降8℃以上，最低气温小于等于5℃；或者已经下降8℃以上，最低气温小于等于5℃，降温仍在持续。”为方便对比理解，将各级别标准重要参数列于表1。

表1 各级降温预警信号标准重要参数 单位：℃

同类各级预警信号之间是递进关系，相互独立，除了最高级红色之外，其余三级需要进一步明确各项参数的范围，表2罗列降温预警信号更细致具体的标准参数。

表2 各级降温预警信号标准解析 单位：℃

1.2 霜冻预警信号

现行霜冻预警信号分为三级，均针对未来24小时最低气温状态(Tmin)进行评判。比如，霜冻蓝色预警信号标准：“24小时内最低气温将要下降到4℃以下，并对农业产生影响；或者已经降到4℃以下，对农业已经产生影响，并可能持续。”表3给出各级别标准重要参数及细致解析。

表3 各级霜冻预警信号标准重要参数及解析 单位：℃

2 达标情况分析

2.1 全省达标情况

2.1.1 降温预警信号

1960—2017年，全省各站从未达到降温红色预警信号发布标准，极少达到降温橙色预警信号发布标准(仅3天、6站次)，集中在三明、南平、宁德三市的西北部高海拔地区，具体如下：1966年2月22日泰宁、建宁，1969年1月29日泰宁，2005年3月12日光泽、浦城、寿宁。

58年间，降温蓝色(黄色)预警信号年平均达标169.1站次/年、18.4天/年(4.6站次/年、1.5天/年)。表4给出单日全省达标情况统计结果，可见，降温蓝色预警信号相较于黄色等级，达标范围广得多、频次多得多。按现行省级降温预警信号发布规定(全省≥6站达标)，平均每年至少7.93天(0.19天)符合省级降温蓝色(黄色)预警信号发布条件。对于最低级别的蓝色预警信号(图1)，最早出现在10月下旬，最晚结束于4月中旬，主要集中在11月下旬至1月下旬(占冬半年65.8%)，峰值位于12月下旬(1.07天)①。

表4 1960—2017年降温黄色、蓝色预警信号单日全省达标统计

2.1.2 霜冻预警信号

表5展示1960—2017年各级别霜冻预警信号全省达标情况。

表5 1960—2017年各级别霜冻预警信号全省达标统计

霜冻预警信号的发布仅根据未来24小时最低气温进行判断，与降温预警信号相比，标准单一，相对容易达标。以霜冻蓝色预警信号为例，58年间，年平均达标天数高达86.9天/年，相当于整个冬半年将近一半的时间(3个月)里全省至少有一个台站发布该信号；而与其低温条件相近，且同样考察未来24小时内变化的降温黄色预警信号，相应数据仅为1.5天/年，是其1/58。

对比表5与表4，就“单日全省达标最多站数”而言，各级别霜冻预警信号(39～51站)均不及降温蓝色预警信号(64站)多；全省单日2/3以上站点符合霜冻蓝色标准的频次(0.09天/年)也仅仅是降温蓝色(0.40天/年)的22.5%。这并不表示霜冻标准高于降温，恰恰相反，当冷空气势力异常强盛，或是在强冷空气先锋南袭之后又不断有新股冷空气补充影响，南部地区也逐渐转为寒冷状态，而中北部地区严寒加剧，预警信号随之升级。比如2016年1月25日(图2)，全省仅中南部临海县市(11站)最低气温在0℃以上，且最高仅为2.5℃(东山)；中南部沿海地区的内陆县市(19站)在0～-3℃之间；西部、北部地区(36站)均处于-3℃以下，最低达-10.7℃(屏南)；共66站分别达到霜冻蓝色、黄色、橙色预警信号标准，覆盖全省。

图2 2016年1月24日14时～25日14时最低气温分布图(单位：℃)

按现行省级霜冻预警信号发布规定(全省≥6站达标)，平均每年至少58.90天(23.45天、6.82天)符合省级霜冻蓝色(黄色、橙色)预警信号发布条件(表5)。与降温蓝色预警信号(图1)相比，霜冻蓝色预警信号(图3)达标起止时间与之相当，同样发生在10月下旬至4月中旬，主要集中期推迟1旬且持续时间更长，从12月上旬至2月中旬(占冬半年77.8%)，相应的，峰值(6.76天)时间也后推至1月下旬。

图3 1960—2017年省级霜冻蓝色预警信号旬平均达标频次(单位：天)(横线表示按自由度均分角度考虑计算所得旬均值3.27天)

2.2 单站达标情况

分别统计1960—2017年全省单站降温、霜冻各级预警信号达标天数,如图4所示。

(a)降温黄色，58年累计值(单位：天)

因降温黄色预警信号达标天数极少，故采用58年累计值，其余均采用年平均值。可以看到，两类预警信号(共五个级别)达标天数地理分布特征明显，分布形态基本一致，等值线大体呈东北-西南走向，自北向南递减，内陆多，沿海少，这与福建地理位置及福建地形有密切关系。沿海地区更易受海洋气候影响，58年间，莆田、厦门、平潭及宁德市东部、福州市大部、泉州市中东部、漳州市中东部，共计26个县市，从未达到降温黄色预警信号发布标准，降温蓝色预警信号的年平均达标数最多为2天/年。霜冻预警信号方面，上述沿海地区的丘陵地带共22个县市从未达到橙色级别标准；24个县市黄色级别年平均达标不足1天/年，其中平潭、厦门及东山仍是从未符合；达到蓝色级别标准年平均值在10天/年以下，地理位置越靠东，越不易满足发布条件。西部、北部地区及高海拔山区，受冷空气影响大，达降温黄色预警信号标准累计7～18天，达降温蓝色、霜冻橙色预警信号标准均超过4天/年，霜冻黄色、蓝色预警信号年平均达标天数分别在12天、27天以上；尤其沿鹫峰山、太姥山及武夷山山脉一带为高值中心所在(表6罗列达标天数位列前五位的县市)，最大值均出现在寿宁(降温黄色累计达标18天、降温蓝色、霜冻橙色、霜冻黄色、霜冻蓝色年平均达标数分别为6.05、10.83、21.24、42.57天)，该区域站点预警信号达标频次应作为相关预警信号修订的重要参考。其余地区，即鹫峰山-戴云山-博平岭与武夷山之间的闽中谷地及沿海地区内陆县市，达标天数介于上述两个分布区块之间。

表6 1960—2017年降温、霜冻各级预警信号达标天数排名前五位县市

3 结果与讨论

3.1 结果

本文通过分析1960—2017年全省66个国家观测站逐日最低气温，普查现行降温、霜冻预警信号发布标准历史达标情况，结果表明：

(1)全省各站从未达到降温红色预警信号发布标准，极少达到降温橙色预警信号发布标准。

(2)霜冻预警信号达标频度较高，尤其是霜冻蓝色预警信号年平均达标天数高达86.9天/年，约占冬半年一半的时间。

(3)两类预警信号(共五个级别)单站达标天数分布形态基本一致，等值线大体呈东北-西南走向，自北向南递减，内陆多，沿海少，沿鹫峰山、太姥山及武夷山山脉一带为高值中心所在，该区域站点达标频次应作为相关预警信号标准修订的重要参考。

3.2 讨论

针对上述结论，为相关预警信号标准的重新核定提出如下建议。

(1)降温红色(橙色)预警信号从未(极少)达标，说明标准过高，建议取消或予以降低标准。

(2)霜冻预警信号标准偏低，达标频次过高。以寿宁站为例，平均一年有74.64天发布霜冻预警信号，其中最频繁年度为1983-1984年冬半年，霜冻各级预警信号合计达标106天，其中橙色17天、黄色39天、蓝色50天，10月至次年4月(共213天)有一半的日子都处于霜冻预警状态下。

我国气象行业标准[3]给出不同类别主要作物的霜冻害等级指标，其所列最不耐寒的黄瓜在日最低气温达到2.5～1.0℃时遭受轻霜冻。吴幸毓等[4]经过研判提出福建霜冻综合判别指标：“当地面观测最低地表温度≤0℃，或者有霜或结冰现象，或者最低气温≤2℃时，定义出现霜冻。”现行霜冻预警信号标准值得商榷。

另外，霜冻是指作物表面以及近地面空气层的温度迅速下降到作物生长的临界温度或以下时足以引起作物枯萎或死亡的现象，不同作物的耐寒抗冻能力不同，霜冻预警信号的修订还需与农业气象领域专家共同商讨。

(3)降温与霜冻两类预警信号，存在同时达标的情况(表7)，比如降温蓝色与霜冻蓝色58年间同日达标共计2451站次。降温预警信号突出降温幅度，霜冻预警信号强调低温状态，二者同属于对寒冷趋势的警示，是否可以合并为“寒冷预警信号”?合并后的新标准，每一级别也都应体现降温与低温这两方面。另外，两类预警信号对最低气温都有限定，降温黄色与蓝色预警信号取5℃，霜冻蓝色预警信号取4℃，二者相近，建议采用同一上限标准以简化。

表7 1960—2017年降温与霜冻预警信号同时达标情况统计 单位：站次

(4)降温、霜冻两类五个级别预警信号，除了降温蓝色预警信号采用48小时时效，其余均为24小时时效。《福建省气象灾害预警信号发布与传播办法》[1]公布的另一类关于温度的预警信号——高温预警信号，也都是对未来24小时内状态的研判。建议将降温蓝色预警信号的时效也统一为24小时，便于民众理解，不易混乱。另外，预警信号的发布是为了给民众警醒，强调灾害性天气的紧迫性，须及时做好防御，较长预报时效(48小时及以上)的强降温过程，可以通过寒潮警报、强冷空气警报等材料先进行预告。

注释：

①从随机场按自由度均分角度考虑，总计18旬，每旬平均符合省级蓝色预警信号标准应为0.44天，某旬若高于此频度，即纳入集中期。