海豐縣暴雨分區(qū)預警的必要性與可行性

鐘平威，黃藝億，林燕萍

（海豐縣氣象局，廣東海豐 516400）

海豐縣暴雨分區(qū)預警的必要性與可行性

鐘平威，黃藝億，林燕萍

（海豐縣氣象局，廣東海豐 516400）

海豐縣暴雨的氣候特征和區(qū)域分布的統(tǒng)計分析結(jié)果表明，海豐縣暴雨存在明顯的時空分布不均，暴雨主要集中在汛期4—9月，空間分布上西南部和東南部最少，鲘門-梅隴-聯(lián)安-縣城（包括蓮花山鄉(xiāng)）-可塘直至北部三鎮(zhèn)（公平、平東和黃羌）為暴雨主要落區(qū)。由于特殊的地理環(huán)境和境內(nèi)地形特點，暴雨不僅發(fā)生頻繁，且局地暴雨非常明顯。結(jié)合統(tǒng)計分析結(jié)果，通過詳細介紹目前精細化預報的實施與效果、預警信息發(fā)布渠道的建設，說明了開展海豐縣暴雨分區(qū)預警是必要且可行，完成了將暴雨預警分區(qū)發(fā)布劃分為西南部、東南部、中部以及北部4個區(qū)域的初步設計。

應用氣象；暴雨；分區(qū)預警；海豐縣

目前，省內(nèi)關于暴雨預警信號發(fā)布的研究很多，如林朗等［1］結(jié)合香港合成雷達圖資料和汕尾市本地暴雨預警信號發(fā)布的一些規(guī)律，確定了汕尾市暴雨預警信號的警戒區(qū)。肖偉軍等［2］對發(fā)布暴雨預警信號的一些策略和技巧做了初步的探索，提出在基本把握雨量標準的前提下，以防災減災為重點，靈活運用發(fā)布規(guī)定，及時準確地發(fā)布暴雨預警信號。李海鷹等［3］對中山市氣象局發(fā)布各種預警信號的工作進行分析和總結(jié)，初步探討了預警信號發(fā)布的一些技術(shù)性問題，其中對于局地性的暴雨災害給預警信號發(fā)布帶來的困擾提出了針對性很強的分區(qū)原則。但很多時候，強烈的暴雨只是發(fā)生在局部地區(qū)，預報員很難作出選擇，因此完善預警信號的內(nèi)容涵蓋范圍，修改相應的響應措施，是有必要的［4-8］。而在分區(qū)預警方面，目前省內(nèi)僅有深圳市氣象局在實施，且效果明顯。李程等［9］強調(diào)了氣象災害分區(qū)預警的積極性，并詳細描述了深圳市氣象局關于分區(qū)預警產(chǎn)品的制作和預警區(qū)域的設計。

本研究通過統(tǒng)計分析海豐縣暴雨的氣候特征和暴雨的區(qū)域分布，介紹目前精細化預報的實施與效果，預警信息發(fā)布渠道的建設，說明開展暴雨分區(qū)預警的必要性和可行性，并探索海豐縣暴雨分區(qū)預警的設計，為實現(xiàn)暴雨預警的分區(qū)預警提供科學依據(jù)。

1 資料來源

采用1961—2015年海豐縣氣象站觀測資料（代表縣城）和2011—2015年海豐縣內(nèi)14個區(qū)域自動站（各自代表相應的鄉(xiāng)鎮(zhèn)）的逐日降水資料。定義：日雨量≥50.0 mm作為1個暴雨日；日雨量≥100.0 mm作為1個大暴雨日。為了減少個別站點資料缺測帶來的統(tǒng)計誤差，當某日有超過1/2站點資料缺測時，將該日所有站點資料作缺測處理。為了克服普通多點滑動平均方法會縮短時間序列的缺點，對暴雨日數(shù)序列采用了二項式系數(shù)加權(quán)平均法［10］進行11年的平滑處理。

2 暴雨分區(qū)預警的必要性

廣東省的暴雨日數(shù)在空間分布上存在3個高值中心，分別是恩平、海豐和龍門［11-12］。由于海豐縣依山傍海，境內(nèi)地形復雜，造成暴雨的局地性特點非常明顯，特別是蓮花山和南洋山之間形成的大喇叭狀地形區(qū)［13］，在前汛期，地面偏南風往往在此處輻合，降水回波發(fā)生和發(fā)展，最易出現(xiàn)暴雨。

海豐縣暴雨空間分布不均，而目前暴雨預警信號是以縣級行政區(qū)域來發(fā)布，因此一旦發(fā)出了信號，則全縣都要作出響應，這樣暴雨影響的地方人們的生產(chǎn)生活受到影響，沒有出現(xiàn)暴雨的地方人們也會受影響。為了做到暴雨預警能夠有的放矢，就必須分區(qū)預警，雖然這會對氣象部門提出更高的要求，但分區(qū)預警的實施，不僅會提高政府和公眾滿意程度，更會大大提高氣象部門的社會形象。因此，海豐縣暴雨分區(qū)預警的實施是非常必要的。

2.1 暴雨的年際變化特征

海豐縣1961—2015年共出現(xiàn)暴雨日數(shù)733 d，平均每年13.3 d，最多達23 d（1997、2006年），最少為6 d（1963、2009年）。共出現(xiàn)大暴雨日數(shù)219 d，平均每年4.0 d。暴雨日數(shù)的年際變化如圖1。暴雨日數(shù)在經(jīng)歷了20世紀60—80年代初期的平穩(wěn)波動期后，經(jīng)過了近10年的低值期，80年代末開始逐漸上升。特別是年際變化波動非常大，1997和2006年分別到達波峰，1997和1998年的差值達15 d，2009—2012年連續(xù)4年低于平均值，2009年更是與歷史最低值持平，僅有6 d，但2013年卻又達到歷史第2大值。

圖1 1961—2015年海豐縣暴雨日數(shù)變化

從圖2可以看出，海豐縣每月都有暴雨發(fā)生，但主要集中在汛期4—9月，占全年暴雨日數(shù)的90.7%；大暴雨日數(shù)的月變化呈明顯的單峰型結(jié)構(gòu)，峰值位于6月，1、2、11和12月無大暴雨；特大暴雨共16 d，出現(xiàn)在5—9月，其中5月最多，為7 d。說明海豐縣暴雨不僅發(fā)生頻繁，而且在時間分布上極其不均，主要集中在汛期4—9月，特別是5—8月是海豐縣降水最為猛烈的時期。

圖2 1961—2015年海豐縣暴雨、大暴雨、特大暴雨日數(shù)月變化圖

2.2 暴雨的區(qū)域分布特征

海豐縣境內(nèi)地形復雜，東、北、西三面群山環(huán)抱，蓮花山脈主峰海拔1 337.3 m，為東北、西南走向，斜貫海豐縣北部和西部。境內(nèi)海拔1 000 m以上的山峰有蓮花山、銀瓶山等23座，此外還有一些海拔1 000 m以下的中、小山地，這些山地相互間構(gòu)成了許多向南開口的喇叭狀地形區(qū)，其對超低空的系統(tǒng)氣流，特別是偏南氣流能分別起著阻擋、抬升和疏通、輻合的作用，亦有利于形成地方風，加上南鄰南海，水汽、熱量條件優(yōu)越，是造成海豐縣暴雨頻繁的重要因素之一［13］。境內(nèi)大型水庫有公平水庫、紅花地水庫和青年水庫，小型水庫有朝面山水庫、朝陽水庫、南門水庫、竹仔坑水庫、黃山洞水庫、平安洞水庫（圖3）。

圖3 海豐縣境內(nèi)地形和水庫位置

從暴雨日數(shù)區(qū)域分布（圖4）可以看出，暴雨日數(shù)存在明顯的空間分布不均的特點，其中暴雨最大的落區(qū)位于蓮花山鄉(xiāng)，年平均暴雨日數(shù)達14 d，環(huán)繞著暴雨中心區(qū)的是鲘門-梅隴-聯(lián)安-縣城-可塘直至北部3鎮(zhèn)（公平、平東和黃羌），年平均暴雨日數(shù)為8.4～9.8 d，這與圖3中的水庫位置分布非常吻合，同時也與蓮花山脈的走向非常一致。西南部的小漠-鵝埠-赤石和東南部的陶河-赤坑-大湖最少，年平均暴雨日數(shù)僅有6.2～7.4 d。

大暴雨日數(shù)區(qū)域分布（圖略）主要是集中在蓮花山鄉(xiāng)及其東面的縣城和公平鎮(zhèn)，較之暴雨最集中落區(qū)的范圍更大，最南面的小漠鎮(zhèn)一直向東北方向延伸至北部的黃羌鎮(zhèn)是大暴雨次中心落區(qū)，西南部的鵝埠-赤石和東南部是大暴雨發(fā)生最少的區(qū)域，這與暴雨日數(shù)的區(qū)域基本相同。

圖4 2011—2015年海豐縣暴雨日數(shù)區(qū)域分布（單位：d）

以任一站點出現(xiàn)暴雨作為1個暴雨日，2011—2015年海豐縣共出現(xiàn)暴雨日165 d，年平均33 d，但超過3/4站點同時出現(xiàn)暴雨僅有14 d。以當日不超過3個站點同時出現(xiàn)暴雨作為海豐縣局地性暴雨的標準。2011—2015年海豐縣共出現(xiàn)局地暴雨103 d，占總暴雨日的62.4%，其中單站暴雨日有62 d，可見海豐縣暴雨發(fā)生頻繁的同時，局地性非常明顯?？臻g分布上以蓮花山鄉(xiāng)最多，為27 d；縣城和黃羌為2個次中心，分別為20和18 d；赤坑最少，僅有4 d。而時間分布上集中在汛期4—9月，占總?cè)諗?shù)的92.2%，特別是6和7月最多，分別為23和22 d，2月無局地性暴雨。

3 暴雨分區(qū)預警的可行性

暴雨分區(qū)預警的實現(xiàn)主要依靠精細化預報業(yè)務的發(fā)展?；诟邥r空分辨率的精細化格點預報，經(jīng)過人機交互訂正，充分融合當?shù)氐牡乩淼匦蔚刃畔⒑?，可提供更加精細化、針對性強的預報預警服務。同時，預警信息多渠道發(fā)布，使社會公眾和各級政府及時獲取預警信息，同樣也是暴雨分區(qū)預警可行的重要條件。

3.1 精細化預報的實施與效果

2014年4月，正式上線天氣預報圖形化網(wǎng)格編輯系統(tǒng)（GIFT），做到省內(nèi)2.5°×2.5°經(jīng)緯度格點的3 d內(nèi)逐1 h的定時、定點精細化預報，實現(xiàn)省、市精細化網(wǎng)格預報業(yè)務的正式運行。通過精細化格點預報業(yè)務系統(tǒng)，可以隨時獲得3 km網(wǎng)格的中短期預報產(chǎn)品。而在短時臨近預報預警方面，廣東省氣象臺自主研發(fā)的災害性天氣綜合臨近預報系統(tǒng)“雨燕”（GRAPES-SWIFT）、國家級短時臨近預報系統(tǒng)“天鵝”（SWAN）等短時臨近預報系統(tǒng)，可實時顯示氣象自動站點實況和加載衛(wèi)星云圖，獲取各種短時臨近產(chǎn)品，如雷達拼圖、回波頂高、雷達定量降水預報QPF 1 h、QPF 3 h等；同時汕尾本地新一代多普勒天氣雷達（CINRAD-SA）、區(qū)域中尺度自動氣象站和籌建中的風廓線天氣雷達等監(jiān)測網(wǎng)絡，可快速準確判斷出暴雨落區(qū)和暴雨區(qū)的移動，這在過去幾年的短時臨近預報預警服務中已得到了很好的應用，效果明顯，可作為暴雨分區(qū)預警最堅實有力的技術(shù)支撐。

3.2 預警信息發(fā)布渠道建設

“最后一千米”問題一直是氣象災害預警和氣象服務的根本問題，也是精細化預報服務關鍵問題之一［8］。對于具有突發(fā)性、局地性等特點的暴雨，由于影響時間短，如果延誤了發(fā)布時機，就會降低發(fā)布的效果，有時甚至等氣象部門發(fā)布了暴雨信號時雨已經(jīng)減弱或停了。因此，建設暢通的發(fā)布渠道非常緊迫，廣東省突發(fā)事件預警信息發(fā)布平臺的投入使用，不僅解決了預警短信、12121傳真、12121外呼等一鍵發(fā)布的問題，而且順應以互聯(lián)網(wǎng)為市民獲取各種信息的主渠道的今天，內(nèi)鏈了廣東應急氣象網(wǎng)、廣東天氣微信、廣東應急氣象客戶端和廣東應急氣象頻道等。此外，本地客戶端，如汕尾氣象官方網(wǎng)站、汕尾天氣微博和微信及手機APP客戶端的開通，使得發(fā)布天氣預警信息的傳播更加便捷、及時和高效。海豐縣鄉(xiāng)鎮(zhèn)氣象服務站的建設投入使用，還有即將開始的農(nóng)村大喇叭和顯示屏建設，將可解決預警信息傳送的“最后一公里”問題，更可大大提高分區(qū)暴雨預警的效果。

3.3 暴雨分區(qū)預警的設計

第2章統(tǒng)計結(jié)果表明，海豐縣暴雨存在明顯的時空分布不均，暴雨主要集中在汛期4—9月，空間分布上西南部和東南部最少，鲘門-梅隴-聯(lián)安-縣城（包括蓮花山鄉(xiāng)）-可塘直至北部三鎮(zhèn)（公平、平東和黃羌）為暴雨主要落區(qū)。局地暴雨明顯，2011—2015年發(fā)生局地暴雨日占同期總暴雨日的比例高達62.4%，這與境內(nèi)特殊的地形特點有密切的關系。因此，海豐縣暴雨預警分區(qū)如圖5所示。

雖然通過統(tǒng)計分析海豐縣暴雨的氣候特征和區(qū)域分布，提出預警分區(qū)的初步設計，但為了使得預警發(fā)布的時效性更強、區(qū)域更精確、速度更快，還應制定分區(qū)預警的標準，逐步完善分區(qū)預警的服務模式。在實際的預報服務過程中，應根據(jù)具體的天氣過程，把握天氣系統(tǒng)的演變，結(jié)合衛(wèi)星云圖、多普勒雷達和自動站資料，確定暴雨的落區(qū)和移動方向，在初步分區(qū)設計的基礎上，靈活運用，不同的區(qū)域間合并，增加或者減少某一鄉(xiāng)鎮(zhèn)。總之，不管區(qū)域如何劃分，都要以防災減災為重點，及時準確地發(fā)布暴雨預警信號。

圖5 海豐縣暴雨預警分區(qū)設計

［1］林朗，王俊平，黃海燕，等.香港雷達圖在汕尾市暴雨預警信號發(fā)布中的應用［J］.廣東氣象，2004，26（4）：22-23.

［2］肖偉軍，劉運策.暴雨預警信號發(fā)布策略與技巧初探［J］.廣東氣象，2004，26（3）：28-29.

［3］李海鷹，徐寧軍.中山市預警信號發(fā)布初探［J］.廣東氣象，2004，26（4）：20-21.

［4］江崟，曹春燕.對深圳市幾場典型暴雨的預警信號發(fā)布情況的探討［J］.廣東氣象，2002，24（S1）：7-10.

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［6］張蕾.暴雨臺風預警信號組合發(fā)布技巧初探［J］.廣東氣象，2000，22（3）：14-16.

［7］杜小松，謝健標.一次持續(xù)強降水過程中惠州預警信號的發(fā)布［J］.廣東氣象，2006，28（4）：4.

［8］蘭紅平，魏曉琳，李程.精細化預報預警平臺在深圳的試驗應用［J］.氣象科技進展，2013，3（6）：19-26.

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［13］林應河.地形對兩陽、清遠、海陸豐前汛期暴雨的作用［J］.熱帶地理，1984（1）：30-37.

P49

A

10.3969/j.issn.1007-6190.2016.05.015

2016-03-25

鐘平威（1980年生），男，工程師，現(xiàn)從事天氣預報和氣象服務工作。E-mail：zpw@swqx.com.cn

鐘平威，黃藝億，林燕萍.海豐縣暴雨分區(qū)預警的必要性與可行性［J］.廣東氣象，2016，38（5）：60-63.