陜西2018年4月強(qiáng)寒潮天氣過(guò)程決策服務(wù)探討

杜莉麗，劉嘉慧敏 ，張 黎，王 娜

(1.陜西省氣象臺(tái)，西安 710014；2.陜西省氣候中心，西安 710014)

20世紀(jì)以來(lái)，全球氣候正經(jīng)歷一次以變暖為主要特征的顯著變化，導(dǎo)致了各種極端氣候事件發(fā)生頻率的加快且強(qiáng)度有加劇的趨勢(shì)[1-2]。其中，強(qiáng)降溫引起的霜凍、雪災(zāi)等氣象災(zāi)害對(duì)越冬作物及農(nóng)牧業(yè)等的危害十分嚴(yán)重，有時(shí)甚至是毀滅性的[3-5]，同時(shí)災(zāi)害性天氣也是天氣氣候預(yù)報(bào)的難點(diǎn)。2018年4月3—7日，陜西出現(xiàn)區(qū)域性強(qiáng)寒潮天氣，并伴有大范圍降雨，導(dǎo)致冬小麥、果樹(shù)、花卉等遭受?chē)?yán)重凍害，直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)28億之多。前期氣溫偏高、日照充足，致使陜西中南部地區(qū)冬小麥和主要經(jīng)濟(jì)林果生育期提前，而冷空氣勢(shì)力強(qiáng)大，降溫急劇，是導(dǎo)致凍害發(fā)生的直接原因。針對(duì)這次嚴(yán)重的寒潮天氣，陜西省各級(jí)氣象部門(mén)及時(shí)開(kāi)展了預(yù)報(bào)決策氣象服務(wù)，取得了較好的效果。但還存在一些問(wèn)題和薄弱環(huán)節(jié)，信息發(fā)布的渠道欠缺等。本文將重點(diǎn)分析此次嚴(yán)重凍害的天氣形勢(shì)及致災(zāi)成因，決策服務(wù)的特點(diǎn)和服務(wù)過(guò)程中存在的問(wèn)題，并就如何進(jìn)一步提升應(yīng)急決策服務(wù)總體水平進(jìn)行探討。

1 天氣和災(zāi)情實(shí)況

2018年4月3—7日，受強(qiáng)冷空氣影響，陜北、關(guān)中多地出現(xiàn)5～6級(jí)大風(fēng)，8縣(市)瞬時(shí)風(fēng)力超過(guò)7級(jí)，其中華山站瞬時(shí)風(fēng)速達(dá)30.1 m/s，部分縣(市)出現(xiàn)揚(yáng)沙或浮塵。隨著強(qiáng)冷空氣入侵，全省氣溫明顯下降。4—7日全省大部最低氣溫下降了9.6～18.9 ℃，過(guò)程最低氣溫出現(xiàn)在7日凌晨，其中陜北降至-10～-2 ℃，關(guān)中、陜南降至-8～5 ℃。過(guò)程平均氣溫降幅在7～16 ℃，全省49縣(區(qū))達(dá)到寒潮標(biāo)準(zhǔn)，10縣(區(qū))達(dá)到強(qiáng)降溫標(biāo)準(zhǔn)，21縣(區(qū))達(dá)到中等強(qiáng)度降溫標(biāo)準(zhǔn)，為全省區(qū)域性寒潮天氣。寒潮降溫并伴有降水，4—5日陜西全省出現(xiàn)降雨天氣，其中洋縣4日出現(xiàn)當(dāng)年首站暴雨(62.2 mm)，日降雨量超過(guò)當(dāng)?shù)?月極大值。

4月3—7日強(qiáng)寒潮天氣，致使關(guān)中部分縣(市)已拔節(jié)的冬小麥?zhǔn)軆觯O(píng)果、核桃、獼猴桃、櫻桃、釀酒葡萄、杏、桃、板栗、烤煙等經(jīng)濟(jì)林果等也遭受不同程度的凍害。其中，蘋(píng)果受災(zāi)最嚴(yán)重。大風(fēng)致使渭南設(shè)施大棚西瓜棚膜嚴(yán)重受損，漢中南鄭縣部分煙苗大棚吹毀，部分工廠、車(chē)間的頂棚也被掀翻。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，這次強(qiáng)寒潮天氣過(guò)程共造成8市35縣(區(qū)、市)158.9萬(wàn)人，19.51×104hm2農(nóng)作物受災(zāi)，其中農(nóng)作物絕收面積4.15×104hm2，直接經(jīng)濟(jì)損失約27.98億元。

2 天氣形勢(shì)分析

2.1 高空環(huán)流形勢(shì)

4月3日08時(shí)，500 hPa歐亞中高緯度維持穩(wěn)定的兩槽一脊型，脊區(qū)位于咸海以北地區(qū)，巴爾喀什湖到貝加爾湖之間為寬廣的槽區(qū)，伴有-44 ℃的冷中心，我國(guó)河套以北地區(qū)處于冷槽底部等溫線密集的鋒區(qū)，同時(shí)東亞大槽穩(wěn)定位于我國(guó)東北地區(qū)至日本海上空。隨著冷空氣逐漸東移南下，5日20時(shí)，鋒區(qū)南壓至黃河以南地區(qū)，-44 ℃冷中心位于貝湖以東地區(qū)，冷槽控制我國(guó)中東部地區(qū)，脊區(qū)移至新疆以北，小股冷空氣擴(kuò)散南下，在陜西形成了一個(gè)溫度槽，槽后較強(qiáng)的偏北氣流將冷空氣向陜西上空輸送。高空鋒區(qū)逐漸南移過(guò)程中，不斷引導(dǎo)低層和近地面冷空氣擴(kuò)散南下，形成了有利于大風(fēng)、降溫天氣的大尺度背景場(chǎng)。

4月3日08時(shí)，700 hPa貝加爾湖南部的溫度鋒區(qū)較500 hPa更為狹窄，等溫線密集區(qū)位于40°N附近，鋒區(qū)強(qiáng)度可達(dá)20 ℃/10緯度，0 ℃線位于河套地區(qū)。歐亞大陸溫度場(chǎng)和高度場(chǎng)環(huán)流特征與500 hPa有類(lèi)似的配置，河套東北部高度場(chǎng)與溫度場(chǎng)交角較大，冷平流輸送明顯。陜西地區(qū)為8 ℃的暖中心，使得后期的降溫幅度增大。5日08時(shí)，貝加爾湖以南冷中心在東移過(guò)程中南壓約5個(gè)緯距，0 ℃線南壓至陜南以南，河套地區(qū)偏北風(fēng)速達(dá)24 m/s以上，冷平流較強(qiáng)。

2.2 地面環(huán)流形勢(shì)

4月2日08時(shí)，地面冷高壓中心位于巴爾喀什湖和貝加爾湖之間(圖1a)，冷高壓中心氣壓達(dá)1 042.5 hPa，我國(guó)東北—河套—新疆一線存在東西向冷鋒，陜西受熱低壓控制。5日20時(shí)地面上(圖1b)，冷高壓中心位于貝加爾湖西邊，其中心氣壓值增至1 047 hPa。陜西處于冷高壓前部等壓線密集區(qū)。隨后，在500 hPa高空偏北氣流引導(dǎo)下，地面強(qiáng)冷高壓進(jìn)一步南壓，引起全省大范圍的降溫、大風(fēng)天氣。

圖1 海平面氣壓場(chǎng)(單位為hPa；a 2018-04-02T08；b 2018-04-05T08)

3 致災(zāi)成因

3.1 前期氣候背景異常

2018年3月陜西省降水時(shí)空分布不均，陜北大部偏少,陜北南部、關(guān)中中部和陜南西南部偏多；3月日照時(shí)數(shù)113～247 h，較常年同期大部偏多。2018年3月下旬至4月初，陜西省氣溫異常偏高，全省平均氣溫14.3 ℃，較常年同期偏高5.2 ℃，是1961年以來(lái)歷史同期第一偏高年份。3月下旬陜西省大部氣溫出現(xiàn)連續(xù)10天的攀升，27—28日最高氣溫升至25～31 ℃，其中米脂、子洲、蒲城、韓城、寶雞縣、扶風(fēng)、乾縣、大荔、臨潼等9縣(市)日最高氣溫超過(guò)建站以來(lái)3月日最高氣溫的最大值。4月2—3日，全省最高氣溫升至27～34 ℃。

前期日照充足、氣溫高，導(dǎo)致作物生長(zhǎng)期提前。據(jù)陜西省農(nóng)業(yè)遙感與經(jīng)濟(jì)作物中心制作的“陜西農(nóng)業(yè)氣象月報(bào)”資料顯示，截止3月末，陜南中西部冬小麥處于孕穗至抽穗期，商洛、關(guān)中和延安南部冬小麥處于拔節(jié)期；陜南茶區(qū)進(jìn)入開(kāi)采期，較常年提前4～7 d；渭北大櫻桃處于盛花期～座果期；關(guān)中獼猴桃處于展葉期；蘋(píng)果果區(qū)陸續(xù)進(jìn)入開(kāi)花期。

3.2 過(guò)程降溫偏強(qiáng)

強(qiáng)冷空氣從4月4日凌晨開(kāi)始，自北向南先后影響陜西省，全省過(guò)程日平均氣溫下降9～12 ℃，局地達(dá)12～17 ℃。 4月上旬全省平均極端最低氣溫-2.0 ℃，是1979年以來(lái)歷史同期第一低值年，其與3月下旬的平均極端最高氣溫相差30.1 ℃，為1961年以來(lái)歷史同期第一高值；陜西主要林果區(qū)洛川、銅川、白水等6縣(區(qū))氣溫相差范圍在29～31 ℃，除鎮(zhèn)安外，其余縣為1961年以來(lái)歷史同期第一高值(表1)。

表1 2018年3月下旬與4月上旬陜西主要林果區(qū)極端氣溫比較

注：資料來(lái)源于陜西省氣候中心。

前期氣溫偏高，加之強(qiáng)冷空氣入侵，造成全省降溫急劇，且低溫持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，導(dǎo)致陜西冬小麥、蘋(píng)果、核桃、獼猴桃、櫻桃、釀酒葡萄、杏、桃、板栗等遭受不同程度的凍害，甚至減產(chǎn)絕收。其中，受災(zāi)最嚴(yán)重的是蘋(píng)果。以洛川為例，最低氣溫由3日的25.6 ℃下降至7日的-5 ℃，降溫幅度高達(dá)30.6 ℃。強(qiáng)降溫過(guò)程導(dǎo)致關(guān)中北部及陜北約三成果園發(fā)生輕度花期凍害，四成果園發(fā)生中度花期凍害，三成果園發(fā)生重度花期凍害。

3.3 過(guò)程風(fēng)害顯著

4月3日夜間開(kāi)始，受強(qiáng)冷空氣南下影響，地面冷高壓前部等壓線密集，渭南市出現(xiàn)大風(fēng)天氣，平均風(fēng)速達(dá)16.1 m/s，華山站6日07時(shí)極大風(fēng)速達(dá)30.1 m/s。此次大風(fēng)強(qiáng)度大、來(lái)勢(shì)猛、持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，造成部分農(nóng)業(yè)設(shè)施大棚受損嚴(yán)重。截止4日16時(shí)統(tǒng)計(jì)，此次災(zāi)害已造成華陰、潼關(guān)2縣市3鎮(zhèn)辦不同程度受災(zāi)，受災(zāi)人口305人，受災(zāi)農(nóng)作物面積35 hm2，直接經(jīng)濟(jì)損失94萬(wàn)元。漢中南鄭部分煙苗大棚被風(fēng)吹毀。

4 服務(wù)要點(diǎn)分析

針對(duì)此次寒潮天氣過(guò)程，陜西省各級(jí)氣象部門(mén)都進(jìn)行了準(zhǔn)確預(yù)報(bào)和及時(shí)服務(wù)。陜西省氣象局從2018年4月3日啟動(dòng)了重大氣象災(zāi)害(寒潮)Ⅳ級(jí)應(yīng)急響應(yīng)，4月6日應(yīng)急解除。全省共發(fā)布寒潮藍(lán)色預(yù)警信號(hào)60期，大風(fēng)藍(lán)色預(yù)警信號(hào)63期，大風(fēng)黃色預(yù)警信號(hào)35期，霜凍預(yù)警信號(hào)25期，暴雨預(yù)警信號(hào)8期，雷電黃色預(yù)警信號(hào)5期。陜西省氣象臺(tái)4月2日09時(shí)發(fā)布了“大風(fēng)降溫降水消息”，準(zhǔn)確預(yù)報(bào)“4日至6日全省日平均氣溫下降8～10 ℃，局地12 ℃, 最低氣溫出現(xiàn)在6日至7日凌晨。”期間，省、市、縣氣象部門(mén)密切關(guān)注，滾動(dòng)制作中期、短期天氣預(yù)報(bào)。陜西省氣象局2日召開(kāi)新聞發(fā)布會(huì)，向媒體通報(bào)此次寒潮天氣形勢(shì)。陜西省氣象災(zāi)害應(yīng)急指揮部辦公室2日17時(shí)下發(fā)了《關(guān)于做好4月2—6日大風(fēng)降溫降水天氣應(yīng)對(duì)工作的緊急通知》，要求相關(guān)部門(mén)做好防御強(qiáng)降溫大風(fēng)措施，積極應(yīng)對(duì)大風(fēng)降溫，預(yù)防果樹(shù)凍害。省級(jí)決策服務(wù)人員及時(shí)向省委、省政府、省人大、省政協(xié)以及農(nóng)業(yè)、果業(yè)、水利、交通等部門(mén)報(bào)送了有關(guān)強(qiáng)降溫的“重要?dú)庀笮畔ⅰ?，指出“?qiáng)降溫對(duì)備耕春播生產(chǎn)十分有利，但對(duì)各種果樹(shù)開(kāi)花受粉及設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)亦會(huì)產(chǎn)生一定影響”。同時(shí)，通過(guò)電視、廣播、報(bào)紙、LED顯示屏、手機(jī)短彩信、微信群、QQ群等多種方式向社會(huì)公眾發(fā)布大風(fēng)強(qiáng)降溫降水消息。人影部門(mén)也提前做好了人工增雨作業(yè)準(zhǔn)備工作。在降雨、強(qiáng)降溫發(fā)生期間，決策服務(wù)人員打破常規(guī)，及時(shí)開(kāi)展加密服務(wù)。通過(guò)短信、傳真等方式，及時(shí)將6 h、12 h、24 h降雨量、降溫情況等發(fā)送至省委、省政府、省防汛指揮部、省農(nóng)業(yè)廳、省林業(yè)廳等，使省黨政領(lǐng)導(dǎo)和相關(guān)決策部門(mén)及時(shí)掌握降水實(shí)況及溫度變化情況。凍害發(fā)生后，陜西省各級(jí)氣象部門(mén)積極開(kāi)展災(zāi)情調(diào)查上報(bào)工作。

5 存在的不足

(1)對(duì)冷空氣強(qiáng)度預(yù)報(bào)整體把握較好，但在降溫幅度方面還缺乏精細(xì)性和準(zhǔn)確性。例如，4月2日發(fā)布的降水消息指出，“4—6日全省日平均氣溫下降8～10 ℃，局地12 ℃”。事實(shí)上關(guān)中北部、陜北大部日平均氣溫降幅超過(guò)12 ℃，榆林部分區(qū)縣甚至達(dá)到20 ℃。對(duì)部分區(qū)域降溫幅度把握不夠準(zhǔn)確，這可能導(dǎo)致部分農(nóng)戶對(duì)此次降溫的重視程度不夠，對(duì)可能造成的災(zāi)害的程度和范圍估計(jì)不足,以致造成較大損失。

(2)決策服務(wù)的提前量較短，僅在強(qiáng)冷空氣來(lái)臨前的24 h才向當(dāng)?shù)貨Q策部門(mén)開(kāi)展服務(wù)，且在服務(wù)材料中，只強(qiáng)調(diào)了強(qiáng)降溫對(duì)各種果樹(shù)開(kāi)花受粉、返青冬小麥及設(shè)施農(nóng)業(yè)產(chǎn)生一定影響，但忽略前期氣溫偏高情況，對(duì)劇烈的強(qiáng)降溫會(huì)造成多大、多重影響評(píng)估不足，為政府提供防災(zāi)減災(zāi)的決策建議可操作性不強(qiáng)。

(3)信息發(fā)布渠道仍然是氣象服務(wù)中的短板，預(yù)報(bào)預(yù)警信息沒(méi)有在第一時(shí)間實(shí)現(xiàn)全覆蓋。例如，在整個(gè)寒潮應(yīng)急過(guò)程中，陜西全省共發(fā)布了197次預(yù)警信號(hào)，所有的預(yù)警信息均提前預(yù)警，但部分預(yù)警信息在發(fā)布3～4 h后才發(fā)送到用戶手機(jī)上，存在信息傳播的滯后性和服務(wù)的“盲區(qū)”，一定程度上影響了防災(zāi)減災(zāi)的效果。

6 討論與建議

盡管陜西省各級(jí)氣象部門(mén)針對(duì)此次寒潮大風(fēng)天氣過(guò)程開(kāi)展的決策氣象服務(wù)工作取得了較好的效果，但此次災(zāi)害還是給農(nóng)業(yè)、果業(yè)、城鄉(xiāng)設(shè)施管理等諸多方面造成了一定影響，重大氣象災(zāi)害應(yīng)急決策服務(wù)水平仍需進(jìn)一步提升。結(jié)合此次過(guò)程和日常氣象災(zāi)害應(yīng)急決策服務(wù)工作經(jīng)驗(yàn)，提出如下建議。

(1)加強(qiáng)氣象數(shù)據(jù)質(zhì)量控制、加強(qiáng)災(zāi)害性天氣監(jiān)測(cè)和預(yù)報(bào)預(yù)警能力。首先，氣象服務(wù)成功與否與氣象預(yù)報(bào)預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確程度密切相聯(lián)。準(zhǔn)確的氣象預(yù)報(bào)是做好決策氣象服務(wù)的基礎(chǔ)。因此，陜西氣象部門(mén)要加快氣象現(xiàn)代化建設(shè)，加強(qiáng)各類(lèi)災(zāi)害性天氣的形成機(jī)理和變化規(guī)律的分析研究，不斷提高預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確率和精細(xì)化水平。其次，在天氣實(shí)況決策服務(wù)過(guò)程中，經(jīng)常需要用到自動(dòng)氣象站觀測(cè)資料，但由于質(zhì)量控制一直沒(méi)有得到很好的解決，從而影響服務(wù)效率。

(2)加強(qiáng)陜西決策服務(wù)數(shù)據(jù)支撐建設(shè)。加快陜西強(qiáng)降溫、暴雨、暴雪、大風(fēng)、高溫、持續(xù)低溫等氣象災(zāi)害歷史案例數(shù)據(jù)庫(kù)的開(kāi)發(fā)建設(shè)，并建立和氣象行業(yè)密切相關(guān)的農(nóng)業(yè)、環(huán)境、水利、交通等部門(mén)數(shù)據(jù)信息共享平臺(tái)。

(3)加快應(yīng)急信息發(fā)布系統(tǒng)建設(shè)。建立覆蓋全省的突發(fā)公共事件應(yīng)急信息綜合發(fā)布系統(tǒng)，并利用突發(fā)公共事件應(yīng)急信息發(fā)布系統(tǒng)建設(shè)完善部門(mén)間信息交流和應(yīng)用反饋機(jī)制，做好相關(guān)應(yīng)急服務(wù)需求綜合研判，為氣象災(zāi)害防御滾動(dòng)提供有針對(duì)性的決策產(chǎn)品，為氣象災(zāi)害的綜合防御和應(yīng)對(duì)提供及時(shí)的氣象服務(wù)。

(4)增加決策氣象服務(wù)科研投入。近年來(lái)雖然決策氣象服務(wù)工作受到的關(guān)注越來(lái)越高，但針對(duì)其科研項(xiàng)目支撐力度遠(yuǎn)不及業(yè)內(nèi)預(yù)報(bào)等其他領(lǐng)域，且綜合型專(zhuān)業(yè)服務(wù)人才缺乏。因此建議相關(guān)部門(mén)給予決策氣象服務(wù)工作更多的科研項(xiàng)目支持，讓決策服務(wù)人員在服務(wù)過(guò)程中有更大的動(dòng)力，不斷發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，研究解決辦法，最終提高決策服務(wù)的整體技術(shù)水平。