朱鐵 施鋒 毛宇

摘 要 自然災(zāi)害是影響我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要制約因素，因其是不可預(yù)知，且破壞力極大，所以給國(guó)家?guī)?lái)的損失往往不可彌補(bǔ)?；诖?，對(duì)多種自然災(zāi)害的預(yù)報(bào)預(yù)警系統(tǒng)出發(fā)來(lái)展開(kāi)敘述，并對(duì)我國(guó)現(xiàn)有的自然災(zāi)害氣象預(yù)報(bào)預(yù)警系統(tǒng)的相關(guān)完善提出建議。

關(guān)鍵詞 自然災(zāi)害；氣象預(yù)報(bào)；預(yù)警系統(tǒng)

中圖分類號(hào)：P694；P457 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B 文章編號(hào)：1673-890X（2015）21--02

自然災(zāi)害是制約人類社會(huì)和經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的重要因素。我國(guó)幅員遼闊，地形、地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，自然災(zāi)害發(fā)生頻率高，且類型較多，不易預(yù)知和控制，不僅給人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全帶來(lái)了嚴(yán)重的威脅，也給國(guó)家和社會(huì)安全帶來(lái)了不可估量的損失。特別是近幾十年來(lái)，全球氣候變暖正沿著不可逆轉(zhuǎn)的趨勢(shì)持續(xù)上升，再加上一些極端天氣等氣候事件時(shí)有發(fā)生，嚴(yán)重阻礙了我國(guó)經(jīng)濟(jì)的進(jìn)一步發(fā)展。

1 災(zāi)害氣象預(yù)報(bào)預(yù)警系統(tǒng)在我國(guó)的應(yīng)用

自進(jìn)入新世紀(jì)，自然災(zāi)害問(wèn)題已引起了我國(guó)的高度重視，對(duì)氣候變化和防御自然災(zāi)害的相關(guān)工作受到了社會(huì)各界的高度關(guān)注和支持，這在一定程度上有助于我們國(guó)家的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展和持續(xù)進(jìn)步。2006年和2007年，我國(guó)相繼出臺(tái)了2部相關(guān)的法律。同時(shí)，不斷改進(jìn)并逐步完善與災(zāi)害防御有關(guān)的法律和制度，不斷提高災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)水平，不斷擴(kuò)大災(zāi)害應(yīng)急避險(xiǎn)的科普宣傳工作，在一些災(zāi)害種類上的預(yù)報(bào)預(yù)警系統(tǒng)也有了一定發(fā)展。

1.1 山洪災(zāi)害

山洪災(zāi)害形成于地質(zhì)條件、地貌狀況、氣象條件和人類工程活動(dòng)等多種因素的綜合作用，特別是強(qiáng)降雨，是誘發(fā)山洪災(zāi)害的主要因素[1]。由此看來(lái)，山洪災(zāi)害預(yù)報(bào)預(yù)警的關(guān)鍵問(wèn)題就上升為研究降水與山洪災(zāi)害的分布特點(diǎn)這兩者之間的關(guān)系。近段時(shí)間以來(lái)，國(guó)內(nèi)多個(gè)省市通過(guò)統(tǒng)計(jì)分析當(dāng)?shù)氐纳胶闉?zāi)害時(shí)空分布特征和降水過(guò)程的特點(diǎn)，有針對(duì)性地建立了山洪災(zāi)害氣象條件等級(jí)預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)系統(tǒng)。

對(duì)上述系統(tǒng)的分析成果表明，山洪災(zāi)害具有很大的隨機(jī)性和不確定性，但究其本質(zhì)，又具有很大的規(guī)律性；當(dāng)日降水量雖然是引發(fā)山洪災(zāi)害的最主要、最直接因素，但前期的有效降水和連續(xù)降水累計(jì)值也推動(dòng)了山洪地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生，它們之間有著千絲萬(wàn)縷的關(guān)系。將日綜合雨量、累計(jì)有效降雨量等控制性指標(biāo)共同作為預(yù)報(bào)預(yù)警山洪災(zāi)害的臨界雨量，再將雨量預(yù)報(bào)模型應(yīng)用于災(zāi)害等級(jí)的預(yù)警預(yù)報(bào)系統(tǒng)已取得了相對(duì)規(guī)模的成果，且實(shí)踐證明，這種方法十分有效。

依據(jù)當(dāng)?shù)氐臑?zāi)情資料和降水資料和本地國(guó)土資源廳提供的地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)程度區(qū)劃圖，統(tǒng)計(jì)分析當(dāng)?shù)胤秶鷥?nèi)的每個(gè)月的山洪災(zāi)害發(fā)生次數(shù)與每月平均降水量之間的相互關(guān)系，并得出山洪災(zāi)害的總次數(shù)與日降水量≥25 mm大雨以上量級(jí)降水總?cè)諗?shù)的空間分布關(guān)系，總結(jié)出山洪災(zāi)害與降水之間的時(shí)空分布特征；根據(jù)日綜合雨量與山洪災(zāi)害發(fā)生次數(shù)的關(guān)系確定各預(yù)報(bào)預(yù)警風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)的臨界雨量值，將兩者應(yīng)用于預(yù)報(bào)預(yù)警效果的檢驗(yàn)，經(jīng)過(guò)綜合分析并最終得出結(jié)論。

1.2 降雨型災(zāi)害

黃土高原及秦巴山地的自然地理狀況和地質(zhì)條件均比較復(fù)雜，在這一類地區(qū)的災(zāi)害類型主要有滑坡、崩塌、泥石流以及地面塌陷等，誘發(fā)這些災(zāi)害的主要原因是地質(zhì)地貌的固有屬性、地層巖性、降水和人類活動(dòng)等因素的相互影響、相互約束，一旦地質(zhì)環(huán)境的穩(wěn)定狀態(tài)遭到破壞，勢(shì)必引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害[2]。研究表明，強(qiáng)暴雨天氣和連續(xù)降雨是災(zāi)害發(fā)生的主要導(dǎo)火索，它隱含著誘發(fā)災(zāi)害的臨界降雨量。因此，運(yùn)用不同地域的臨界雨量作為本地的預(yù)警系統(tǒng)研發(fā)是不可行的，僅僅從降水這個(gè)單一角度來(lái)確定臨界雨量遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，不同地域?yàn)?zāi)害發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃也是必不可少的一個(gè)關(guān)鍵內(nèi)容。在降雨型災(zāi)害氣象預(yù)報(bào)預(yù)警模型的基礎(chǔ)上，應(yīng)將氣象和災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)的耦合關(guān)系進(jìn)行綜合考慮，以建立降雨型災(zāi)害氣象的預(yù)報(bào)預(yù)警系統(tǒng)。

當(dāng)前的災(zāi)害預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)技術(shù)和方法研究大體上分為2類：一類是由日本學(xué)者率先提出的以災(zāi)害發(fā)生的內(nèi)在機(jī)理和實(shí)驗(yàn)分析來(lái)建立模型從而開(kāi)展預(yù)報(bào)工作；另一類是采取對(duì)降雨進(jìn)行觀測(cè)的方法，通過(guò)數(shù)理統(tǒng)計(jì)來(lái)研究當(dāng)?shù)氐慕涤炅俊⒔涤陱?qiáng)度和降雨過(guò)程與災(zāi)害在空間分布與時(shí)間上的對(duì)應(yīng)關(guān)系，根據(jù)研究結(jié)果，建立降雨型災(zāi)害的預(yù)報(bào)預(yù)警系統(tǒng)，這種系統(tǒng)還可用于檢測(cè)滑坡、崩塌、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害，從某種意義上來(lái)說(shuō)，它也是一種時(shí)空耦合。

基于一定的系統(tǒng)平臺(tái)和相關(guān)的系統(tǒng)模塊，得出相應(yīng)的結(jié)果，在降雨型災(zāi)害預(yù)警預(yù)報(bào)系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)的輸出主要有3種方式，將后臺(tái)運(yùn)行結(jié)果直接轉(zhuǎn)化為圖片便于利用；將地理信息系統(tǒng)GIS技術(shù)應(yīng)用于結(jié)果分析，以便在短時(shí)預(yù)報(bào)平臺(tái)中能夠得到精確詳細(xì)的顯示。此外，預(yù)報(bào)平臺(tái)還具備放大、縮小和拖動(dòng)功能，在預(yù)報(bào)結(jié)果中，紅色代表災(zāi)害發(fā)生的可能性很大、橙色次之、黃色最小。

1.3 滑坡災(zāi)害

近年來(lái)，滑坡災(zāi)害預(yù)警預(yù)報(bào)工作取得了較為顯著的成果。目前，關(guān)于此種災(zāi)害的預(yù)警方法有面狀預(yù)警和點(diǎn)狀預(yù)警兩種，且以面狀預(yù)警為主。面狀預(yù)警的突出特點(diǎn)是預(yù)警單元面積大，在國(guó)內(nèi)，更是將預(yù)警單元提升為上萬(wàn)平方千米，這就對(duì)結(jié)果的精確度造成了一定的影響，因此，政府為了提高工作效益，逐漸加強(qiáng)了“點(diǎn)狀”預(yù)警在預(yù)警工作中的應(yīng)用。在國(guó)內(nèi)，浙江省山區(qū)面積較大，且臺(tái)風(fēng)、暴雨等自然災(zāi)害發(fā)生頻繁，再加上山體穩(wěn)定性差，突發(fā)性的災(zāi)害較多，極易導(dǎo)致滑坡災(zāi)害的發(fā)生[3]。針對(duì)這一災(zāi)害的防災(zāi)形勢(shì)，應(yīng)開(kāi)展小范圍的災(zāi)害預(yù)警預(yù)報(bào)工作，也就是滑坡“點(diǎn)狀”災(zāi)害預(yù)警預(yù)報(bào)，以最大程度的縮小預(yù)警范圍，從而提高預(yù)警精度。

點(diǎn)狀預(yù)警工作的基本工作原理是將近似于“點(diǎn)狀”的行政村作為一個(gè)預(yù)警單元，并對(duì)一些典型的預(yù)警單位展開(kāi)實(shí)地調(diào)查，全面收集有關(guān)地形、地貌、基礎(chǔ)地質(zhì)、歷年地質(zhì)災(zāi)害區(qū)劃調(diào)查等相關(guān)資料，并分析每個(gè)預(yù)警單元發(fā)生滑坡地質(zhì)災(zāi)害潛在能力的大小和災(zāi)害發(fā)生時(shí)降雨閾值之間的相互關(guān)系，建立有針對(duì)性的以降雨大小為變量預(yù)警系統(tǒng)。

滑坡災(zāi)害預(yù)警預(yù)報(bào)系統(tǒng)通常將系統(tǒng)作為載體，根據(jù)需要選擇合適的系統(tǒng)模型來(lái)研究出合理的預(yù)警方法。建立一個(gè)預(yù)警模型通常有統(tǒng)計(jì)分析法、機(jī)理分析法和其它監(jiān)測(cè)方法3種。統(tǒng)計(jì)分析法旨在通過(guò)統(tǒng)計(jì)與對(duì)比分析歷史降雨數(shù)據(jù)和地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生情況，得到滑坡災(zāi)害的時(shí)空分布與凈雨過(guò)程的關(guān)系，即兩者之間的定性、半定量或定量關(guān)系。機(jī)理分析法是將水文學(xué)方法作為首要的分析方法，將出發(fā)點(diǎn)定在降雨-滲流-災(zāi)害發(fā)生的過(guò)程，分析滑坡災(zāi)害的形成機(jī)理，常見(jiàn)的有抽象模型法、數(shù)值模擬法、室內(nèi)模擬實(shí)驗(yàn)法和現(xiàn)場(chǎng)模擬實(shí)驗(yàn)法等4種類型。

1.4 汛期災(zāi)害

每年的汛期，由于降雨、暴雨所誘發(fā)的自然災(zāi)害現(xiàn)象比比皆是。而諸如一些不穩(wěn)定斜坡、危巖、變形體等的并未發(fā)生明顯位移的自然災(zāi)害所隱含的潛在危害還未被人們所認(rèn)知，一旦處于強(qiáng)降雨條件下，這些不易察覺(jué)的潛在危險(xiǎn)將會(huì)引發(fā)新的滑坡、崩塌、泥石流，給人類社會(huì)帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)損失[4]。汛期氣象地質(zhì)災(zāi)害預(yù)報(bào)預(yù)警系統(tǒng)就是通過(guò)將降雨誘發(fā)災(zāi)害的因素進(jìn)行概率量化，再根據(jù)降雨量的大小判斷出誘發(fā)滑坡、崩塌、泥石流的發(fā)生概率，然后進(jìn)行系統(tǒng)性的整合，得出某一降雨范圍內(nèi)災(zāi)害發(fā)生的較精確的概率值，以便對(duì)災(zāi)害易發(fā)區(qū)的預(yù)報(bào)概率做出準(zhǔn)確判斷。

2 我國(guó)災(zāi)害氣象預(yù)報(bào)預(yù)警系統(tǒng)的完善

由以上內(nèi)容可知，我國(guó)的災(zāi)害氣象預(yù)報(bào)預(yù)警系統(tǒng)已應(yīng)用于多個(gè)領(lǐng)域，且都取得了一定的成果，但本質(zhì)上的工作卻也還存在著一些缺陷，若想使當(dāng)前的預(yù)報(bào)預(yù)警系統(tǒng)工作進(jìn)一步發(fā)展，還需注意以下幾點(diǎn)。

2.1 建立健全相關(guān)法律法規(guī)體系

自然災(zāi)害影響著社會(huì)生活的方方面面，它需要政府、有關(guān)部門(mén)和社會(huì)公眾的共同努力。出臺(tái)有關(guān)自然災(zāi)害防御體系的相關(guān)法律法規(guī)，明確落實(shí)各級(jí)人民政府及有關(guān)部門(mén)在自然災(zāi)害預(yù)防工作中的職責(zé)和任務(wù)，規(guī)范和強(qiáng)化自然災(zāi)害的規(guī)劃以及自然災(zāi)害預(yù)警的信息發(fā)布、應(yīng)急響應(yīng)工作，為自然災(zāi)害發(fā)生較頻繁地區(qū)的重大工程建設(shè)和城鄉(xiāng)規(guī)劃建設(shè)提供自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估；細(xì)化各種自然災(zāi)害尤其是極端自然災(zāi)害的預(yù)防具體措施；著重突出和明確自然災(zāi)害的應(yīng)急機(jī)制和措施，從而達(dá)到健全自然災(zāi)害防御法律法規(guī)體系的目的。

2.2 提升防范能力

做好防災(zāi)抗災(zāi)減災(zāi)救災(zāi)工作的重要基礎(chǔ)是對(duì)自然災(zāi)害進(jìn)行及時(shí)準(zhǔn)確的監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)。制定符合我國(guó)氣象及其衍生災(zāi)害的綜合監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，對(duì)自然災(zāi)害多發(fā)點(diǎn)進(jìn)行有針對(duì)性的建設(shè)規(guī)劃，完善相關(guān)的綜合監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)，協(xié)調(diào)各部門(mén)制定國(guó)家氣象及其衍生災(zāi)害監(jiān)測(cè)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和觀測(cè)規(guī)范，最終提高自然災(zāi)害的綜合監(jiān)測(cè)能力[5]。

3 結(jié)論

全球氣候變暖，極端天氣氣候不斷發(fā)生成為這一時(shí)代人們所面對(duì)的常見(jiàn)氣象狀況，因此，防御極端天氣氣候事件成為社會(huì)各界關(guān)注的重點(diǎn)。我們?cè)诩訌?qiáng)科學(xué)研究力度的基礎(chǔ)上，還要注重與國(guó)外的合作研究，掌握極端天氣氣候事件的長(zhǎng)期變化規(guī)律，以提高對(duì)極端天氣氣候事件的預(yù)報(bào)準(zhǔn)確度。同時(shí)，不斷將新技術(shù)、新工藝應(yīng)用于預(yù)報(bào)預(yù)警系統(tǒng)中，加大系統(tǒng)的自動(dòng)化程度。

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（責(zé)任編輯：趙中正）