吳幸毓 邵穎斌 劉 銘

(福建省氣象臺(tái)，福建 福州 350001)

為了防御和減輕氣象災(zāi)害、保護(hù)國(guó)家和人民生命財(cái)產(chǎn)安全，依據(jù)《中華人民共和國(guó)氣象法》、《福建省氣象條例》、中國(guó)氣象局《氣象災(zāi)害預(yù)警信號(hào)發(fā)布與傳播辦法》、《福建省突發(fā)公共事件總體應(yīng)急預(yù)案》，結(jié)合本省實(shí)際，福建省人民政府辦公廳于2007年底印發(fā)了《福建省氣象災(zāi)害預(yù)警信號(hào)發(fā)布與傳播辦法》[1]。辦法所稱(chēng)氣象災(zāi)害預(yù)警信號(hào)(以下簡(jiǎn)稱(chēng)預(yù)警信號(hào))，是指縣級(jí)以上氣象主管機(jī)構(gòu)所屬的氣象臺(tái)站向社會(huì)公眾發(fā)布的預(yù)警信息。

針對(duì)冬季冷空氣過(guò)程，對(duì)應(yīng)有降溫和霜凍兩類(lèi)預(yù)警信號(hào)。依據(jù)氣象災(zāi)害可能造成的危害程度、緊急程度和發(fā)展態(tài)勢(shì)由輕到重，降溫預(yù)警信號(hào)分為四級(jí)，分別以藍(lán)色、黃色、橙色、紅色表示；霜凍預(yù)警信號(hào)分為三級(jí)，分別以藍(lán)色、黃色、橙色表示。統(tǒng)計(jì)2018年10月至2019年4月，全省共發(fā)布降溫藍(lán)色預(yù)警信號(hào)150站次、霜凍黃色預(yù)警信號(hào)83站次、霜凍藍(lán)色預(yù)警信號(hào)632站次。預(yù)警信號(hào)以服務(wù)為最終目的，現(xiàn)行發(fā)布標(biāo)準(zhǔn)是否存在個(gè)別級(jí)別標(biāo)準(zhǔn)過(guò)高，以至于不曾達(dá)到、形同虛設(shè)?又是否有個(gè)別級(jí)別因?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)過(guò)低，發(fā)布過(guò)于頻繁，導(dǎo)致對(duì)社會(huì)公眾的警示效果降低?

本文通過(guò)分析1960—2017年全省66個(gè)國(guó)家觀測(cè)站(不計(jì)入九仙山站)逐日最低氣溫，普查現(xiàn)行降溫、霜凍預(yù)警信號(hào)發(fā)布標(biāo)準(zhǔn)歷史達(dá)標(biāo)情況，為相關(guān)預(yù)警信號(hào)標(biāo)準(zhǔn)的重新核定提供參考。

1 預(yù)警信號(hào)標(biāo)準(zhǔn)與解析

1.1 降溫預(yù)警信號(hào)

現(xiàn)行降溫預(yù)警信號(hào)分為四級(jí)，包含了對(duì)降溫時(shí)效、降溫幅度(dT)和最低氣溫狀態(tài)(Tmin)的要求。比如，降溫藍(lán)色預(yù)警信號(hào)標(biāo)準(zhǔn)：“48小時(shí)內(nèi)最低氣溫將要下降8℃以上，最低氣溫小于等于5℃；或者已經(jīng)下降8℃以上，最低氣溫小于等于5℃，降溫仍在持續(xù)。”為方便對(duì)比理解，將各級(jí)別標(biāo)準(zhǔn)重要參數(shù)列于表1。

表1 各級(jí)降溫預(yù)警信號(hào)標(biāo)準(zhǔn)重要參數(shù) 單位：℃

同類(lèi)各級(jí)預(yù)警信號(hào)之間是遞進(jìn)關(guān)系，相互獨(dú)立，除了最高級(jí)紅色之外，其余三級(jí)需要進(jìn)一步明確各項(xiàng)參數(shù)的范圍，表2羅列降溫預(yù)警信號(hào)更細(xì)致具體的標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)。

表2 各級(jí)降溫預(yù)警信號(hào)標(biāo)準(zhǔn)解析 單位：℃

1.2 霜凍預(yù)警信號(hào)

現(xiàn)行霜凍預(yù)警信號(hào)分為三級(jí)，均針對(duì)未來(lái)24小時(shí)最低氣溫狀態(tài)(Tmin)進(jìn)行評(píng)判。比如，霜凍藍(lán)色預(yù)警信號(hào)標(biāo)準(zhǔn)：“24小時(shí)內(nèi)最低氣溫將要下降到4℃以下，并對(duì)農(nóng)業(yè)產(chǎn)生影響；或者已經(jīng)降到4℃以下，對(duì)農(nóng)業(yè)已經(jīng)產(chǎn)生影響，并可能持續(xù)?！北?給出各級(jí)別標(biāo)準(zhǔn)重要參數(shù)及細(xì)致解析。

表3 各級(jí)霜凍預(yù)警信號(hào)標(biāo)準(zhǔn)重要參數(shù)及解析 單位：℃

2 達(dá)標(biāo)情況分析

2.1 全省達(dá)標(biāo)情況

2.1.1 降溫預(yù)警信號(hào)

1960—2017年，全省各站從未達(dá)到降溫紅色預(yù)警信號(hào)發(fā)布標(biāo)準(zhǔn)，極少達(dá)到降溫橙色預(yù)警信號(hào)發(fā)布標(biāo)準(zhǔn)(僅3天、6站次)，集中在三明、南平、寧德三市的西北部高海拔地區(qū)，具體如下：1966年2月22日泰寧、建寧，1969年1月29日泰寧，2005年3月12日光澤、浦城、壽寧。

58年間，降溫藍(lán)色(黃色)預(yù)警信號(hào)年平均達(dá)標(biāo)169.1站次/年、18.4天/年(4.6站次/年、1.5天/年)。表4給出單日全省達(dá)標(biāo)情況統(tǒng)計(jì)結(jié)果，可見(jiàn)，降溫藍(lán)色預(yù)警信號(hào)相較于黃色等級(jí)，達(dá)標(biāo)范圍廣得多、頻次多得多。按現(xiàn)行省級(jí)降溫預(yù)警信號(hào)發(fā)布規(guī)定(全省≥6站達(dá)標(biāo))，平均每年至少7.93天(0.19天)符合省級(jí)降溫藍(lán)色(黃色)預(yù)警信號(hào)發(fā)布條件。對(duì)于最低級(jí)別的藍(lán)色預(yù)警信號(hào)(圖1)，最早出現(xiàn)在10月下旬，最晚結(jié)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年降溫黃色、藍(lán)色預(yù)警信號(hào)單日全省達(dá)標(biāo)統(tǒng)計(jì)

2.1.2 霜凍預(yù)警信號(hào)

表5展示1960—2017年各級(jí)別霜凍預(yù)警信號(hào)全省達(dá)標(biāo)情況。

表5 1960—2017年各級(jí)別霜凍預(yù)警信號(hào)全省達(dá)標(biāo)統(tǒng)計(jì)

霜凍預(yù)警信號(hào)的發(fā)布僅根據(jù)未來(lái)24小時(shí)最低氣溫進(jìn)行判斷，與降溫預(yù)警信號(hào)相比，標(biāo)準(zhǔn)單一，相對(duì)容易達(dá)標(biāo)。以霜凍藍(lán)色預(yù)警信號(hào)為例，58年間，年平均達(dá)標(biāo)天數(shù)高達(dá)86.9天/年，相當(dāng)于整個(gè)冬半年將近一半的時(shí)間(3個(gè)月)里全省至少有一個(gè)臺(tái)站發(fā)布該信號(hào)；而與其低溫條件相近，且同樣考察未來(lái)24小時(shí)內(nèi)變化的降溫黃色預(yù)警信號(hào)，相應(yīng)數(shù)據(jù)僅為1.5天/年，是其1/58。

對(duì)比表5與表4，就“單日全省達(dá)標(biāo)最多站數(shù)”而言，各級(jí)別霜凍預(yù)警信號(hào)(39～51站)均不及降溫藍(lán)色預(yù)警信號(hào)(64站)多；全省單日2/3以上站點(diǎn)符合霜凍藍(lán)色標(biāo)準(zhǔn)的頻次(0.09天/年)也僅僅是降溫藍(lán)色(0.40天/年)的22.5%。這并不表示霜凍標(biāo)準(zhǔn)高于降溫，恰恰相反，當(dāng)冷空氣勢(shì)力異常強(qiáng)盛，或是在強(qiáng)冷空氣先鋒南襲之后又不斷有新股冷空氣補(bǔ)充影響，南部地區(qū)也逐漸轉(zhuǎn)為寒冷狀態(tài)，而中北部地區(qū)嚴(yán)寒加劇，預(yù)警信號(hào)隨之升級(jí)。比如2016年1月25日(圖2)，全省僅中南部臨海縣市(11站)最低氣溫在0℃以上，且最高僅為2.5℃(東山)；中南部沿海地區(qū)的內(nèi)陸縣市(19站)在0～-3℃之間；西部、北部地區(qū)(36站)均處于-3℃以下，最低達(dá)-10.7℃(屏南)；共66站分別達(dá)到霜凍藍(lán)色、黃色、橙色預(yù)警信號(hào)標(biāo)準(zhǔn)，覆蓋全省。

圖2 2016年1月24日14時(shí)～25日14時(shí)最低氣溫分布圖(單位：℃)

按現(xiàn)行省級(jí)霜凍預(yù)警信號(hào)發(fā)布規(guī)定(全省≥6站達(dá)標(biāo))，平均每年至少58.90天(23.45天、6.82天)符合省級(jí)霜凍藍(lán)色(黃色、橙色)預(yù)警信號(hào)發(fā)布條件(表5)。與降溫藍(lán)色預(yù)警信號(hào)(圖1)相比，霜凍藍(lán)色預(yù)警信號(hào)(圖3)達(dá)標(biāo)起止時(shí)間與之相當(dāng)，同樣發(fā)生在10月下旬至4月中旬，主要集中期推遲1旬且持續(xù)時(shí)間更長(zhǎng)，從12月上旬至2月中旬(占冬半年77.8%)，相應(yīng)的，峰值(6.76天)時(shí)間也后推至1月下旬。

圖3 1960—2017年省級(jí)霜凍藍(lán)色預(yù)警信號(hào)旬平均達(dá)標(biāo)頻次(單位：天)(橫線表示按自由度均分角度考慮計(jì)算所得旬均值3.27天)

2.2 單站達(dá)標(biāo)情況

分別統(tǒng)計(jì)1960—2017年全省單站降溫、霜凍各級(jí)預(yù)警信號(hào)達(dá)標(biāo)天數(shù),如圖4所示。

(a)降溫黃色，58年累計(jì)值(單位：天)

因降溫黃色預(yù)警信號(hào)達(dá)標(biāo)天數(shù)極少，故采用58年累計(jì)值，其余均采用年平均值?？梢钥吹剑瑑深?lèi)預(yù)警信號(hào)(共五個(gè)級(jí)別)達(dá)標(biāo)天數(shù)地理分布特征明顯，分布形態(tài)基本一致，等值線大體呈東北-西南走向，自北向南遞減，內(nèi)陸多，沿海少，這與福建地理位置及福建地形有密切關(guān)系。沿海地區(qū)更易受海洋氣候影響，58年間，莆田、廈門(mén)、平潭及寧德市東部、福州市大部、泉州市中東部、漳州市中東部，共計(jì)26個(gè)縣市，從未達(dá)到降溫黃色預(yù)警信號(hào)發(fā)布標(biāo)準(zhǔn)，降溫藍(lán)色預(yù)警信號(hào)的年平均達(dá)標(biāo)數(shù)最多為2天/年。霜凍預(yù)警信號(hào)方面，上述沿海地區(qū)的丘陵地帶共22個(gè)縣市從未達(dá)到橙色級(jí)別標(biāo)準(zhǔn)；24個(gè)縣市黃色級(jí)別年平均達(dá)標(biāo)不足1天/年，其中平潭、廈門(mén)及東山仍是從未符合；達(dá)到藍(lán)色級(jí)別標(biāo)準(zhǔn)年平均值在10天/年以下，地理位置越靠東，越不易滿足發(fā)布條件。西部、北部地區(qū)及高海拔山區(qū)，受冷空氣影響大，達(dá)降溫黃色預(yù)警信號(hào)標(biāo)準(zhǔn)累計(jì)7～18天，達(dá)降溫藍(lán)色、霜凍橙色預(yù)警信號(hào)標(biāo)準(zhǔn)均超過(guò)4天/年，霜凍黃色、藍(lán)色預(yù)警信號(hào)年平均達(dá)標(biāo)天數(shù)分別在12天、27天以上；尤其沿鷲峰山、太姥山及武夷山山脈一帶為高值中心所在(表6羅列達(dá)標(biāo)天數(shù)位列前五位的縣市)，最大值均出現(xiàn)在壽寧(降溫黃色累計(jì)達(dá)標(biāo)18天、降溫藍(lán)色、霜凍橙色、霜凍黃色、霜凍藍(lán)色年平均達(dá)標(biāo)數(shù)分別為6.05、10.83、21.24、42.57天)，該區(qū)域站點(diǎn)預(yù)警信號(hào)達(dá)標(biāo)頻次應(yīng)作為相關(guān)預(yù)警信號(hào)修訂的重要參考。其余地區(qū)，即鷲峰山-戴云山-博平嶺與武夷山之間的閩中谷地及沿海地區(qū)內(nèi)陸縣市，達(dá)標(biāo)天數(shù)介于上述兩個(gè)分布區(qū)塊之間。

表6 1960—2017年降溫、霜凍各級(jí)預(yù)警信號(hào)達(dá)標(biāo)天數(shù)排名前五位縣市

3 結(jié)果與討論

3.1 結(jié)果

本文通過(guò)分析1960—2017年全省66個(gè)國(guó)家觀測(cè)站逐日最低氣溫，普查現(xiàn)行降溫、霜凍預(yù)警信號(hào)發(fā)布標(biāo)準(zhǔn)歷史達(dá)標(biāo)情況，結(jié)果表明：

(1)全省各站從未達(dá)到降溫紅色預(yù)警信號(hào)發(fā)布標(biāo)準(zhǔn)，極少達(dá)到降溫橙色預(yù)警信號(hào)發(fā)布標(biāo)準(zhǔn)。

(2)霜凍預(yù)警信號(hào)達(dá)標(biāo)頻度較高，尤其是霜凍藍(lán)色預(yù)警信號(hào)年平均達(dá)標(biāo)天數(shù)高達(dá)86.9天/年，約占冬半年一半的時(shí)間。

(3)兩類(lèi)預(yù)警信號(hào)(共五個(gè)級(jí)別)單站達(dá)標(biāo)天數(shù)分布形態(tài)基本一致，等值線大體呈東北-西南走向，自北向南遞減，內(nèi)陸多，沿海少，沿鷲峰山、太姥山及武夷山山脈一帶為高值中心所在，該區(qū)域站點(diǎn)達(dá)標(biāo)頻次應(yīng)作為相關(guān)預(yù)警信號(hào)標(biāo)準(zhǔn)修訂的重要參考。

3.2 討論

針對(duì)上述結(jié)論，為相關(guān)預(yù)警信號(hào)標(biāo)準(zhǔn)的重新核定提出如下建議。

(1)降溫紅色(橙色)預(yù)警信號(hào)從未(極少)達(dá)標(biāo)，說(shuō)明標(biāo)準(zhǔn)過(guò)高，建議取消或予以降低標(biāo)準(zhǔn)。

(2)霜凍預(yù)警信號(hào)標(biāo)準(zhǔn)偏低，達(dá)標(biāo)頻次過(guò)高。以壽寧站為例，平均一年有74.64天發(fā)布霜凍預(yù)警信號(hào)，其中最頻繁年度為1983-1984年冬半年，霜凍各級(jí)預(yù)警信號(hào)合計(jì)達(dá)標(biāo)106天，其中橙色17天、黃色39天、藍(lán)色50天，10月至次年4月(共213天)有一半的日子都處于霜凍預(yù)警狀態(tài)下。

我國(guó)氣象行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)[3]給出不同類(lèi)別主要作物的霜凍害等級(jí)指標(biāo)，其所列最不耐寒的黃瓜在日最低氣溫達(dá)到2.5～1.0℃時(shí)遭受輕霜凍。吳幸毓等[4]經(jīng)過(guò)研判提出福建霜凍綜合判別指標(biāo)：“當(dāng)?shù)孛嬗^測(cè)最低地表溫度≤0℃，或者有霜或結(jié)冰現(xiàn)象，或者最低氣溫≤2℃時(shí)，定義出現(xiàn)霜凍?！爆F(xiàn)行霜凍預(yù)警信號(hào)標(biāo)準(zhǔn)值得商榷。

另外，霜凍是指作物表面以及近地面空氣層的溫度迅速下降到作物生長(zhǎng)的臨界溫度或以下時(shí)足以引起作物枯萎或死亡的現(xiàn)象，不同作物的耐寒抗凍能力不同，霜凍預(yù)警信號(hào)的修訂還需與農(nóng)業(yè)氣象領(lǐng)域?qū)＜夜餐逃憽?/p>

(3)降溫與霜凍兩類(lèi)預(yù)警信號(hào)，存在同時(shí)達(dá)標(biāo)的情況(表7)，比如降溫藍(lán)色與霜凍藍(lán)色58年間同日達(dá)標(biāo)共計(jì)2451站次。降溫預(yù)警信號(hào)突出降溫幅度，霜凍預(yù)警信號(hào)強(qiáng)調(diào)低溫狀態(tài)，二者同屬于對(duì)寒冷趨勢(shì)的警示，是否可以合并為“寒冷預(yù)警信號(hào)”?合并后的新標(biāo)準(zhǔn)，每一級(jí)別也都應(yīng)體現(xiàn)降溫與低溫這兩方面。另外，兩類(lèi)預(yù)警信號(hào)對(duì)最低氣溫都有限定，降溫黃色與藍(lán)色預(yù)警信號(hào)取5℃，霜凍藍(lán)色預(yù)警信號(hào)取4℃，二者相近，建議采用同一上限標(biāo)準(zhǔn)以簡(jiǎn)化。

表7 1960—2017年降溫與霜凍預(yù)警信號(hào)同時(shí)達(dá)標(biāo)情況統(tǒng)計(jì) 單位：站次

(4)降溫、霜凍兩類(lèi)五個(gè)級(jí)別預(yù)警信號(hào)，除了降溫藍(lán)色預(yù)警信號(hào)采用48小時(shí)時(shí)效，其余均為24小時(shí)時(shí)效?！陡＝ㄊ庀鬄?zāi)害預(yù)警信號(hào)發(fā)布與傳播辦法》[1]公布的另一類(lèi)關(guān)于溫度的預(yù)警信號(hào)——高溫預(yù)警信號(hào)，也都是對(duì)未來(lái)24小時(shí)內(nèi)狀態(tài)的研判。建議將降溫藍(lán)色預(yù)警信號(hào)的時(shí)效也統(tǒng)一為24小時(shí)，便于民眾理解，不易混亂。另外，預(yù)警信號(hào)的發(fā)布是為了給民眾警醒，強(qiáng)調(diào)災(zāi)害性天氣的緊迫性，須及時(shí)做好防御，較長(zhǎng)預(yù)報(bào)時(shí)效(48小時(shí)及以上)的強(qiáng)降溫過(guò)程，可以通過(guò)寒潮警報(bào)、強(qiáng)冷空氣警報(bào)等材料先進(jìn)行預(yù)告。

注釋?zhuān)?/p>

①?gòu)碾S機(jī)場(chǎng)按自由度均分角度考慮，總計(jì)18旬，每旬平均符合省級(jí)藍(lán)色預(yù)警信號(hào)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)為0.44天，某旬若高于此頻度，即納入集中期。