韋寶鳳，効碧鴻，王 赟，李瑩潔，吳輝彥

定西市氣象局，甘肅定西 748300

甘肅省定西市位于中國的西北部，具有典型的高原氣候特點(diǎn)，冬季寒冷、夏季溫和且降水相對集中。受地形影響，該區(qū)域常常出現(xiàn)劇烈的地氣交互作用，為強(qiáng)對流天氣提供了有利條件。夏季，定西市受強(qiáng)烈的太陽輻射和地形加熱影響，地面溫度升高，容易引發(fā)對流運(yùn)動，導(dǎo)致暴雨、冰雹和局部強(qiáng)風(fēng)等突發(fā)性強(qiáng)對流天氣現(xiàn)象。因此，針對該地區(qū)獨(dú)特的氣候背景，研究和完善強(qiáng)對流天氣的快速識別預(yù)警方法尤為重要。

1 突發(fā)性強(qiáng)對流天氣的影響

突發(fā)性強(qiáng)對流天氣，如暴風(fēng)雨、冰雹等，是氣象災(zāi)害中的一大威脅，給人們的生活和環(huán)境帶來了嚴(yán)重的挑戰(zhàn)。這種極端天氣現(xiàn)象對農(nóng)業(yè)、經(jīng)濟(jì)和社區(qū)都有著深遠(yuǎn)的影響。作為食物的主要來源和許多地區(qū)的經(jīng)濟(jì)支柱，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動高度依賴于穩(wěn)定的氣候條件。當(dāng)強(qiáng)對流天氣來臨時，可能會對作物、家畜和農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施造成毀滅性的影響。例如，暴雨可能導(dǎo)致洪水，淹沒農(nóng)田，破壞作物和農(nóng)業(yè)設(shè)施，同時還可能導(dǎo)致土壤流失，降低土地的肥沃度；冰雹可以在短時間內(nèi)摧毀大片農(nóng)田，使農(nóng)民失去收成的希望；強(qiáng)風(fēng)可能會對家畜造成傷害，摧毀農(nóng)舍和倉庫，使農(nóng)民損失慘重。

經(jīng)濟(jì)上，強(qiáng)對流天氣可以造成廣泛的損失。直接的經(jīng)濟(jì)損失包括農(nóng)作物、家畜和基礎(chǔ)設(shè)施的損失，這可能導(dǎo)致食品價格上漲，影響家庭的經(jīng)濟(jì)狀況和生計(jì)。而由強(qiáng)對流天氣引發(fā)的洪水和土壤流失等次生災(zāi)害，會造成交通、供水和電力供應(yīng)的中斷，不僅會影響人們的日常生活，還可能導(dǎo)致商業(yè)活動停擺。災(zāi)后的重建、恢復(fù)還可能會占用原定用于其他重要項(xiàng)目或發(fā)展的財(cái)政資源。

強(qiáng)對流天氣對社區(qū)的影響同樣不可小覷。突發(fā)性強(qiáng)對流天氣可能導(dǎo)致人員傷亡和人口流動，社區(qū)內(nèi)部的聯(lián)系和支持系統(tǒng)受到破壞。同時，受災(zāi)者可能面臨心理壓力和創(chuàng)傷，需要心理健康的支持和干預(yù)。此外，社區(qū)的文化和歷史遺產(chǎn)，如古老的建筑和文物，也可能在強(qiáng)對流天氣中受到破壞。

2 目前預(yù)警方法的面臨的挑戰(zhàn)

2.1 現(xiàn)有技術(shù)和設(shè)備的局限性

首先，當(dāng)前預(yù)警方法面臨著多方面的挑戰(zhàn)，其中顯著的一部分源自現(xiàn)有技術(shù)和設(shè)備的局限性。第一，許多地區(qū)仍然使用過時的氣象觀測技術(shù)和設(shè)備，無法提供高分辨率的數(shù)據(jù)，限制了氣象學(xué)家對天氣系統(tǒng)的深入了解和精確預(yù)測。例如，一些雷達(dá)系統(tǒng)無法精確檢測到低空的強(qiáng)對流活動，對即將發(fā)生的嚴(yán)重天氣事件的響應(yīng)不足。第二，許多傳統(tǒng)的觀測設(shè)備，如氣象氣球和地面站，只能提供定點(diǎn)的觀測數(shù)據(jù)，某些地方的氣象條件得不到充分監(jiān)測。由于強(qiáng)對流天氣局部性強(qiáng)、發(fā)展迅速，傳統(tǒng)設(shè)備所具有的監(jiān)測盲區(qū)可能會使得關(guān)鍵的天氣信息被遺漏[1]。

其次，盡管近年來衛(wèi)星遙感技術(shù)取得了長足的進(jìn)步，但其在實(shí)時預(yù)警方面仍存在固有的限制。衛(wèi)星的觀測周期、傳感器的分辨率和特定的波段選擇不足以捕捉到強(qiáng)對流天氣的所有細(xì)節(jié)和其迅速變化的特點(diǎn)。因此，僅依賴衛(wèi)星遙感可能無法為強(qiáng)對流天氣提供實(shí)時和準(zhǔn)確的預(yù)警。

再次，數(shù)據(jù)處理和傳輸速度也是限制現(xiàn)有預(yù)警方法的一個關(guān)鍵因素。天氣數(shù)據(jù)的收集、處理和解析需要時間，尤其是當(dāng)數(shù)據(jù)量較大時。在強(qiáng)對流天氣的情境下，每一秒都是寶貴的，但技術(shù)和設(shè)備的處理延遲可能會使得預(yù)警信息發(fā)布不夠及時，從而降低其效用。

最后，設(shè)備的維護(hù)和校準(zhǔn)也是一個挑戰(zhàn)。氣象觀測設(shè)備需要定期進(jìn)行校準(zhǔn)和維護(hù)以確保其準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。然而，由于財(cái)政、技術(shù)或人力的限制，某些地區(qū)的設(shè)備可能無法得到充分的維護(hù)，導(dǎo)致數(shù)據(jù)的不準(zhǔn)確或設(shè)備的故障。

2.2 通信與公眾警報(bào)系統(tǒng)的問題

通信與公眾警報(bào)系統(tǒng)在應(yīng)對強(qiáng)對流天氣時至關(guān)重要。然而，在現(xiàn)實(shí)操作中，這些系統(tǒng)存在一系列的問題，可能會影響其效能和公眾的響應(yīng)。

首先，不均勻的通信基礎(chǔ)設(shè)施分布可能導(dǎo)致某些地區(qū)的預(yù)警信息無法及時傳達(dá)。在一些偏遠(yuǎn)或基礎(chǔ)設(shè)施欠發(fā)達(dá)的地方，通信網(wǎng)絡(luò)可能不夠穩(wěn)定或缺乏足夠的覆蓋，導(dǎo)致預(yù)警信息的傳播受阻。

其次，警報(bào)系統(tǒng)的不同性質(zhì)和標(biāo)準(zhǔn)可能導(dǎo)致混淆。不同的預(yù)警系統(tǒng)或機(jī)構(gòu)可能會采用不同的標(biāo)準(zhǔn)和定義來描述天氣風(fēng)險(xiǎn)，使得公眾難以對各種警告進(jìn)行區(qū)分和理解。例如，同一天氣現(xiàn)象可能在一個系統(tǒng)中被定義為“嚴(yán)重”，而在另一個系統(tǒng)中只被定義為“中等”。

再次，警報(bào)系統(tǒng)與公眾的互動限制也是一個重要問題。大部分警報(bào)系統(tǒng)被設(shè)計(jì)為僅能單向發(fā)送信息給公眾，沒有設(shè)置收集公眾反饋和疑問的機(jī)制。這可能導(dǎo)致公眾對預(yù)警信息的理解和信任度降低。

最后，公眾的風(fēng)險(xiǎn)感知和教育水平也會影響警報(bào)系統(tǒng)的應(yīng)用效果。部分年長或不熟悉技術(shù)的人群可能存在技術(shù)、認(rèn)知障礙，難以接收或理解預(yù)警信息，可能妨礙有效的警報(bào)傳播。沒有經(jīng)歷過嚴(yán)重氣象災(zāi)害或?qū)ζ浜蠊麤]有深入了解的人群可能會低估風(fēng)險(xiǎn)，對預(yù)警信息不予重視。同時，如果公眾不了解如何在災(zāi)害發(fā)生時采取行動，警報(bào)信息的實(shí)際效果也可能受到影響。

2.3 預(yù)警時間不足

預(yù)警時間不足在突發(fā)性強(qiáng)對流天氣的應(yīng)對過程中是一個嚴(yán)重的問題。強(qiáng)對流天氣的特點(diǎn)是迅速、局部化和強(qiáng)烈，因此提供充足的預(yù)警時間變得至關(guān)重要，預(yù)警時間的不足會限制預(yù)警的效果和公眾的響應(yīng)。

首先，在實(shí)際的工作過程中，由于技術(shù)和設(shè)備的局限性，某些天氣現(xiàn)象可能在其形成或加強(qiáng)的初期未被及時檢測。因此，當(dāng)強(qiáng)對流天氣真正形成并對公眾構(gòu)成威脅時，可能只留給公眾很短的時間來響應(yīng)。同時，數(shù)據(jù)處理和分析的延遲也可能影響預(yù)警時間。天氣數(shù)據(jù)需要經(jīng)過收集、傳輸、分析和解釋等步驟才能生成預(yù)警信息。在此過程中，任何技術(shù)故障、軟件錯誤或人為失誤都可能導(dǎo)致時間的延遲，進(jìn)一步減少公眾可以利用的預(yù)警時間。

其次，公眾的風(fēng)險(xiǎn)感知和行為響應(yīng)模式也與預(yù)警時間有關(guān)。在收到預(yù)警信息后，公眾可能需要一段時間來處理這些信息、評估風(fēng)險(xiǎn)和制定行動計(jì)劃。短暫的預(yù)警時間可能不足以讓公眾完成這些步驟。

再次，社區(qū)和機(jī)構(gòu)預(yù)警時間的不足也可能導(dǎo)致資源和應(yīng)急響應(yīng)的不足。如果給予農(nóng)村鄉(xiāng)鎮(zhèn)人員轉(zhuǎn)移的預(yù)警時間過短，農(nóng)村鄉(xiāng)鎮(zhèn)人員可能無法及時疏散、避災(zāi)。對政府和應(yīng)急響應(yīng)機(jī)構(gòu)，短暫的預(yù)警時間意味著無法及時部署人員、物資和設(shè)備，從而影響救援效果。

最后，預(yù)警時間不足可能導(dǎo)致公眾對預(yù)警系統(tǒng)和機(jī)構(gòu)的信任度降低。如果公眾感覺預(yù)警時間總是不足以讓他們采取必要的預(yù)防措施，他們可能會對這些預(yù)警信息持懷疑態(tài)度，或者選擇忽略這些信息。

3 快速識別預(yù)警的需求

作為典型的內(nèi)陸地區(qū)，甘肅定西位置獨(dú)特，受到復(fù)雜的氣候和地形影響，使得強(qiáng)對流天氣的預(yù)測和預(yù)警成為一項(xiàng)巨大的挑戰(zhàn)。同時，由于該地區(qū)各個鄉(xiāng)鎮(zhèn)的地理和氣候條件存在較為顯著的差異，如果預(yù)警信息不夠準(zhǔn)確，某些地區(qū)可能面臨不必要的恐慌，而其他真正受威脅的地方則可能錯過關(guān)鍵的準(zhǔn)備時間。考慮到定西市的農(nóng)業(yè)重要性，準(zhǔn)確的預(yù)警直接關(guān)乎農(nóng)作物的安全，進(jìn)而影響到當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)的穩(wěn)定。

同時，面對突發(fā)性強(qiáng)對流天氣，甘肅定西由于地理范圍廣泛、交通條件各異，對預(yù)警速度的要求也很高。足夠的預(yù)警時間意味著偏遠(yuǎn)鄉(xiāng)村的居民有更多的時間進(jìn)行應(yīng)對和疏散，從而有效避免人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。結(jié)合定西的實(shí)際情況，快速、準(zhǔn)確的預(yù)警不僅可以增強(qiáng)當(dāng)?shù)厣鐓^(qū)的應(yīng)對能力，還對個體居民至關(guān)重要。

此外，農(nóng)戶往往需要“靠天吃飯”，對他們來說，了解強(qiáng)對流天氣出現(xiàn)的確切時間極為重要，有利于農(nóng)戶及時采取措施保護(hù)農(nóng)作物。而對個人而言，及時的預(yù)警提供了寶貴的時間，讓他們可以更快地采取對應(yīng)措施保護(hù)家園和家人。

4 改進(jìn)方法與建議

4.1 更新技術(shù)與相關(guān)設(shè)備

在應(yīng)對突發(fā)性強(qiáng)對流天氣的預(yù)警需求中，技術(shù)與設(shè)備的更新顯得尤為重要。這不僅關(guān)乎預(yù)警的及時性和準(zhǔn)確性，還涉及人們的生命財(cái)產(chǎn)安全。隨著科技的發(fā)展，新的技術(shù)和設(shè)備不斷涌現(xiàn)，為提高天氣預(yù)警的質(zhì)量和效率提供了可能性。

高分辨率氣象雷達(dá)的應(yīng)用是近年來技術(shù)進(jìn)步的一個重要標(biāo)志，可以提供更精確的數(shù)據(jù)，包括降水強(qiáng)度、風(fēng)向和風(fēng)速等信息，使得氣象學(xué)家可以更為細(xì)致地分析和預(yù)測強(qiáng)對流天氣的發(fā)展和路徑。相較于傳統(tǒng)的氣象雷達(dá)，高分辨率雷達(dá)能夠捕捉到更多的細(xì)節(jié)，甚至可以識別出強(qiáng)對流天氣中的小尺度結(jié)構(gòu)，如冰雹的形成。這意味著，通過使用高分辨率雷達(dá)，可以更早、更準(zhǔn)確地向公眾發(fā)出預(yù)警，減少由強(qiáng)對流天氣引發(fā)的損失[2]。

衛(wèi)星遙感技術(shù)的利用也為提高預(yù)警的效率和質(zhì)量開辟了新的途徑。與依賴地面觀測設(shè)備不同，衛(wèi)星可以提供全球范圍內(nèi)的實(shí)時數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)不僅覆蓋了廣闊的地區(qū)，還可以反映出大氣層結(jié)構(gòu)、云層發(fā)展和氣溫變化等多種信息。利用衛(wèi)星遙感技術(shù)，氣象學(xué)家可以更好地理解和預(yù)測強(qiáng)對流天氣的形成和發(fā)展機(jī)制。衛(wèi)星數(shù)據(jù)還可以與其他觀測手段相結(jié)合，如地面觀測站、高空氣球等，以此形成一個綜合的、多維度的觀測網(wǎng)絡(luò)，從而提高預(yù)警的準(zhǔn)確性和及時性。

4.2 增強(qiáng)數(shù)據(jù)分析與算法優(yōu)化

隨著科技的發(fā)展，數(shù)據(jù)分析與算法優(yōu)化在天氣預(yù)警領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛。機(jī)器學(xué)習(xí)、大數(shù)據(jù)、多模型集成預(yù)測方法及其在預(yù)警系統(tǒng)中的應(yīng)用，為預(yù)測和警報(bào)提供了更高的準(zhǔn)確性和實(shí)時性。

機(jī)器學(xué)習(xí)，尤其是深度學(xué)習(xí)，已經(jīng)在多個領(lǐng)域顯示出了其強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理和模式識別能力。在天氣預(yù)警系統(tǒng)中，機(jī)器學(xué)習(xí)可以自動識別和學(xué)習(xí)大量歷史和實(shí)時天氣數(shù)據(jù)中的模式，無需明確編程。這種自我學(xué)習(xí)的能力使得預(yù)警系統(tǒng)能夠從以往的天氣事件中汲取經(jīng)驗(yàn)，對未來可能的強(qiáng)對流天氣做出更準(zhǔn)確的預(yù)測。此外，機(jī)器學(xué)習(xí)還能夠處理來自不同來源和格式的數(shù)據(jù)，如高分辨率氣象雷達(dá)數(shù)據(jù)、衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)等，進(jìn)一步豐富和完善預(yù)警模型。

大數(shù)據(jù)技術(shù)則為機(jī)器學(xué)習(xí)提供了豐富的來源。隨著觀測設(shè)備的日益完善和數(shù)量的增加，天氣數(shù)據(jù)的產(chǎn)生速度和總量都呈現(xiàn)出爆炸性增長。大數(shù)據(jù)技術(shù)能夠高效地存儲、管理和處理天氣數(shù)據(jù)，為機(jī)器學(xué)習(xí)模型提供原始數(shù)據(jù)。這不僅加速了數(shù)據(jù)的分析速度，還大大提高了模型的訓(xùn)練效率和準(zhǔn)確性[3]。

多模型集成預(yù)測方法是另一個值得關(guān)注的發(fā)展方向。單一的模型可能會受到其內(nèi)部假設(shè)和局限性的影響，而多模型集成方法則能夠結(jié)合多個模型的優(yōu)勢，降低各個模型的不確定性和偏見。通過權(quán)衡不同模型的預(yù)測結(jié)果，可以提供更穩(wěn)定、可靠的預(yù)測。

4.3 改善通信與公眾警報(bào)系統(tǒng)

第一，當(dāng)技術(shù)和數(shù)據(jù)分析提供準(zhǔn)確的預(yù)警信息時，如何有效地傳達(dá)這些信息是一個需要關(guān)注的重要環(huán)節(jié)。建立更快速、準(zhǔn)確的信息傳播平臺是解決這一問題的核心路徑。在數(shù)字化時代，多媒體和移動通信技術(shù)為此提供了可能。智能手機(jī)應(yīng)用、社交媒體推送、短消息服務(wù)等都可以成為天氣預(yù)警信息的快速傳播手段。同時，考慮到不同人群的通信習(xí)慣和技能，傳統(tǒng)的廣播、電視和戶外公告也應(yīng)作為補(bǔ)充，確保信息的全面覆蓋。實(shí)時更新、動態(tài)監(jiān)控以及用戶反饋機(jī)制的整合，能夠確保信息傳播平臺始終保持最佳狀態(tài)，為公眾提供及時且準(zhǔn)確的預(yù)警信息。

第二，確保公眾正確理解和響應(yīng)警報(bào)。相關(guān)部門應(yīng)推動公眾教育與培訓(xùn)，確保公眾了解預(yù)警的含義，也知道如何采取適當(dāng)?shù)男袆?，學(xué)校、社區(qū)、工作場所等都可以作為公眾教育的場所，通過模擬演練、教育宣傳片和實(shí)地培訓(xùn)，使公眾熟悉預(yù)警信號和應(yīng)對策略。對兒童、老人和其他易受傷害的群體應(yīng)給予特殊關(guān)注，確保他們可以通過預(yù)警系統(tǒng)提前感知危險(xiǎn)。

4.4 加強(qiáng)地方政府和機(jī)構(gòu)的合作

為了增強(qiáng)對流天氣預(yù)警工作的效果，地方政府與各相關(guān)機(jī)構(gòu)的緊密合作尤為關(guān)鍵。這種合作不僅涉及資源和數(shù)據(jù)的共享，更是為了確保預(yù)警信息得到有效傳遞和實(shí)際執(zhí)行，從而最大限度地減少潛在的風(fēng)險(xiǎn)和損失。

建立跨部門的合作機(jī)制是推進(jìn)地方政府和機(jī)構(gòu)協(xié)同工作的基石。在面對突發(fā)性的、潛在威脅巨大的強(qiáng)對流天氣時，各部門和機(jī)構(gòu)需要迅速、高效地協(xié)同作戰(zhàn)，共同應(yīng)對。這就需要制定既定的合作機(jī)制和流程，明確各方的責(zé)任和職責(zé)，保證在關(guān)鍵時刻能夠迅速行動。例如，氣象部門負(fù)責(zé)提供準(zhǔn)確的預(yù)警信息，而地方政府則負(fù)責(zé)組織救援、疏散和公眾宣傳工作。此外，交通、健康、教育等部門也需要在接到預(yù)警信息后，迅速采取相應(yīng)的措施，確保人員和財(cái)產(chǎn)的安全。

為了確保地方政府和機(jī)構(gòu)能夠高效運(yùn)作，資源分享與數(shù)據(jù)互通顯得尤為重要。氣象數(shù)據(jù)、地理信息、人口分布、基礎(chǔ)設(shè)施狀況等都是在預(yù)警和應(yīng)對過程中不可或缺的信息。通過實(shí)時的數(shù)據(jù)互通，可以確保各部門和機(jī)構(gòu)都掌握最新、最準(zhǔn)確的信息，為決策提供有力支撐。同時，資源分享也能夠提高應(yīng)對的效率，避免重復(fù)投入和浪費(fèi)。共享應(yīng)急物資、救援裝備、通信設(shè)備等，都可以在關(guān)鍵時刻為救援和應(yīng)對工作提供及時的支持[4]。

但實(shí)現(xiàn)資源分享與數(shù)據(jù)互通并非易事，需要各部門和機(jī)構(gòu)之間建立起信任關(guān)系，明確數(shù)據(jù)的來源、格式、使用權(quán)限等問題。同時，還需要建立專門的預(yù)警發(fā)布與叫應(yīng)服務(wù)平臺。預(yù)警制作在短臨平臺完成，跳轉(zhuǎn)后登錄防災(zāi)減災(zāi)平臺發(fā)布預(yù)警，解除也應(yīng)對應(yīng)賬戶在防災(zāi)減災(zāi)平臺解除。當(dāng)發(fā)布橙色和紅色預(yù)警時要啟動叫應(yīng)工作，使用電話、微信等方式叫應(yīng)完成后，用個人賬號登錄防災(zāi)減災(zāi)平臺進(jìn)行叫應(yīng)記錄操作。

5 結(jié)束語

當(dāng)前，甘肅省定西市的預(yù)警系統(tǒng)存在一定的限制，不利于當(dāng)?shù)厝嗣袢罕娂皶r了解天氣并作出應(yīng)對。通過分析，了解到技術(shù)的持續(xù)進(jìn)步、各部門之間的合作均可顯著加強(qiáng)相關(guān)部門對突發(fā)性強(qiáng)對流天氣的預(yù)警能力。未來，高分辨率的氣象監(jiān)測、先進(jìn)的數(shù)據(jù)分析方法，以及更為迅速和廣泛的信息傳播渠道都將為人們帶來更為及時、準(zhǔn)確的預(yù)警信息。地方政府和相關(guān)機(jī)構(gòu)的緊密協(xié)作將確保這些信息得到有效執(zhí)行，從而更好地保護(hù)人民的生命和財(cái)產(chǎn)安全。