馮沁,韋凱華,涂靜,張華龍
(廣東省氣象臺,廣東廣州 510640)
每年端午節(jié)前后,南方暖濕空氣活躍,北方還時有冷空氣南下,冷暖空氣交匯,在廣東省出現(xiàn)大而集中的降水,民間把該時段的較大降水過程稱為“龍舟水”[1]。2022年廣東省“龍舟水”異常偏多,具有“降水時間長、累計雨量大、暴雨落區(qū)重疊、多災(zāi)種疊加”的特點(圖1)。全省平均降水量514.5 mm,為有氣象記錄以來第3多;降水量空間分布嚴重不均,主降水區(qū)高度集中在粵北市縣,多地打破降水歷史記錄。在“龍舟水”后期,北江流域出現(xiàn)特大洪水,粵北市縣出現(xiàn)了大范圍城鄉(xiāng)積澇和嚴重地質(zhì)災(zāi)害。
圖1 廣東省2022年5月20日20:00—6月21日20:00累計實況雨量
一直以來,對“龍舟水”的預(yù)測和預(yù)警服務(wù)都是廣東決策氣象服務(wù)關(guān)注的重點之一。氣象災(zāi)害預(yù)警信息作為政府防御各類突發(fā)事件的“消息樹”和“發(fā)令槍”,在“龍舟水”期間防御和減輕災(zāi)害損失、保護人民群眾生命財產(chǎn)安全等方面起著重要作用[2]。2000年11月起,廣東省氣象部門在國內(nèi)率先發(fā)布暴雨等災(zāi)害性天氣預(yù)警信號,此后通過廣東省政府令不斷修訂完善[3]。目前,廣東省氣象災(zāi)害預(yù)警信號分為臺風(fēng)、暴雨、高溫、寒冷、大霧、灰霾、雷雨大風(fēng)、道路結(jié)冰、冰雹、森林火險等10類。氣象災(zāi)害預(yù)警信息能從很大程度上反映出當?shù)匕l(fā)生氣象災(zāi)害的風(fēng)險大小,具有潛在分析價值[4],而開展預(yù)警信號檢驗是提升預(yù)警信號發(fā)布質(zhì)量、提高氣象服務(wù)水平的關(guān)鍵所在。目前國內(nèi)及廣東部分地市在暴雨預(yù)警信號發(fā)布、檢驗等相關(guān)方面的研究均取得了一定進展[5-9],但廣東省暴雨預(yù)警信號發(fā)布特征和檢驗的相關(guān)研究較少。
本研究利用2022年“龍舟水”期間廣東省氣象災(zāi)害預(yù)警信號發(fā)布數(shù)據(jù),對全省暴雨預(yù)警信號時空分布特征進行了系統(tǒng)分析、對發(fā)布質(zhì)量進行細致評估,旨在為暴雨事件預(yù)警服務(wù)提供依據(jù),科學(xué)評價預(yù)警信號發(fā)布實際成效,進一步提高氣象災(zāi)害預(yù)警能力。
本研究選取2022年廣東“龍舟水”期間(5月21日—6月21日)各區(qū)縣氣象臺站發(fā)布的預(yù)警信號資料進行統(tǒng)計分析,并按照《廣東省暴雨、雷雨大風(fēng)、冰雹、大霧、灰霾預(yù)警信號發(fā)布質(zhì)量檢驗辦法》[10]進行暴雨預(yù)警信號質(zhì)量評估,其中同一類天氣的預(yù)警信號每升級或降級一次均單獨記為發(fā)布一站次。
由表1可見,在2022年廣東“龍舟水”期間發(fā)布的預(yù)警信號以暴雨和雷雨大風(fēng)預(yù)警信號為主,高溫和大霧預(yù)警信號顯著較少,其中又以暴雨黃色預(yù)警信號占暴雨預(yù)警信號的大部分,占比75.4%,明顯多于暴雨橙色和紅色預(yù)警信號。雷雨大風(fēng)黃色預(yù)警信號也明顯偏多,雷雨大風(fēng)黃色預(yù)警信號占比98.7%,“龍舟水”期間沒有發(fā)布雷雨大風(fēng)紅色預(yù)警信號。從預(yù)警信號的發(fā)布情況可以體現(xiàn)出2022年廣東“龍舟水”期間明顯的強降水特征,以及期間暴雨災(zāi)害明顯、暴雨預(yù)警頻發(fā)的特點。
表1 2022年廣東“龍舟水”預(yù)警信號分布
2022年“龍舟水”期間,每天均有區(qū)縣站點出現(xiàn)暴雨,其中26 d出現(xiàn)大暴雨,12 d出現(xiàn)特大暴雨。對逐日暴雨預(yù)警信號分布進行了統(tǒng)計(表略),結(jié)果表明,暴雨預(yù)警發(fā)布日期連續(xù)性顯著,連續(xù)32 d每日均發(fā)布暴雨預(yù)警信號;發(fā)布數(shù)量多,“龍舟水”過程中共發(fā)布暴雨預(yù)警信號17 632站次,平均每天發(fā)布暴雨預(yù)警信號551站次,其中平均每天發(fā)布暴雨黃色預(yù)警信號415.4站次、暴雨橙色預(yù)警信號113站次、暴雨紅色預(yù)警信號22.6站次。預(yù)警信號密集集中在后半程(6月6—21日),平均每日發(fā)布暴雨預(yù)警信號1 096.3站次,數(shù)量是前半程(5月21日—6月5日)253.3站次的4倍以上,其中一天內(nèi)發(fā)布暴雨預(yù)警信號次數(shù)最大值為6月6日的1 714站次。
2022年廣東“龍舟水”期間暴雨預(yù)警信號的平均生效時長為5.5 h,生效時長中位數(shù)為3.5 h,其中有9.8%的單次暴雨預(yù)警信號生效時間短于1 h,有1.7%的暴雨預(yù)警信號生效時間長于24 h。從圖2中可明顯看出,生效時間長于6 h的站次數(shù)顯著少于生效時間短于6 h站次數(shù),生效時間短于6 h的站次數(shù)占所有暴雨預(yù)警信號總數(shù)的74.5%。
圖2 2022年廣東“龍舟水”暴雨預(yù)警信號持續(xù)時間分布
暴雨預(yù)警信號不僅在“龍舟水”期間相對集中,在地域分布上也呈現(xiàn)一定的特點。圖3給出了2022年廣東“龍舟水”期間各地市暴雨預(yù)警信號的發(fā)布情況。
圖3 2022年廣東“龍舟水”期間各市預(yù)警信號發(fā)布站次
從圖3可以看到,廣東“龍舟水”期間,暴雨預(yù)警信號空間分布不均,整體呈北多南少的分布形勢,其中廣州、清遠、韶關(guān)、河源、深圳為預(yù)警信號發(fā)布最頻繁的區(qū)域,發(fā)布總量占全省總量的56%;清遠、韶關(guān)、河源占全省總量的31.4%;南部市縣發(fā)布量整體相對較少,與過程中粵北市縣降水高度集中對應(yīng)。對比廣東“龍舟水”多年平均空間分布呈中部和沿海市縣多、粵北市縣少的特點[11],反映了2022年廣東“龍舟水”空間分布異常、暴雨落區(qū)重疊于粵北的顯著特征。廣州和深圳的預(yù)警信號發(fā)布總量占全省總量的24.5%,考慮原因是廣州和深圳作為超大城市,區(qū)縣設(shè)置較多,人口和經(jīng)濟暴露度水平也較高,同時公眾對預(yù)警信號關(guān)注密切,預(yù)警信號提醒功能更強,所以暴雨預(yù)警信號發(fā)布也較為頻繁。
從表2可以看出,2022年廣東“龍舟水”前半程(5月21日—6月5日)、后半程(6月6—21日)和全程暴雨高級別預(yù)警(橙色和紅色預(yù)警信號)的空報率較低,暴雨橙色空報率均在27%以下,暴雨紅色介于36%~38%,暴雨黃色較高,介于62%~70%;漏報率在前、后半程和全程均是暴雨黃色最低(均低于1.3%,后半程達0%),高級別預(yù)警的漏報率較高,暴雨橙色次之(介于4%~9%),暴雨紅色最高(介于12%~19%)。
表2 2022年廣東“龍舟水”期間暴雨預(yù)警信號平均空報率和漏報率%
從表3可知,“龍舟水”前、后半程和全程高級別預(yù)警的準確率較高,暴雨橙色預(yù)警信號準確率最高(均在69%以上),暴雨紅色次之(介于55% ~59%),暴雨黃色較低(介于30% ~38%);命中率在龍舟水前、后半程和全程均是暴雨黃色最高(均高于98%,后半程達100%),暴雨橙色次之(介于91% ~96%),暴雨紅色最低(介于81% ~88%),考慮整體分布與前文中暴雨黃色預(yù)警空報率較高但漏報率較低,而暴雨高級別預(yù)警空報率較低漏報率較高的分布有關(guān)。
表3 2022年廣東“龍舟水”期間暴雨預(yù)警信號平均準確率和命中率%
另外,2022年“龍舟水”過程空報率和漏報率后半程均低于前半程,且低于龍舟水全程平均值;而過程TS評分和命中率后半程均高于前半程,也高于全程平均值??紤]與“龍舟水”后半程廣東出現(xiàn)持續(xù)性降水過程,環(huán)流形勢穩(wěn)定,預(yù)報員發(fā)布預(yù)警把握較大有關(guān)。
預(yù)警信號時間提前量是指預(yù)警信號的發(fā)布時間與預(yù)警信號對應(yīng)的氣象災(zāi)害實況出現(xiàn)時間的間隔時長,其中t1指準確預(yù)警的時間提前量、t2指預(yù)警的時間提前量、t3指有效預(yù)警的時間提前量。
從2022年廣東“龍舟水”期間暴雨預(yù)警信號平均提前量(表4)可以看出,暴雨黃色t1、t2、t3分別為73.6、73.4、26.2 min;暴雨紅色t1、t2、t3分別為45.1、38.9、25.8 min,其t1、t2均較橙色時間長;暴雨橙色t1、t2、t3分別為38.3、36.1、28 min??紤]是由于“龍舟水”期間暴雨雨強大,達到黃色標準后較容易達到橙色標準,預(yù)報員升級前反應(yīng)時間短,升級間隔時間較小,暴雨橙色t1和t2時間較短。
表4 2022年廣東“龍舟水”期間暴雨預(yù)警信號平均提前量min
所有級別和不分級別的t1和t2均在1 h左右,t3在30min左右。龍舟水后半程各級別較前半程的平均提前量為15.7 min(表略),這與“龍舟水”后半程強降水過程形勢穩(wěn)定,預(yù)報員發(fā)布預(yù)警提前量大有關(guān)。
1)2022年廣東“龍舟水”期間發(fā)布的預(yù)警信號以暴雨和雷雨大風(fēng)預(yù)警信號為主,黃色暴雨預(yù)警信號占暴雨預(yù)警信號的大部分,明顯多于高級別的橙色和紅色預(yù)警信號。
2)暴雨預(yù)警發(fā)布日期連續(xù)性顯著,連續(xù)32 d每日均發(fā)布暴雨預(yù)警信號;發(fā)布數(shù)量多,平均每天發(fā)布暴雨預(yù)警信號551站次,預(yù)警信號密集集中在“龍舟水”后半程(6月6—21日),期間暴雨預(yù)警信號的平均生效時長為5.5 h,大部分生效時長在6 h以內(nèi)。
3)暴雨預(yù)警信號在空間分布上整體呈北多南少特征,廣州、清遠、韶關(guān)、河源、深圳等粵北城市和超大城市為暴雨預(yù)警信號發(fā)布最頻繁的區(qū)域,發(fā)布總量占全省總量的56%,與“龍舟水”常年中南部市縣多、粵北市縣少的空間分布氣候特征形成明顯對比。
4)2022年廣東“龍舟水”期間,暴雨高級別預(yù)警的空報率較低,而漏報率均高于暴雨黃色預(yù)警;高級別預(yù)警的準確率較高,而命中率均低于暴雨黃色預(yù)警。期間后半程各級別暴雨預(yù)警的空報率和漏報率均低于前半程,且低于龍舟水全程平均值;而期間后半程準確率和命中率均高于前半程,也高于全程平均值。
5)暴雨黃色預(yù)警t1、t2、t3分別為73.6、73.4、26.2 min;暴雨紅色預(yù)警時間提前量整體較暴雨橙色預(yù)警略多;后半程各項預(yù)警級別較前半程的平均提前量為15.7 min。