摘 要：短時臨近天氣預(yù)報在氣象防災(zāi)減災(zāi)中發(fā)揮著不可替代的作用，但其應(yīng)用仍存在一定局限性。在介紹短時臨近預(yù)報的基礎(chǔ)上，重點探討了其在暴雨洪澇、雷電、臺風(fēng)等主要氣象災(zāi)害預(yù)警中的應(yīng)用，揭示了預(yù)報準確性、預(yù)警信息發(fā)布傳播、部門協(xié)同等方面的局限性，提出了加強關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)、優(yōu)化預(yù)警信息發(fā)布機制、深化部門合作、創(chuàng)新科普宣教模式等對策。

關(guān)鍵詞：短時臨近預(yù)報；氣象災(zāi)害；防災(zāi)減災(zāi)；預(yù)警應(yīng)用

中圖分類號：S421 文獻標志碼：B 文章編號：2095–3305（2024）09–0-03

近年來，我國加快推進氣象現(xiàn)代化建設(shè)，大力提高氣象監(jiān)測預(yù)報預(yù)警和防災(zāi)減災(zāi)服務(wù)水平，為保障人民生命財產(chǎn)安全、促進經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展提供有力支撐。作為氣象防災(zāi)減災(zāi)的“利器”，短時臨近預(yù)報在增強預(yù)警時效性、引導(dǎo)科學(xué)應(yīng)對等方面具有重要作用。因此，全面分析短時臨近預(yù)報在防災(zāi)減災(zāi)中的應(yīng)用現(xiàn)狀、局限性及優(yōu)化對策，可以推動預(yù)報預(yù)警體系建設(shè)。

1 短時臨近預(yù)報概述

1.1 短時臨近預(yù)報的概念、特點及意義

短時臨近預(yù)報是指對未來0～6 h的天氣狀況進行預(yù)測和預(yù)警，具有時效短、更新頻繁、精度高、針對性強等特點。其通過探測和分析對流尺度天氣系統(tǒng)，結(jié)合數(shù)值模式和統(tǒng)計方法，對強對流天氣、暴雨、雷電、大風(fēng)等災(zāi)害性天氣進行快速預(yù)警，為防災(zāi)減災(zāi)提供關(guān)鍵決策依據(jù)。短時臨近預(yù)報的發(fā)展和應(yīng)用，對提高氣象災(zāi)害防御能力、保障人民生命財產(chǎn)安全具有重要意義。短時臨近預(yù)報已成為現(xiàn)代氣象業(yè)務(wù)的重要組成部分，在全球范圍內(nèi)得到廣泛重視和快速發(fā)展。

1.2 常用的短時臨近預(yù)報技術(shù)方法

短時臨近預(yù)報綜合應(yīng)用多種先進的探測和預(yù)報技術(shù)。雷達外推技術(shù)利用雷達回波的時間和空間變化特征，對未來短時間內(nèi)的降水區(qū)域和強度進行外推預(yù)報。中尺度數(shù)值預(yù)報模式通過同化多源觀測資料，對中小尺度天氣系統(tǒng)的發(fā)生、發(fā)展進行快速預(yù)報，為臨近預(yù)報提供重要參考。人工智能技術(shù)如機器學(xué)習(xí)和深度學(xué)習(xí)，可以從海量歷史數(shù)據(jù)中提取關(guān)鍵特征，構(gòu)建天氣模式和預(yù)報方程，不斷增強預(yù)報效果。此外，綜合集成多種觀測資料和模式產(chǎn)品，可以顯著增強短時臨近預(yù)報的時效性和準確性。

1.3 國內(nèi)外短時臨近預(yù)報技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀對比

美國積極推進短時臨近預(yù)報系統(tǒng)建設(shè)，自20世紀90年代起相繼開發(fā)了嚴重天氣觀測與分析系統(tǒng)（SCAN）、合作雷達與預(yù)報工具（CRAFT）等新一代臨近預(yù)報系統(tǒng)。歐洲中期天氣預(yù)報中心建立了覆蓋全球的短期集合預(yù)報系統(tǒng)，提供全球50多個模式的集合預(yù)報產(chǎn)品。日本研發(fā)了綜合預(yù)報系統(tǒng)的短時臨近預(yù)報版本（SYNFOS-T），1 h更新一次覆蓋日本及周邊地區(qū)的0～9 h臨近預(yù)報。雖然我國短時臨近預(yù)報技術(shù)的發(fā)展相對較晚，但近年來通過氣象、水利、應(yīng)急等部門聯(lián)合攻關(guān)，在本地化臨近預(yù)報系統(tǒng)開發(fā)、關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新、業(yè)務(wù)化應(yīng)用等方面取得了長足進步，預(yù)報時效性和精度不斷提升。

1.4 短時臨近預(yù)報技術(shù)面臨的主要挑戰(zhàn)

短時臨近預(yù)報技術(shù)雖然取得了長足進步，但在進一步提升預(yù)報時效性和精度方面仍面臨諸多挑戰(zhàn)。首先，強對流天氣的突發(fā)性、局地性及快速演變特征，導(dǎo)致其觸發(fā)和發(fā)展過程具有較大的不確定性，對精準預(yù)報提出了更高要求。其次，現(xiàn)有數(shù)值模式在對流參數(shù)化、邊界層過程描述、云微物理過程模擬等方面還存在不足，難以準確預(yù)報深對流的觸發(fā)、發(fā)展和演變。最后，高質(zhì)量觀測資料的缺乏，尤其是在時空分辨率和覆蓋范圍方面的不足，制約了數(shù)值模式同化和初始場的準確性，進而影響臨近預(yù)報效果。同時，多源異構(gòu)觀測資料的質(zhì)量控制和快速同化技術(shù)有待進一步突破，現(xiàn)有方法在處理觀測數(shù)據(jù)的系統(tǒng)偏差、代表性誤差等方面還存在局限性。

2 短時臨近預(yù)報在防災(zāi)減災(zāi)中的應(yīng)用及其局限性

2.1 短時臨近預(yù)報在防災(zāi)減災(zāi)中的應(yīng)用

2.1.1 暴雨洪澇災(zāi)害

短時臨近預(yù)報在暴雨洪澇災(zāi)害預(yù)警中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。2021年7月20日，河南省鄭州市遭遇特大暴雨，鄭州市氣象臺于當日06：02發(fā)布暴雨紅色預(yù)警，提示鄭州市區(qū)及所轄縣市降水量將達100 mm以上。在此次事件中，鄭州市氣象臺共發(fā)布了11條暴雨紅色預(yù)警信息。預(yù)警信息通過短信等渠道快速發(fā)布，為政府部門和公眾提供了及時的防范信息。氣象部門通過對雷達回波的外推和識別，結(jié)合多源觀測資料與數(shù)值模式，利用機器學(xué)習(xí)算法對未來0～6 h強降水的時間、位置、強度進行精準預(yù)報，并實時更新預(yù)警信息[1]。針對城市內(nèi)澇點、山洪災(zāi)害隱患區(qū)等重點防御對象，氣象部門還開展預(yù)警信息的精準推送服務(wù)，通過政務(wù)服務(wù)平臺等實現(xiàn)分區(qū)域、分對象、分時段的定向預(yù)警，進一步增強預(yù)警信息的時效性和精準性，最大限度地降低災(zāi)害風(fēng)險和減少損失。

2.1.2 雷電災(zāi)害預(yù)警

雷電災(zāi)害預(yù)警是短時臨近預(yù)報的重要應(yīng)用領(lǐng)域。2023年6月6日，四川省米易縣氣象臺發(fā)布雷電黃色預(yù)警信號，預(yù)計未來6 h內(nèi)米易縣的部分地區(qū)將有雷電活動，可能伴有短時強降水和陣性大風(fēng)。此次預(yù)警信號通過突發(fā)事件預(yù)警信息發(fā)布系統(tǒng)及時傳達給公眾。氣象部門基于閃電定位系統(tǒng)和天氣雷達的實時監(jiān)測，利用人工智能算法對雷暴單體進行識別和外推，對雷電大風(fēng)的時間、位置、強度開展精細化臨近預(yù)報，提前10～30 min發(fā)布預(yù)警信息[2]。氣象部門與應(yīng)急管理、民航、電力等部門建立多維度、立體化的雷電預(yù)警信息發(fā)布機制，通過官方網(wǎng)站、移動APP、電視等渠道進行聯(lián)合發(fā)布，并針對機場、變電站、旅游景區(qū)等重點防御對象開展精準預(yù)警，指導(dǎo)開展臨時避險、調(diào)度值守等防范措施，有效降低雷電災(zāi)害風(fēng)險。

2.1.3 臺風(fēng)災(zāi)害

臺風(fēng)災(zāi)害預(yù)警也是短時臨近預(yù)報的重點應(yīng)用之一。2022年9月，臺風(fēng)“梅花”先后4次分別登陸浙江省、上海市、山東省和遼寧省。中央氣象臺和相關(guān)?。ㄖ陛犑校庀笈_通過高頻會商、上下聯(lián)動，滾動預(yù)報，及時預(yù)警，精準預(yù)報了臺風(fēng)“梅花”的路徑、強度及風(fēng)雨影響。例如，在臺風(fēng)登陸浙江省前，浙江省氣象臺提前30 h預(yù)警登陸時間和地點。氣象部門綜合利用多源衛(wèi)星遙感、雷達探測、海洋浮標等觀測資料，對臺風(fēng)中心位置、強度、風(fēng)雨量級進行實時監(jiān)測，對臺風(fēng)未來6～72 h路徑、強度、風(fēng)雨量級進行滾動預(yù)報，預(yù)報更新的頻率為3 h/次。臺風(fēng)預(yù)警信息通過電視、廣播、網(wǎng)絡(luò)、手機等渠道迅速發(fā)布，提示公眾和相關(guān)部門及時采取防范措施。氣象部門還與海洋、應(yīng)急、交通等部門開展聯(lián)合會商，針對近岸漁船回港、港口碼頭防御、人員轉(zhuǎn)移等重點任務(wù)制定分區(qū)域、分時段、分對象的精準預(yù)警方案，有力指導(dǎo)各項防臺減災(zāi)行動。

2.1.4 其他災(zāi)害

短時臨近預(yù)報在低溫雨雪冰凍、大霧、沙塵暴等災(zāi)害性天氣預(yù)警中同樣發(fā)揮著重要作用。2022年1月，北京市氣象局針對強降雪天氣發(fā)布暴雪藍色預(yù)警。預(yù)警信息通過多種渠道迅速傳達，政府部門采取應(yīng)急措施，如學(xué)校停課、交通管制等。在此次降雪過程中，北京市平均降雪量達到6 mm，城區(qū)降雪量為2～5 mm。氣象部門利用自動站、激光雷達等探測資料，對降雪相態(tài)、能見度、風(fēng)速等要素進行實時監(jiān)測，結(jié)合數(shù)值模式和統(tǒng)計方法，開展未來0～24 h的精細化預(yù)報。在預(yù)警信息呈現(xiàn)方面，越來越多采用可視化、交互式的表達方式，增強預(yù)警信息的直觀性和可讀性。同時，加強對災(zāi)害風(fēng)險評估研究，定量分析災(zāi)害致災(zāi)因子與承災(zāi)體時空分布特征，為精準預(yù)警、風(fēng)險管控和應(yīng)急處置提供更加科學(xué)的決策依據(jù)。

2.2 短時臨近預(yù)報在防災(zāi)減災(zāi)中應(yīng)用的局限性

預(yù)警信息覆蓋面有待擴大和時效性有待增強，農(nóng)村、山區(qū)等偏遠地區(qū)由于基礎(chǔ)設(shè)施薄弱、信息渠道單一，預(yù)警信息傳播和覆蓋存在盲區(qū)。預(yù)警信息解讀和應(yīng)用能力亟待提高，部分基層政府和公眾對預(yù)警信息理解和響應(yīng)存在偏差，難以將預(yù)警信息迅速轉(zhuǎn)化為有效的防災(zāi)減災(zāi)行動。當前，各部門間存在信息壁壘，在災(zāi)害快速演變的情況下，氣象、水利、應(yīng)急管理、交通等部門之間的預(yù)警信息和監(jiān)測數(shù)據(jù)難以得到實時共享，未能及時啟動應(yīng)急預(yù)案。公眾風(fēng)險意識和自我防范能力欠缺，災(zāi)害來臨時，部分民眾存在僥幸心理，難以科學(xué)合理地避險。這些問題在一定程度上削弱了短時臨近預(yù)報在防災(zāi)減災(zāi)中的應(yīng)用效果。

3 短時臨近預(yù)報提高防災(zāi)減災(zāi)效能的對策

3.1 加強關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)，提高預(yù)報時效性和精度

首先，完善天氣雷達、閃電定位系統(tǒng)等立體觀測網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，增強對流尺度天氣監(jiān)測的時空分辨率，擴大預(yù)警覆蓋面、增強預(yù)警時效性。其次，發(fā)展智能化、定量化臨近預(yù)報技術(shù)，利用人工智能、大數(shù)據(jù)分析等前沿方法，對雷達回波外推、數(shù)值模式集合預(yù)報等傳統(tǒng)技術(shù)進行改進優(yōu)化，顯著提升預(yù)報精度。再次，加強災(zāi)害風(fēng)險評估模型研究，定量分析致災(zāi)因子與承災(zāi)體時空分布特征，為精準預(yù)警提供科學(xué)支撐[3]。最后，建立多源觀測資料快速同化方法，提高初始場精度，增強預(yù)報時效性。上述關(guān)鍵技術(shù)協(xié)同攻關(guān)集成應(yīng)用，使強對流天氣臨近預(yù)報時效達30～60 min，位置誤差控制在5～10 km，為防災(zāi)減災(zāi)提供精準及時的預(yù)警信息。

3.2 優(yōu)化災(zāi)害預(yù)警信息發(fā)布傳播機制

積極拓展手機APP、社交媒體、智能終端等新型發(fā)布渠道，實現(xiàn)預(yù)警信息精準推送和實時更新，是大勢所趨。預(yù)警信息內(nèi)容呈現(xiàn)要突出重點、簡明扼要，提高可讀性和易懂性。預(yù)警信息傳播方式要建立“政府主導(dǎo)、部門協(xié)同、社會參與”的立體化傳播機制，充分發(fā)揮基層組織和社區(qū)網(wǎng)格作用，實現(xiàn)預(yù)警信息“最后一公里”精準傳遞。同時，增強預(yù)警信息發(fā)布時效性和權(quán)威性，建立健全快速響應(yīng)和協(xié)調(diào)聯(lián)動機制，確保預(yù)警信息第一時間通過權(quán)威渠道發(fā)布傳播，提高公眾對預(yù)警信息的信任度和執(zhí)行力。

3.3 深化部門合作，加強預(yù)警信息共享

建立健全的災(zāi)害預(yù)警信息部門會商和聯(lián)合發(fā)布機制，由氣象部門提供權(quán)威準確的氣象預(yù)警信息，相關(guān)部門根據(jù)職責(zé)分工提供災(zāi)情隱患、脆弱性分析等信息，形成多災(zāi)種綜合預(yù)警，增強預(yù)警時效性和準確性。構(gòu)建部門間災(zāi)害預(yù)警信息共享平臺，實現(xiàn)監(jiān)測預(yù)警信息實時交換和互聯(lián)互通，提高多部門快速響應(yīng)和聯(lián)合行動能力[4]。完善重大災(zāi)害預(yù)警信息部門會商研判機制，開展災(zāi)害風(fēng)險綜合會商分析，為重大決策提供多學(xué)科、多維度專業(yè)支撐。加強基層防災(zāi)減災(zāi)協(xié)同，組建鄉(xiāng)鎮(zhèn)（社區(qū)）三防指揮機構(gòu)，整合基層防災(zāi)資源，構(gòu)建“縱向到底、橫向到邊”的基層氣象防災(zāi)減災(zāi)協(xié)同網(wǎng)絡(luò)，提高基層預(yù)警信息覆蓋率和到達率[5-8]。

3.4 創(chuàng)新預(yù)警信息呈現(xiàn)方式，提高公眾接受度

首先，積極創(chuàng)新預(yù)警信息呈現(xiàn)方式，開發(fā)分眾化、差異化預(yù)警信息產(chǎn)品，針對不同地區(qū)、行業(yè)、人群定制個性化預(yù)警服務(wù)方案，擴大預(yù)警信息覆蓋面和提高其到達率。其次，拓展可視化表達，采用圖形化、視頻化、交互式等形式，直觀呈現(xiàn)災(zāi)害風(fēng)險時空分布和演變趨勢，提高預(yù)警信息感知度。再次，加強對影響預(yù)報研究，定量評估災(zāi)害性天氣可能影響后果，提示公眾采取針對性的防范措施，強化預(yù)警信息的指導(dǎo)性和可操作性。最后，建立預(yù)警信息專業(yè)解讀和權(quán)威發(fā)布機制，組建多學(xué)科專家團隊，對重大災(zāi)害預(yù)警信息開展會商分析和趨勢研判，用通俗易懂語言解讀預(yù)警信息，增強預(yù)警信息權(quán)威性和公信力。

3.5 加強防災(zāi)減災(zāi)科普宣教，提高社會應(yīng)對能力

將防災(zāi)減災(zāi)教育納入國民教育體系，針對中小學(xué)生開發(fā)防災(zāi)減災(zāi)課程和教材，提高青少年群體避險自救能力。創(chuàng)新社區(qū)防災(zāi)減災(zāi)宣傳模式，利用新媒體平臺開展豐富多樣的科普宣傳活動，普及防災(zāi)避險知識，增強公眾風(fēng)險和責(zé)任意識。組建基層氣象災(zāi)害信息員隊伍，通過專業(yè)培訓(xùn)和實踐演練，提高災(zāi)害信息員風(fēng)險識別和預(yù)警響應(yīng)能力，使其更好地發(fā)揮“哨兵”作用。加強農(nóng)村、社區(qū)等基層防災(zāi)減災(zāi)指導(dǎo)和幫扶，因地制宜地編制社區(qū)防災(zāi)減災(zāi)預(yù)案和避險手冊，定期組織應(yīng)急演練，切實提高基層防災(zāi)減災(zāi)組織動員和快速反應(yīng)能力。防災(zāi)減災(zāi)科普宣教要全方位、多層次，增強社會各界憂患、責(zé)任和防范意識，形成專家治理和社會共治相結(jié)合的防災(zāi)減災(zāi)格局。

3.6 建立健全的預(yù)警信息評估反饋機制

構(gòu)建預(yù)警信息時效性、準確性、精細化程度等評估指標體系，建立多維度、動態(tài)化預(yù)警質(zhì)量評價機制，可為預(yù)警能力提高提供可量化、可考核的標準。建立預(yù)警信息使用反饋渠道，通過問卷調(diào)查、座談訪談等方式，廣泛收集各類用戶對預(yù)警產(chǎn)品和服務(wù)的意見、建議，及時發(fā)現(xiàn)并處理預(yù)警能力建設(shè)的薄弱環(huán)節(jié)。開展極端天氣災(zāi)害事件預(yù)警響應(yīng)情況評估，系統(tǒng)梳理預(yù)警發(fā)布、傳播、響應(yīng)等環(huán)節(jié)存在的問題，總結(jié)防災(zāi)減災(zāi)實踐中的經(jīng)驗教訓(xùn)[9-11]。將預(yù)警信息評估反饋結(jié)果作為預(yù)報員績效考核、業(yè)務(wù)培訓(xùn)等工作的重要依據(jù)，建立持續(xù)改進和優(yōu)化的閉環(huán)機制，不斷提升預(yù)警預(yù)報產(chǎn)品精細化水平和實踐應(yīng)用價值，推動預(yù)警能力建設(shè)與防災(zāi)減災(zāi)需求精準匹配、持續(xù)適配。

4 結(jié)束語

短時臨近天氣預(yù)報在氣象防災(zāi)減災(zāi)中具有不可替代的重要作用。未來，應(yīng)進一步加強關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，優(yōu)化完善預(yù)警信息發(fā)布機制，深化部門協(xié)同，創(chuàng)新科普宣教模式，不斷增強預(yù)報預(yù)警時效性、精準性和權(quán)威性。同時，還應(yīng)加強災(zāi)害風(fēng)險評估、應(yīng)急響應(yīng)流程優(yōu)化等方面的研究，構(gòu)建“觀測—預(yù)報—服務(wù)”一體化的現(xiàn)代氣象防災(zāi)減災(zāi)體系。隨著科技進步和管理水平的不斷提高，短時臨近預(yù)報必將在氣象防災(zāi)減災(zāi)中發(fā)揮更大作用，為提高綜合防災(zāi)減災(zāi)救災(zāi)能力、促進人與自然和諧共生貢獻智慧和力量。

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收稿日期：2024-06-11

作者簡介：王一淞（1985—），女，吉林松原人，工程師，氣象預(yù)報預(yù)警。