松辽流域预警信息发布时空分布与质量控制现状分析——以2017—2021年为例

王 洋

(吉林省突发事件预警信息发布中心，吉林 长春 130012)

引言

近些年来，随着全球变暖，进一步增加了极端天气事件的多发性和严重性。而我国是世界上自然灾害最为严重的国家，松辽流域作为我国粮食主产区，各类灾害性事件频发、重发，如暴雨、雷电、台风、寒潮等气象类灾害以及森林火险、城市内涝、山洪、公共卫生事件等次生、衍生类灾害时有发生；从地域上看，松辽流域各类灾害按其所涉及省份地域性分布较为明显，内蒙古东部以雷电、大风、道路冰雪居多，黑龙江省以大风、道路结冰和寒潮为主，吉林省雷电、森林火险和大风在各类灾害中占较大比例，辽宁省大风、大雾、雷电较为多发。各类灾害性天气事件对人民生命财产安全带来极大威胁。2017年7月13—21日，吉林省永吉县2次遭受暴雨袭击，引发特大洪涝灾害，成灾性、破坏性前所未有，造成5人死亡，27.9万人受灾，直接经济损失134.6亿元。2020年8月26日—9月8日，我国东北地区连续遭受台风“巴威”“美莎克”“海神”三连击，造成黑龙江68hm2农田绝收，1885.3hm2农田减产，估算损失达25.81亿元[1]。

2013年中国气象局公众气象服务中心建立国家突发事件预警信息发布系统(以下简称：国突系统)，并于2015 年正式开展全国系统业务运行，使得在突发事件发生前，能够权威、及时、有效地发布预警信息，争取更多的时间做好灾前应对准备，减少人员伤亡。近年来，对预警信息发布规律及特征的研究逐渐增多，王昊宇[2]对2018—2020年我国气象灾害预警信息时空特征进行了分析，发现雷电、大风、暴雨、大雾、道路结冰和高温等6类预警信息发布数量最多，占气象预警信息总发布量的88%。孙崇智[3]对2016—2020年广西14个地级市及所辖县气象台发布的11类预警信号气象灾害预警信号时空分布特征进行了分析，雷电、暴雨、大风、高温、大雾是广西主要的灾害性天气预警信号，同时，2020年广西全区自然灾害灾情较过去5a均值均有不同程度下降。张建[4]对2019—2021年吉林省9个市(州)发布的全部预警信息时空分布特征进行了分析。同时，预警信息发布质量是整个预警信息发布过程中重要的一环，是保障预警发布效果的关键，也是人民群众正确接收预警并及时做出响应的前提，国家预警信息发布中心每月都对当月全国气象部门预警信息发布质量进行通报，预警错误类型主要包括：预警类型不一致、预警级别不一致、时间错误、正文错误等[5]，曹之玉[5]对预警错误类型、预警质量控制策略、质量控制流程进行了详细的阐述。本文选取2015—2021年松辽流域主要预警信息作为研究对象，对松辽流域预警信息发布的特点、时空分布特征、错误预警信息进行分析，研究松辽流域预警信息发布的规律，为进一步做好预警信息发布工作及防灾减灾提供相关决策依据。

1 研究区域及资料说明

1.1 研究区域

松辽流域地理位置大致位于N38°72′～53°55′，E125°25′～135°09′，位于我国东北部，一般泛指东北地区，涉及黑龙江省、吉林省、辽宁省和内蒙古自治区东部的赤峰市、呼伦贝尔市、通辽市、兴安盟。东、西、北面3面环山，南部濒临渤海和黄海，中、南部形成宽阔的辽河平原、松嫩平原，东北部为三江平原。遍及中国水稻主产区；地区总面积为124.92万m2，占国土总面积的15.32%。松辽流域处于北纬高空盛行西风带，具有较多的西风带天气和气候特色，为温带大陆性季风气候区。冬季严寒漫长，夏季温湿而多雨，部分地区属寒温带气候。松辽流域主要河流有辽河、松花江、黑龙江、乌苏里江、绥芬河、图们江、鸭绿江以及独流入海河流等。其中,黑龙江、乌苏里江、绥芬河、图们江、鸭绿江为国际河流[6]。

1.2 资料来源

本研究所涉及数据全部来源于国突系统2017—2020年松辽流域发布的预警信息，主要包括台风、暴雨、暴雪、寒潮、大风、沙尘暴、高温、干旱、雷电、冰雹、霜冻、大雾、霾、道路结冰、雷雨大风、严寒等16类气象类灾害预警信息；森林火险、地质灾害、山洪、洪涝、城市内涝、公共卫生等6类联合发布类预警信息；预警信号一般分为蓝色、黄色、橙色、红色 4个等级，分别代表一般、较重、严重和特别严重。部分预警信息只包含4个等级中的2个或3个等级，国突系统还承担发布温馨提示、提醒等信息及部分等级不明确的预警信息，所以预警等级中存在“未知级别”，但因其总量较少，不影响整个松辽流域预警信息发布的趋势和规律，故本次研究剔除了未知级别的预警，预警信息按发布类型可分为首发、更新和解除，为避免重复统计，本研究剔除了解除预警，预警发布质量控制数据来源于2017—2021年国家预警中心月通报中错误预警。本研究利用统计学方法对松辽流域预警信息发布特征进行分析。

2 结果与分析

2.1 预警信息总体发布情况

2017—2021年松辽流域各地区通过国突系统共发布各类预警信息132151条，按预警发布总数占比前7位的预警类型分别为大风、雷电、道路结冰、暴雨、大雾、寒潮和森林火险，占比高达91.7%，见图1；2017—2021年松辽流域按预警等级，红色预警占比1.3%，橙色预警占比10.7%，黄色预警占比46.5%，蓝色预警41.5%，其中各地区均为黄色预警发布数量占比最高，蓝色预警其次，红色预警最少，见图2。

图1 2015—2021年松辽流域各类预警发布数量比例

图2 松辽流域各地区预警等级数量比例

2.2 预警信息时间分布特征

2.2.1 预警信息年际分布特征

按预警信息发布年度分布来看，松辽流域预警发布数量呈逐年递增的趋势，各地区整体也基本符合逐年递增的特点，见图3，由于松辽流域是东亚北方气旋的生成和移动必经之地，近年来，由于全球气候异常，极端天气、气候事件频发，短时强对流、雷雨大风天气显著增多，使得大风和雷电均占据各年度发布数量的前2位。

图3 松辽流域各地区预警发布数量

2.2.2 预警信息月际分布特征

2017—2021年松辽流域各地区按月际统计，6—8月汛期期间预警发布数量最多，占总体比例分别为12%、13.7%、12%，1—2月和12月发布数量最少占比仅为4.1%、4.6%和4.6%，见图4。

图4 2017—2021年松辽流域各月预警发布数量

松辽流域处于北纬高空盛行西风带，自南北跨暖温带、中温带及寒温带3个气候区。东部是地势较高的长白山，海洋气候不易进入东北地区南部紧邻黄海和渤海，西部是高达千米的蒙古高原，西伯利亚的大陆气候以高屋建瓴之势进入东北腹地该区温度比世界同纬度地区低，春季多风干燥，春旱时有发生；夏季炎热，与同纬度地区相比温差较大，降雨量集中，常发旱涝，暴雨和雷电天气多发；秋季雨量明显减少大雾和大风天气时有发生；冬季漫长且寒冷，暴雪天气较为多见。松辽流域四季分明，属于典型的寒带-温带大陆性季风气候。按预警信息发布月际统计结果看，预警信息发布的月际分布特征基本符合松辽流域四季气候特征。1—3月、11—12月属于冬季或冬春过渡期，在此期间天气寒冷，低温及暴雪天气时有发生，大风、寒潮和道路结冰预警发布数量占比前3位；4—5月，大风预警发布数量在全年迎来高值，其中4月发布数量最高，随之而来，森林火险在这2个月也均处在前3位；6—8月，处于我国的汛期期间，温度升高，雷电和暴雨天气显著增多，7月雷电发布数量再全年最高，其中6月雷电、大风和冰雹发布数量占据前3位，7月发布数量前3位为雷电、冰雹和高温，8月雷电、暴雨和大风在各类预警发布数量最多。9—10月，进入秋季气温开始下降、雨量减少，大风天气依然频发，9月大风、雷电和大雾列预警发布数量前3位，10月大风、森林火险和寒潮列预警发布数量前3位。

在发布数量前7位的各类预警中，大风预警月际跨度最长，在1—5月、9—12月均占据发布数量的第1位，其中4月和5月发布数量最多均达到6000余条，主要原因为4—5月随着太阳直射点到达北半球，中低纬地区温度升高，而高纬地区气温仍然很低，此时冷暖气团相遇，所以导致大风预警增多；雷电预警在6—8月汛期期间发布数量最多，此时受东北冷窝活动频繁影响，其中7月发布数量最多；道路结冰预警在1—4月、10—12月均有发布，其中11月发布数量最多，此时我国东北地区冷暖空气交汇，降雪天气频发，进而产生道路结冰等灾害。暴雨预警多发于6—8月，此时受东北冷窝的活跃及东亚夏季风的影响，西太平洋副热带高压西北侧西南风异常的加强,向北输送到东北地区的水汽显著增多,导致松辽流域地区暴雨天气频发，进而暴雨预警发布量增多，尤其是8月达4000余条。大雾预警全年各月均有发布，其中9月发布数量最多，其次为7月和8月，此时，近地面水汽条件，有利于夜间辐射降温造成水汽凝结形成大雾;寒潮预警多发于1—2月及11—12月，此时，我国正处于冬季，西伯利亚高压于东亚冬季风的显著增强是寒潮灾害多发的主要原因；森林火险是发布数量前7位各类预警中唯一的非气象类预警，该预警是气象部门与森林草原防火部门联合发布的预警，与大风预警有很强的正相关性，森林火险预警发布数量最多4月和5月，也是大风预警发布数量最多的2个月，见图5。

图5 2017—2021年松辽流域各月发布量前3位预警占比

2.2.3 预警信息日变化分布特征

2017—2021年松辽流域按各地区每日时间段统计，在一天当中15：00—16：00预警发布数量最多，占比达11.9%，见图6，发布数量最多的预警为森林火险和大风，此时段正处于午后，近地面的空气气温最高，上下空气的交流最激烈，所以午后的风速最大，较易产生大风天气，进而大风和森林火险预警数量明显增多，1：00—3：00预警发布量最少，仅占0.83%和0.9%。

图6 2017—2021年松辽流域各时段预警发布量占比

2.3 预警信息空间分布特征

2017—2021年松辽流域预警信息发布按地区统计，吉林省发布数量最多，占比达32%，辽宁省最少，占比19.1%，内蒙古自治区占比为21.5%，黑龙江省占比为27.4%。松辽流域各省预警发布占比前7位分别是内蒙古自治区为雷电、大风、道路结冰、寒潮、暴雨、冰雹和高温，占比为95.1%；黑龙江省为大风、道路结冰、寒潮、暴雨、大雾、雷雨大风和雷电，占比为85.2%；吉林省为雷电、森林火险、大风、道路结冰、暴雨、冰雹和高温，占比为81.9%；辽宁省为大风、大雾、雷电、暴雨、雷雨大风、冰雹和道路结冰，占比为95.2%。

由于省、市、县3级各自发布预警信息，所以从行政级别统计，2017—2021年松辽流域各地区省级发布量占总量12.4%，市级发布量占总量18.9%,县级发布量占总量68.7%。因为松辽流域只涉及内蒙古自治区东部地区，所以本研究未涉及内蒙古自治区级发布的预警信息，只讨论了黑龙江省、吉林省和辽宁省本级的预警信息。其中辽宁省本级发布数量在省级单位中最多，占比达80.9%，吉林占比13.5%，黑龙江占比5.6%；发布数量占市级发布量前10位的市级分别为大连市、通辽市、长春市、松原市、延边州、伊春市、吉林市、白城市、哈尔滨市和鸡西市；在县级发布量中占据前10位的分别是扎鲁特旗、科尔沁左翼中旗、扶余市、安图县、奈曼旗、敦化市、科尔沁左翼后旗、乾安县、霍林郭勒市和延吉市，见图7。

从松辽流域各地区发布数量前10位的市县的发布预警类型看，其存在明显的地域特点，内蒙古东部各市县道路结冰、大风和雷电较多；吉林东部延边地区森林火险数量大幅度领先于其他类型的预警，吉林的长春、松原各市县则以大风、雷电和森林火险为主；吉林省吉林市和白城市发布数量前3位的预警为雷电、大风和道路结冰；辽宁省的大连市由于是滨海城市，所以大风、大雾和暴雨预警分列前3位；黑龙江省的伊春市大雾和寒潮是其发布最多的3类预警，哈尔滨市发布量前3位的分别是大风、道路结冰和雷雨大风，见图8。

图7 2017—2021年省市县3级发布量排名及占比

从发布总量前7位的各类预警地域分布看，大风预警发布数量前3位的市县分别为大连市、通辽市扎鲁特旗和通辽市霍林郭勒市，大风预警主要发生3—5月，且以蓝色和黄色预警为主，大连市临海，通辽地区2个旗所在特殊的地理位置，且3—5月春天冷暖交替季节，所以出现较多的大风天气；雷电预警前3位为通辽市的科尔沁左翼中旗和扎鲁特旗及大连市，6—8月是3地区雷电预警最多的月份，且主要是黄色预警，橙色预警较少；道路结冰预警较多的3地区均来自通辽市，分别为内蒙古通辽市奈曼旗、通辽市和内蒙古通辽市扎鲁特旗，通辽市道路冰雪红色预警较多，超过20条，占2017—2021年道路冰雪红色预警总数的45.5%；暴雨预警前3位的市县分别为大连市、黑河市和哈尔滨市，其中大连临海，水汽条件充足，所以以暴雨橙色为主，占比达60%以上，而黑河市和哈尔滨市则以蓝色预警为主；由于大连三面临海，水汽充足，大雾预警发布量前3位的地区均位于大连市，分别为大连市、大连市金州区、大连市长海县，主要发生在5—7月，此时正处于春夏交际，大连市海洋性气候明显，暖平流的输送为大雾提供了充足的水分，且大雾多发生在每日的4：00—5：00和19：00—20：00；寒潮预警发布最多的3个市县均位于伊春市，分别为伊春市、伊春市五营区、伊春市铁力市，且多发生于冬季，以蓝色预警为主，伊春位于黑龙江省东北部，乌拉尔山高脊发展引导高纬冷空气南下，与贝加尔湖冷空气结合，使得冷空气可以长时间在伊春地区维持，这也导致伊春地区寒潮灾害较多；森林火险预警则多发于延边朝鲜族自治州，前3位的地区分别为延边朝鲜族自治州、延边朝鲜族自治州龙井市、延边朝鲜族自治州和龙市，2017—2021年延边朝鲜族自治州森林火险预警占松辽流域总量超过50%，延边朝鲜族自治州地处长白山东麓,森林覆盖率约80%以上,在全球变暖的大背景下，森林火险的发生频率也在逐年上升。

2.4 非气象类预警信息分布特征

国突系统除发布气象类预警外，还承担与外部门发布非气象类预警，主要包括与森林草原防火部门发布的森林火险预警，与自然资源部门发布地质灾害预警，与水利部门发布山洪预警和洪涝预警，与住建部门发布城市内涝预警，与卫生健康部门发布公共卫生预警。近些年来，由于气象部门加强了与外部门的沟通合作，2017—2021年非气象类预警发布数量总体呈上升的趋势，在非气象类预警中，森林火险发布量占绝大多数，其比例达83.4%；主要由暴雨等强对流天气引发的地质灾害、山洪、洪涝与城市内涝预警主要分布在7—9月，此类预警省级平台发布较多，吉林省、辽宁省和黑龙江省3个省级平台发布的该类预警占总数的33.2%；而公共卫生类预警包括一氧化碳中毒、感冒等呼吸道疾病、中暑、腹泻等肠道疾病及心脑血管疾病等预警，共占总体的3.1%，2020年新型冠状病毒疫情爆发，为更好地向公众发布新冠疫情相关预警及提示，国突系统增加了新型冠状病毒预警，截至2021年底，松辽流域各地区共发布新型冠状病毒预警140余条。未来各地气象部门将持续加强与外部门的沟通与联系，也会有更多的非气象类预警通过国突系统发布到公众手中。

2.5 预警信息发布质量控制现状分析

2017—2021年松辽流域各级气象部门共出现错误预警152条，从时间角度看，错误预警数量呈逐年减少的趋势，见图9。这与各级气象部门的共同努力是分不开的，近年来各级气象部门在保障预警发布正确率上做了大量的工作，制定了预警质量控制策略，包括建立敏感词库、业务逻辑判断规则等，2020年中国气象局预警信息发布中心与北京工业大学联合开展基于自然语言处理的预警语义检验模型的开发应用，致力于解决预警信息内容详情中出现的错词问题。从而使预警质量监测能力上了一个新的台阶。

图8 2017—2021年松辽流域发布量前10位市县级预警前3位占比

图9 2017—2021年松辽流域预警信息发布错情情况

从预警错误类型来看，预警等级不一致占错误类型的39.5%，时间错误占错误类型的26.3%，这2种错误类型，也是值班员在进行预警信息录入时比较容易忽视的，所以，值班院在参与预警业务值班时既要严格按照业务流程开展工作，同时又要提高认识高度重视，增强责任心和使命感。随着各级气象部门的重视，以及技术水平的不断提升，预警信息发布正确率在逐年提升，但每年依然会出现错误预警的情况，“0错情”依然是不断努力追求的目标。

3 结论与讨论

2017—2021年松辽流域各地区通过国突系统共发布各类预警信息132151条，发布数量总体呈逐年上升的趋势，大风、雷电、道路结冰、暴雨、大雾、寒潮和森林火险7类预警类型发布数量最多，占比高达91.7%，黄色和蓝色预警最多，占比高达88%。

6—8月汛期期间时预警高发期，其中7月时预警数量最多的月份，此时雷电预警发布较多，每日的15:00—16:00为预警发布最多的时段，森林火险和大风是此时发布数量最多的2种预警类型。

松辽流域的预警信息发布有着明显的地域特征，西部内蒙古地区道路结冰、大风和雷电较多；东部延边地区森林火险数量大幅度领先于其他类型的预警，中部吉林的长春、松原各市县则以大风、雷电和森林火险为主；南部辽宁省的大连市以大风、大雾和暴雨预警居多；北部黑龙江省的伊春市大雾和寒潮是其发布最多的3类预警。

预警发布质量逐年提升，但每年依然存在预警错情，在不断提高值班员思想意识和责任心的同时，科技能力的提升和相关制度的完善也是不断提升预警质量不可或缺的环节，气象部门要不断提高认识、加强能力建设和制度建设，不断增强预警信息服务的社会效益。