氣象災害預警在數字城市中的對策研究

摘 要：當前，自然環境發生了巨大變化，這也使得城市建設中越來越關注氣象災害預警。在信息技術發展的推動下，數字城市的建設加快，為了滿足數字城市安全運作需求，有必要采取針對性的對策不斷改進與完善氣象災害預警系統。文章先簡要概述了氣象災害預警的基本內涵，然后對預警有效性的實現進行分析，并提出了數字城市中氣象災害預警的有效策略，以供參考。

關鍵詞：

中圖分類號：P429 文獻標識碼：A DOI：10.11974/nyyjs.20170933212

引言

近幾年，隨著全球氣候變化加劇，城市災害頻發，這使得城市減災問題受到人們的廣泛關注。而城市氣象災害預警作為城市減災的重要舉措，在當前數字城市建設中發揮著重要的作用。

1 數字城市中的氣象災害預警概述

氣象災害、次生災害以及衍生災害是當前城市自然災害的重要組成。對城市氣象災害的特點進行分析，主要可以表現為以下幾個方面。

1.1 危險性

城市氣象災害往往具有非常大的破壞及危險性，比如交通事件上升、電力線路安全性下降、房屋倒塌等，這會給城市居民帶來巨大的安全威脅。

1.2 季節性

城市氣象災害往往隨著季節的變化，呈現周期性及季節性的特征，比如在夏季，城市容易出現洪澇災害。

1.3 連鎖性

城市中的交通設施、供暖設施、供電線路、供水線路及供氣線路等工程往往聯系非常緊密，然而一旦出現城市氣象災害使其中的某一系統遭受損害，往往會產生連鎖反應，使一系列衍生災害發生。

1.4 密集性

城市人口密集，房屋也比較集中，如果發生較高等級的氣象災害，造成的損失遠比周圍地區要大得多。

1.5 擴散性城市氣象災害的影響往往不局限于發生源區域，而是會波及到社會各個生活層面。

氣象災害預警作為城市減災的重要手段，通過預警信號發布氣象災害以及應急預案的行動指令，為城市防御氣象災害的威脅提供助力。用Koontz的管理學理論對氣象災害預警進行分析，對策目的具體指的是通過主體目標以及相關策略組成的系統，決定并傳遞一個概念，因此對策往往側重于獲取以及調度相應的人力、物力等資源。事實上，氣象災害預警是在災害監測及預報的基礎上，對危險性天氣的威脅現狀及延展趨勢進行客觀分析，并且向可能會受到災害影響的地區發出相應的防御警告，以使相關區域作出積極性的防御動作。

數字城市主要以信息資源數字化、信息傳輸網絡化以及信息技術的應用集中化作為整體格局，這也使得氣象災害預警的系統構成變得更加先進，還為個性化氣象災害預警的形成提供堅實的基礎。

2 數字城市氣象災害預警有效性分析

進行氣象災害防御的主要目的是盡可能地將氣象災害對人員及財產造成的傷害降到最低水平。城市氣象災害防御往往涉及到各個方面的內容，如相關法律法規、現代科技、災害管理、預警系統、公眾教育等。城市氣象災害防御中，預警系統常常發揮紐帶的作用，預警系統的有效運作，對氣象災害防御的有效性有非常大的影響。

氣象災害預警建設的主要目的是為城市減災提供保障。因此在建設上，緊緊圍繞“有效性”這一核心原則，因為只有有效的預警，才能夠保證城市經濟效益與社會效益的正常發揮。從氣象災害預警有效性角度分析預警系統的發展，大體可分成以下3個階段：第1階段（20世紀80年代以前），這一階段的氣象災害預警比較重視形式，其核心在于技術規范的制定，在這一階段關注的重點問題是如何將氣象災害預警信號發布與傳播出去，而在法律法規以及技術上則主要是研究如何使預警系統能夠正常運作；第2階段（20世紀90年底初期）。這期間的氣象預警信號在形式及內容上得到完善，開始定量及定性預測氣象災害可能帶來的風險；第3階段（20世紀90年代末），在這一時期，氣象災害預警更加重視實效性，并且核心發展理念是為城市提供個性化的服務。

2.1 目標及原則

數字城市中氣象災害預警目標為：在恰當的時機使用有效的方式向正處于危險中的人群或單位提供針對性的預警信息。

為了實現這一目標，氣象預警系統有效性實現需遵循以下幾個基本原則：風險對象原則。預警信息發布應針對當前正處于風險或者即將處于風險中的個人及單位才有效；信息傳達原則。預警信息應及時向相關對象傳達，并且盡可能覆蓋全體對象；相應行動原則。氣象預警信號發布后，相關對象應采取必要的行動去規避風險。

2.2 有效性判別方法

氣象預警信號有效性的判別涉及到2個時間因素，即氣象災害有效預報時間（TE）與預警系統響應時間（TS），并且滿足：TE>TS。這樣才可以稱作其災害預警是有效性。

根據現階段的科學發展水平，在不同的氣象災害預測上，準確性存在一定的差異。根據有效預警需求，對預警系統響應時間（TS）進行分析，其組成為：

TS=T0+Tf+Te （1）

式（1）中，T0指探測氣象災害花費的時間；Tf指預警信息制作所需時間；Te指預警信息傳達所需時間。因此提高預警有效性的2種方法為延長TE；降低TS。

3 提高數字城市的氣象災害預警有效性的對策

數字城市氣象災害預警，其實就是以預警有效性為主要特征，在數字化、網絡化及智能化基礎上，建立天氣監測實時化、預報預警精細化、傳播渠道多樣化以及信息服務個性化的高效氣象災害預警系統。

3.1 天氣監測實時化

天氣監測是預警的基礎，探測要素可以從以下3個層面進行擴充：增加監測的物理量，在當前溫度、雨量、風速、濕度、氣壓等要素上，還可以增加顆粒數、有害氣體含量等；根據實際需求，增加特種氣象觀測內容，比如雷電定位網、衛星氣象監測等；可以充分利用數字城市高速的寬帶網絡，通過開展多場景視頻監視，使預報業務人員有身臨其境之感。endprint

探測空間密度也是提高預警有效性的重要手段，可以通過以下2個途徑實現：增加氣象觀測點，使觀察網絡更加密集，提高監測準確度；在同步觀察的基礎上，采取多種探測手段，如借助氣象雷達、自動站聯合反演來得出區域降雨量的具體情況。

探測時間密度的增加，可以為滾動式的預警服務提供有利依據，在數字城市背景下，可以利用無線局域網，使氣象監測實時監測及連續監測成為可能。

3.2 預報預警精細化

氣象災害對城市的影響范圍是有限的，以沿海城市為例，暴風、雷電以及大風等惡劣天氣往往作用于城市局部地區，即便像臺風這一大型氣象災害，也對城市不同區域產生大小不一的影響。因此，數字城市氣象災害預警，應做到個性化，做到既能夠對區域發生或者即將發生的氣象災害進行預警，又不影響到城市其它區域的正常運作。

預報預警的精細化可以利用2種方法來實現：按照行政區域進行劃分，可以細分到區，而對于一些比較小的氣象災害，甚至可以細化到鎮或者街區；根據網格劃分，細分到20km網格、10km網格、5km網格預警。2種細化方案都有潛在的優勢，以行政區域劃分為例，這種方案能夠使市民產生積極響應，而網格細化則充分借用了熟悉城市網絡化、智能化的特征。因此為了實現最大化的預警效益，可以將2種方法進行綜合。

3.3 傳播渠道多樣化

預警信號傳播主要是指將預警信息及時傳輸到對象中，以使對象作出針對性的防御。在數字化城市中，為了實現傳播的有效性，需解決以下幾方面的問題：傳播渠道多樣化問題。為了滿足不同區域氣象災害信息的傳輸，應建立多條信息傳播渠道，比如利用廣播電視、戶外媒體、手機信息等多個渠道及時發布預警信號；預警信息標準化。數字城市中信息傳播方式非常多，尤其是在當前新媒體背景下，信息更是呈現爆炸式傳遞。而為了保證預警信息便于對象理解，應滿足社會多元化需求，預警信息應使用簡要明確的語言，可以恰當地結合圖片、動畫、文字、語音等將氣象災害即將影響到的區域、到達時間及地點描述給群眾，告知他們相應的防御方法，不間斷地提供滾動信息。充分利用各種定向發布技術；數字城市區域定位方式多樣，一般由國家公布信息處理標準編碼，以保證信息的權威性。依據現階段的通信技術水平，可以在城市不同區域建立基站，每個基站距離應在10km以內，這樣一旦某個基站附近發生氣象災害，就可以通過該基站小區廣播功能，向區域全體手機用戶發布氣象災害預警信息。

3.4 信息服務個性化

個性化服務為個人安全提供保障，如某人位于龍卷風附近，就能夠收到1條預警信息：“警報，在您的西南方向5km處有龍卷風正在向您靠近，請您迅速向西北方向撤離。”這樣可以使即將處于危險區域的人群及時撤離，使受氣象災害襲擊對象的概率降低。

實現信息服務的個性化，應根據服務對象的不同對用戶進行分析，并且提供相應的服務。不同服務對象的個性化服務如下：決策指揮人員。主要包括政府各級防災指揮人員、各個單位的安全責任人以及生命工程重點防御單位值班人員，往往這部分人員需要獲得準確、全面的氣象災害動態信息；災害風險對象。主要是正處于或者即將處于風險中的民眾或單位，信息服務凸顯個性化；其它社會群眾。主要包括電臺、電視臺、氣象網站等服務人員，一般不需要提供個性化服務。

個性化服務的核心是在數字城市的整體框架下，建立一種全新的服務理念，為相應對象提供安全防護信息服務。

4 結語

在數字城市中，為了提高氣象災害預警的有效性，要求氣象災害預警具備天氣監測實時化、預報預警精細化、傳播渠道多樣化以及信息服務個性化的基本特征，通過精準的氣象預警，為數字城市居民的人身安全及財產安全提供重要保障。

參考文獻

[1]郭進修，李澤椿.我國氣象災害的分類與防災減災對策[J]. 災害學，2005（4）：106-110.

[2]鄧紅.提高氣象災害預警服務能力的對策[J].現代農業科技， 2014（13）：273-274.

[3]高艷倫.氣象災害預警服務工作存在的問題及對策[J].南方農業，2015（24）：226，228.

[4]毛夏.數字城市中的氣象災害預警對策[J].自然災害學報， 2005（1）：110-115.

作者簡介：王鳳娟（1973-），女，山東東明縣人，本科，東明縣氣象局，工程師，研究方向：氣象科學。endprint