紅河州凝凍天氣預報預警系統

葉文群 劉佳

摘要 通過實地考察、歷史統計等確定凝凍天氣多發易發點，然后進行區劃分級，分別建立預報方程，做出凝凍天氣預報。包括以下幾個方面的內容：確定凝凍天氣多發易發點，并進行區劃;找出不同凝凍天氣等級的溫度臨界值; 選取凝凍天氣預報因子，建立預報方程;在實踐中檢驗，對預報方程作進一步的訂正;建立基本信息數據庫以及凝凍天氣預報預警發布平臺。

關鍵詞 凝凍;預報方程;區劃分級;預報因子

中圖分類號：P426.63 文獻標識碼：A 文章編號：2095-3305（2020）02-119-02

DOI： 10.19383/j.cnki.nyzhyj.2020.02.047

Early Warning System of Freezing Weather Forecast in Honghe Prefecture

YE Wen-qun? et al（Honghe Prefecture Meteorological Bureau， Mengzi，Yunnan 661100）

Abstract Through field investigation and historical statistics，the freezing weather forecast and early warning system determined the prone points of freezing weather，and then divided the areas into different levels，established forecast equations respectively，and made the freezing weather forecast. It mainly included the following aspects： determining the prone points of freezing weather and zoning; finding out the critical value of temperature of different freezing weather grades; selecting the factors of freezing weather forecast and establishing the forecast equation; testing in practice，further revising the forecast equation; establishing the basic information database and the platform of freezing weather forecast and early warning release.

Key words? ?Freezing;Prediction equ-ation;Division and classification;Prediction factor

在冬季風盛行時，北方南下冷空氣加強西南準靜止鋒，云南紅河州特別是州東部地區容易降溫降雨，當地面溫度低于0℃時，降水在及地前成為過冷卻雨滴，進而形成了東部山區常見的氣象災害凝凍。凝凍也稱凍雨，是紅河州冬季的災害性天氣之一。嚴重的凝凍天氣可破壞有線通訊、影響電力輸送、中斷交通運輸、凍死牲畜、凍壞農作物等，因此做好凝凍天氣的研究和預報預警，對提前采取相應措施、做好防范工作具有很好的指導意義。

1 凝凍時空分布特征分析

根據凝凍天氣發生的程度和頻次，將紅河州133個鄉鎮按凝凍天氣易發程度分為極易發生區、較易發生區、易發生區、不易發生區4個分區。由圖1可以看出，紅河州約85%的地區會發生凝凍災害，北部、東部地區重于西部、南部地區。

1.1 凝凍天氣極易發生區

通過統計分析，從區域上看瀘西、彌勒是凝凍天氣發生頻次較高的地區，發生頻次占全州60%以上。從鄉鎮的發生頻率上看，瀘西的向陽、三塘、舊城、逸圃、金馬、白水、縣城和彌勒的東山為極易發生區。

1.2 凝凍天氣較易發生區

從區域上統計，蒙自、建水、開遠、屏邊為較易發生區。從鄉鎮來看，彌勒西一、蒙自老寨、個舊賈沙、開遠馬者哨、碑格、靈泉，建水普雄、利民、石屏哨沖，屏邊新華為較易發生區。

1.3 凝凍天氣易發生區

從區域上統計，個舊、石屏，金平、紅河、元陽為易發生區。從鄉鎮來看，彌勒縣城、西三、五山、西二、虹溪，蒙自冷泉、卡房、芷村、鳴鷲、西北勒、瀘西午街，建水坡頭，個舊老廠，石屏龍武，金平分水嶺、沙依坡、營盤，紅河寶華、甲寅、阿扎河，屏邊新現、白云，元陽嘎娘為易發生區。

1.4 凝凍天氣不易發生區

從區域上統計，綠春、河口為不易發生區。

2 凝凍天氣預報等級

凝凍相關因子的選取，通過對紅河州有記錄以來（2008—2013年）的鄉鎮站點資料進行統計分析，共計有1 055份樣本。

凝凍是在空氣溫度低于0℃并伴有降雨時出現的天氣現象，因此可根據最低溫度和降水量判斷是否會出現凝凍，考慮到凝凍的危害程度不僅與凝凍是否出現有關，還與站點海拔高度，前期是否持續出現凝凍、持續日期和持續時間有很大關系，所以選取最低溫度、降水量、凝凍持續日、最高溫度為凝凍災害指數的氣象因子，并考慮海拔高度對凝凍天氣發生的影響。

凝凍災害指數計算公式如下：

I=Ti+Ri+Ni（1）

式中，Ti為最低氣溫對應的災害指數，Ri為降雨對應的災害指數，Ni為前期凝凍日數對應的災害指數（表1）。

根據凝凍災害指數進一步確定凝凍災害等級（表2）。

氣溫臨界值主要通過5年資料的1 055份樣本分析統計，最后得出0℃為輕度凝凍，-1～-0.1℃為中度凝凍，-3～-1.1℃為中重度凝凍，-3.1℃以下為特重度凝凍。

3 預報方程建立

使用逐步回歸方法對1 055條樣本進行逐步回歸分析，先使用最小二乘法對影響凝凍災害等級的6個因子進行最佳線性擬合，求出xi對應的系數bi，并計算bi的標準誤差值Si，進而算出每個自變量系數的t檢驗值：ti=bi/si （i=1，2，…，m），查表得t檢驗表中的臨界值tf=1.962，最后剔除2個未通過檢驗的因子前期凝凍日數和平均氣溫，留下4個通過95%顯著性檢驗的因子：最低氣溫（x1）、最高氣溫（x2）、降雨量（x3）、海拔高度（x4），建立預報方程：

y=1.477 6-0.442 0x1-0.009 5x2+

0.020 7x3+0.000 2x4（2）

在實際應用中，x1、x2、x3用未來24 h預報值代替，24 h如預報有小雨取值為5，小到中雨取10，中雨取15，中到大雨取20，大雨取25，暴雨以上取50，無降水取0。

此系統預報依據紅河州未來24 h鄉鎮預報的結論，由于預報難免有不準確性，所以把每日發布的未來24 h鄉鎮預報帶入預報方程得出的預報等級還是會有一定的誤差，加上人工經驗訂正，讓輸出的圖像和文本更加合理實用。

4 存在的問題與討論

（1）在凝凍方程各相關因子權重的選取上還有待推廣檢驗后進一步訂正。

（2）凝凍預報依賴未來24 h鄉鎮預報，所以鄉鎮預報的準確率對凝凍預警也起著很重要的作用，需要不斷提高鄉鎮預報準確率。

（3）在實際應用中，未來24 h預報也可以用未來12、6、3 h或更短時間內的預報代替，統計預報方程暫時延用上面得出的結論。更為精確的短時預報對凝凍災害的統計預報方程還需要經過很長時間對凝凍資料樣本進行收集與分析計算，不斷對預報模型進行訂正與完善。

（4）該文得出的凝凍災害預報等級預報模型只是初步結果，還需要在以后的實踐中根據實況逐步訂正。隨著技術手段日益完善，凝凍天氣預報預警準確性還有待進一步提高。

參考文獻

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責任編輯：鄭丹丹