2016—2020 年湖南省氣象災害預警信號時空特征分析與預警信息精準靶向發布策略

鄧 玲，袁偉天，陳玉貴，朱國強，張永鋒

（1.湖南省氣象服務中心，長沙 410118；2.氣象防災減災湖南省重點實驗室，長沙 410007）

中國是世界上自然災害最為嚴重的國家，平均每年氣象災害造成的直接經濟損失占全部自然災害損失的70%以上［1］。加強氣象災害監測與預警信息發布是中國氣象防災減災工作的關鍵環節，是防御和減輕災害損失的重要基礎。開展氣象災害預警信息的時空分布特征及靶向發布策略的研究，對于認識氣象災害規律、提升預警信息發布效益具有重要現實意義。國內外關于氣象災害預警信息時空分布特征及靶向發布策略的研究并不多。王昊宇［2］利用2018—2020 年相關統計數據，對中國氣象災害預警信息時空分布特征進行了分析；學者分別對廣西、遼寧、寧夏、河北、湖北等省（區）氣象災害預警信號的時空分布特征、發布策略和原則等進行了研究［3-7］；陳周旺等［8］、王華鵬［9］研究了濰坊、嘉興等市氣象災害預警信號發布特征，并提出了預警發布的若干對策。陳世定等［10］從時間、區域、人群3 個維度研究了預警信息精準發布的關鍵技術，設計了針對手機短信、手機APP 等多渠道靶向發布的處理流程和技術方案。高國弘等［11］提出了基于蜂窩通信原理的突發事件預警短信靶向發布技術方案，并以該方案在寧夏地區的實現為例，重點闡述了系統布局、數據對接、目標用戶篩選、靶向發布策略等關鍵技術。

湖南省地處長江中游，是氣象災害多發、頻發、易發的中部省份。根據各類氣象災害可能造成的影響范圍和程度，氣象災害預警級別一般分為藍色、黃色、橙色和紅色4 個等級，分別代表一般、較大、重大和特別重大。湖南省氣象災害預警信息包括氣象災害預警和氣象災害預警信號2 個類別，其中預警主要由湖南省氣象臺和湖南省氣候中心發布，預警信號由14 個市（州）氣象臺發布。2016 年，湖南省氣象局建設了湖南省省級突發事件預警信息發布系統，并成立了突發事件預警信息發布中心，系統實現了包括手機短信在內的13 種發布渠道的對接［12］。

本研究利用湖南省2016—2020 年發布的氣象災害預警信號數據，對湖南省氣象災害預警信號發布的分布特征、發布頻次及特點進行分析，旨在通過分析歷年湖南省氣象災害預警信號發布的時空特征，進一步認識氣象災害發生發展規律，為充分發揮氣象災害預警信息在防災減災中的作用提供客觀支撐。在此基礎上，提出了湖南省氣象災害預警短信息精準靶向發布策略，為湖南省有效開展氣象災害預警短信精準靶向發布業務提供參考依據。

1 資料與方法

本研究以2016—2020 年湖南省14 個市（州）氣象臺發布的氣象災害預警信號資料為依據，通過SQL 數據庫進行入庫歸類統計，對預警信號的分布特征、發布頻次及特點等進行分析。2016—2020年，湖南省發布過的氣象災害預警信號有12 種類別，分別是雷電、暴雨、大風、雷雨大風、高溫、大霧、暴雪、寒潮、干旱、冰雹、霾和道路結冰。其中雷電、大霧、霾、高溫和道路結冰5 類預警信號的最低級別為黃色，冰雹、干旱預警信號的最低級別為橙色，其余類型的預警信號最低級別均為藍色。由于2016—202 干旱預警信號僅2016 年發布過1 條，故干旱預警信號不計入統計數據。

2 結果與分析

2.1 預警信號年發布條數統計分析

2016—2020 年湖南11 類氣象災害預警信號逐年的發布條數見表1。由表1 可知，2016—2020 年，湖南總計發布氣象災害預警信號21 202 條，年均發布4 240 條。發布量列前5 位的氣象災害預警信號類型分別是雷電、暴雨、大霧、高溫和雷雨大風，占發布總量的91.7%，大風、道路結冰、冰雹、霾、寒潮和暴雪預警信號的發布量僅占8.3%。

表1 2016—2020 年湖南省常用氣象災害預警信號發布條數

2.2 預警信號級別年發布特征分析

氣象災害預警信息的級別反映了氣象災害的嚴重性和緊急程度。2016—2020 年湖南省不同級別的氣象災害預警信號逐年的發布條數見表2。由表2 可知，2016—2020 年湖南省發布的不同級別的氣象災害預警信號中，黃色預警信號發布條數最多，占發布總量的49.0%，年均發布2 080 條，其次為橙色，占比38.3%，紅色預警信號最少，僅占比4.4%，年均發布186 條。紅色預警信號發布量列前3 位的分別是暴雨、大霧和冰雹，其中暴雨紅色預警信號年均發布157 條，占發布總量的84.4%；橙色預警信號發布量列前3 位的分別是暴雨、雷電和大霧，其中暴雨橙色預警信號年均發布709 條，占發布總量的43.6%。

表2 2016—2020 年湖南省不同級別的氣象災害預警信號發布條數

2.3 預警信號發布的地域特征分析

2016—2020 年湖南省14 個市（州）氣象災害預警信號累計發布條數見圖1。由圖1 可知，2016—2020 年湖南氣象災害預警信號發布量列前5 位的市級地區分別是懷化市、邵陽市、岳陽市、湘西州和婁底市，發布數量最多的為懷化市（3 183 條），占全省總量的15.0%，最少的為湘潭市（920 條），占全省總量的4.3%。

圖1 2016—2020 年湖南省各市州氣象災害預警信號發布條數

2.4 預警信號發布的時間特征分析

2.4.1 預警信號發布月際分布 2016—2020 年湖南省11 類氣象災害預警信號逐月的發布條數曲線見圖2。由2 可知，2016—2020 年湖南省氣象災害預警信號發布條數都在3、4 月開始呈上升趨勢，7、8 月達到最高峰，在9 月呈斷崖式下降。預警發布的高峰期為每年的5—8 月，與湖南省主汛期吻合，占全年總數量的66.6%，單月預警發布量最多的月份是7 月（4 440 條），占全省總量的20.9%，最少的是10月（268 條），占全省總量的1.3%。

圖2 2016—2020 年湖南省各月氣象災害預警信號發布條數

2016—2020 年湖南省逐月11 類氣象災害預警信號發布總量見表3。由表3 可知，1 月大霧、道路結冰和霾預警發布量列前3 位，道路結冰預警全年發布量最多；2 月大霧、雷電和道路結冰列前3 位，寒潮預警全年發布量最多；3 月雷電、大霧、暴雨預警發布量列前3 位，冰雹預警全年發布量最多；4—6 月暴雨、雷電和大霧預警發布量列前3 位，6 月暴雨預警全年發布量最多；7—9 月暴雨、雷電、高溫預警發布量列前3 位，7 月雷電、高溫預警全年發布量最多；10月大霧、高溫和暴雨預警發布量列前3 位；11 月大霧、大風和寒潮（霾）發布量列前3 位，大霧預警全年發布量最多；12 月大霧、道路結冰和霾發布量列前3位，霾預警發布量全年最多。

表3 2016—2020 年湖南省11 類氣象災害預警信號逐月發布條數

2.4.2 發布數量列前5 位氣象災害預警信號月際分布 2016—2020 年湖南省氣象災害預警信號發布量列前5 位的雷電、暴雨、大霧、高溫和雷雨大風預警信號月發布情況見圖3。由圖3 可知，雷電預警集中在3—8 月，尤其是7—8 月，月發布量超過1 500條，是雷電高風險月，其次是4—6 月，月發布量接近或超過800 條。暴雨預警集中在5—8 月，月發布量超過900 條，6—7 月發布量最高，超過1 700 條。大霧預警全年都有發布，1—5 月、10—12 月發布較多，月發布量超過200 條。高溫預警5—9 月均有發布，其中7—8 月發布量最高，月發布量超過600 條。雷雨大風預警集中在3—8 月，尤其是8 月，月發布量超過300 條。

圖3 2016—2020 年湖南省氣象預警信號發布量前5 位的預警月發布情況

3 氣象預警短信息靶向發布策略

預警信息靶向發布根據信息級別不同，將合適的信息內容，通過合適的渠道，精準優先推送給災害落區范圍內合適的承災對象（受眾），如預估或實際的事發地及其責任人。移動端APP、微信小程序等方式由于可以實時獲取用戶位置，更易于實現“靶向”［13-15］，但受用戶是否安裝、是否開啟應用及通知權限的影響，受眾覆蓋面有限。而短信方式由于具有傳播上的主動性、便捷性，且幾乎人人都有手機，處處都有無線通信信號，因此手機短信是靶向發布預警信息最有效的手段。

3.1 預警短信靶向發布業務的啟動條件

預警短信靶向發布業務可實現預警信息精準、強制、快速投送，此類非用戶訂制短信發送并不是多多益善。為提高發送效率，減少非必要的自動推送短信對人們生活的干擾，本著“有用才發，發必有用”的理念，只有出現《中華人民共和國突發事件應對法》中所定義的一級（紅色）、二級（橙色）必須實施人員避險的特別重大與重大災害預警時，才啟動該業務靶向發送預警短信息。

3.2 氣象災害預警短信靶向發布級別和類別

根據2016—2020 年湖南省發布的不同級別的氣象災害預警信號的統計結果，湖南橙色預警信號發布量2020年最多，為1 804條，2019年最少，為1 421條，年均發布1 625 條；紅色預警信號發布量2020 年最多，為267 條，2018 年最少，為143 條，年均發布186 條（表4）；考慮到預警短信發送效率、發送效果及發送成本，湖南省只有在出現紅色預警信號時，才啟動氣象災害預警信息精準靶向發布業務。

表4 2016—2020 年湖南省11 類氣象災害紅色預警信號逐年發布條數

根據2016—2020 年湖南省11 類氣象災害紅色預警信號發布情況統計結果，2016—2020 年湖南省只有暴雨、雷電、冰雹、大霧、高溫、道路結冰6 種類別發布了紅色級別的預警信號，其中暴雨紅色預警信號發布量最多，每年都在100 條以上，其次是大霧和冰雹，每年都有發布。根據氣象災害可能造成的影響程度及預警短信發布后能否及時有效采取防御措施減輕氣象災害，湖南省明確了當發布暴雨紅色預警信號，且預警信號覆蓋的行政區域精確到鄉鎮時，啟動預警短信精準靶向發布業務。除了暴雨紅色預警信號，湖南省還確定了發布城區暴雨臨災警報、冰雹紅色警報、雷雨大風臨災警報、強降雨紅色警報4 類臨災警報時，啟動預警短信靶向發布業務，發布范圍為紅色警報覆蓋的鄉鎮行政區域或等值線覆蓋區域，接收人群為影響區域和1 h 內進入該影響區域的全網用戶。

4 小結

1）湖南省發布的氣象災害預警信號類型占比前5 位的分別是雷電、暴雨、大霧、高溫和雷雨大風，占氣象災害預警信號發布總量的91.7%。

2）湖南省發布的氣象災害預警信號中，黃色預警信號發布次數最多，占發布總量的49.0%，其次是橙色，占38.3%，紅色最少，僅占4.4%；紅色預警信號發布量列前3 位的預警類型分別是暴雨、大霧和冰雹，橙色預警信號列前3 位的預警類型分別是暴雨、雷電和大霧。

3）從區域來看，湖南省發布預警信號發布最多的地區是懷化市，其次是邵陽市、岳陽市、湘西自治州，湘潭發布次數最少，整體呈西多東少的趨勢。

4）每年的5—8 月是湖南省預警發布的高峰期，單月預警發布量最多的是7 月，占全省總量的20.94%，最少的是10 月，占全省總量的1.26%。

5）大霧、大風預警在湖南省全年都有發布，雷電、雷雨大風預警集中在3—8 月，暴雨、高溫預警集中在5—9 月，冰雹預警集中在3—5 月，道路結冰、霾預警集中在12 月至次年3 月，寒潮預警集中在11 至次年3 月，暴雪預警主要在12 月至次年1 月。

6）氣象災害預警信號的時空分布特征符合湖南省氣候特點。

7）湖南省僅在發布精確到鄉鎮的暴雨紅色預警信號、城區暴雨臨災警報、冰雹紅色警報、雷雨大風臨災警報、強降雨紅色警報5 類預警信息時，啟動預警短信靶向全網發布業務。