2022年广东“龙舟水”暴雨预警信号分布及检验

冯沁，韦凯华，涂静，张华龙

（广东省气象台，广东广州 510640）

每年端午节前后，南方暖湿空气活跃，北方还时有冷空气南下，冷暖空气交汇，在广东省出现大而集中的降水，民间把该时段的较大降水过程称为“龙舟水”［1］。2022年广东省“龙舟水”异常偏多，具有“降水时间长、累计雨量大、暴雨落区重叠、多灾种叠加”的特点（图1）。全省平均降水量514.5 mm，为有气象记录以来第3多；降水量空间分布严重不均，主降水区高度集中在粤北市县，多地打破降水历史记录。在“龙舟水”后期，北江流域出现特大洪水，粤北市县出现了大范围城乡积涝和严重地质灾害。

图1 广东省2022年5月20日20：00—6月21日20：00累计实况雨量

一直以来，对“龙舟水”的预测和预警服务都是广东决策气象服务关注的重点之一。气象灾害预警信息作为政府防御各类突发事件的“消息树”和“发令枪”，在“龙舟水”期间防御和减轻灾害损失、保护人民群众生命财产安全等方面起着重要作用［2］。2000年11月起，广东省气象部门在国内率先发布暴雨等灾害性天气预警信号，此后通过广东省政府令不断修订完善［3］。目前，广东省气象灾害预警信号分为台风、暴雨、高温、寒冷、大雾、灰霾、雷雨大风、道路结冰、冰雹、森林火险等10类。气象灾害预警信息能从很大程度上反映出当地发生气象灾害的风险大小，具有潜在分析价值［4］，而开展预警信号检验是提升预警信号发布质量、提高气象服务水平的关键所在。目前国内及广东部分地市在暴雨预警信号发布、检验等相关方面的研究均取得了一定进展［5-9］，但广东省暴雨预警信号发布特征和检验的相关研究较少。

本研究利用2022年“龙舟水”期间广东省气象灾害预警信号发布数据，对全省暴雨预警信号时空分布特征进行了系统分析、对发布质量进行细致评估，旨在为暴雨事件预警服务提供依据，科学评价预警信号发布实际成效，进一步提高气象灾害预警能力。

1 资料和方法

本研究选取2022年广东“龙舟水”期间（5月21日—6月21日）各区县气象台站发布的预警信号资料进行统计分析，并按照《广东省暴雨、雷雨大风、冰雹、大雾、灰霾预警信号发布质量检验办法》［10］进行暴雨预警信号质量评估，其中同一类天气的预警信号每升级或降级一次均单独记为发布一站次。

2 过程暴雨预警信号分布特征

2.1 预警信号类型

由表1可见，在2022年广东“龙舟水”期间发布的预警信号以暴雨和雷雨大风预警信号为主，高温和大雾预警信号显著较少，其中又以暴雨黄色预警信号占暴雨预警信号的大部分，占比75.4%，明显多于暴雨橙色和红色预警信号。雷雨大风黄色预警信号也明显偏多，雷雨大风黄色预警信号占比98.7%，“龙舟水”期间没有发布雷雨大风红色预警信号。从预警信号的发布情况可以体现出2022年广东“龙舟水”期间明显的强降水特征，以及期间暴雨灾害明显、暴雨预警频发的特点。

表1 2022年广东“龙舟水”预警信号分布

2.2 暴雨预警信号时间分布

2022年“龙舟水”期间，每天均有区县站点出现暴雨，其中26 d出现大暴雨，12 d出现特大暴雨。对逐日暴雨预警信号分布进行了统计（表略），结果表明，暴雨预警发布日期连续性显著，连续32 d每日均发布暴雨预警信号；发布数量多，“龙舟水”过程中共发布暴雨预警信号17 632站次，平均每天发布暴雨预警信号551站次，其中平均每天发布暴雨黄色预警信号415.4站次、暴雨橙色预警信号113站次、暴雨红色预警信号22.6站次。预警信号密集集中在后半程（6月6—21日），平均每日发布暴雨预警信号1 096.3站次，数量是前半程（5月21日—6月5日）253.3站次的4倍以上，其中一天内发布暴雨预警信号次数最大值为6月6日的1 714站次。

2022年广东“龙舟水”期间暴雨预警信号的平均生效时长为5.5 h，生效时长中位数为3.5 h，其中有9.8%的单次暴雨预警信号生效时间短于1 h，有1.7%的暴雨预警信号生效时间长于24 h。从图2中可明显看出，生效时间长于6 h的站次数显著少于生效时间短于6 h站次数，生效时间短于6 h的站次数占所有暴雨预警信号总数的74.5%。

图2 2022年广东“龙舟水”暴雨预警信号持续时间分布

2.3 预警信号空间分布

暴雨预警信号不仅在“龙舟水”期间相对集中，在地域分布上也呈现一定的特点。图3给出了2022年广东“龙舟水”期间各地市暴雨预警信号的发布情况。

图3 2022年广东“龙舟水”期间各市预警信号发布站次

从图3可以看到，广东“龙舟水”期间，暴雨预警信号空间分布不均，整体呈北多南少的分布形势，其中广州、清远、韶关、河源、深圳为预警信号发布最频繁的区域，发布总量占全省总量的56%；清远、韶关、河源占全省总量的31.4%；南部市县发布量整体相对较少，与过程中粤北市县降水高度集中对应。对比广东“龙舟水”多年平均空间分布呈中部和沿海市县多、粤北市县少的特点［11］，反映了2022年广东“龙舟水”空间分布异常、暴雨落区重叠于粤北的显著特征。广州和深圳的预警信号发布总量占全省总量的24.5%，考虑原因是广州和深圳作为超大城市，区县设置较多，人口和经济暴露度水平也较高，同时公众对预警信号关注密切，预警信号提醒功能更强，所以暴雨预警信号发布也较为频繁。

3 预警信号检验评估

3.1 预警信号准确性分析评估

从表2可以看出，2022年广东“龙舟水”前半程（5月21日—6月5日）、后半程（6月6—21日）和全程暴雨高级别预警（橙色和红色预警信号）的空报率较低，暴雨橙色空报率均在27%以下，暴雨红色介于36%～38%，暴雨黄色较高，介于62%～70%；漏报率在前、后半程和全程均是暴雨黄色最低（均低于1.3%，后半程达0%），高级别预警的漏报率较高，暴雨橙色次之（介于4%～9%），暴雨红色最高（介于12%～19%）。

表2 2022年广东“龙舟水”期间暴雨预警信号平均空报率和漏报率%

从表3可知，“龙舟水”前、后半程和全程高级别预警的准确率较高，暴雨橙色预警信号准确率最高（均在69%以上），暴雨红色次之（介于55% ～59%），暴雨黄色较低（介于30% ～38%）；命中率在龙舟水前、后半程和全程均是暴雨黄色最高（均高于98%，后半程达100%），暴雨橙色次之（介于91% ～96%），暴雨红色最低（介于81% ～88%），考虑整体分布与前文中暴雨黄色预警空报率较高但漏报率较低，而暴雨高级别预警空报率较低漏报率较高的分布有关。

表3 2022年广东“龙舟水”期间暴雨预警信号平均准确率和命中率%

另外，2022年“龙舟水”过程空报率和漏报率后半程均低于前半程，且低于龙舟水全程平均值；而过程TS评分和命中率后半程均高于前半程，也高于全程平均值。考虑与“龙舟水”后半程广东出现持续性降水过程，环流形势稳定，预报员发布预警把握较大有关。

3.2 预警信号时效性分析评估

预警信号时间提前量是指预警信号的发布时间与预警信号对应的气象灾害实况出现时间的间隔时长，其中t1指准确预警的时间提前量、t2指预警的时间提前量、t3指有效预警的时间提前量。

从2022年广东“龙舟水”期间暴雨预警信号平均提前量（表4）可以看出，暴雨黄色t1、t2、t3分别为73.6、73.4、26.2 min；暴雨红色t1、t2、t3分别为45.1、38.9、25.8 min，其t1、t2均较橙色时间长；暴雨橙色t1、t2、t3分别为38.3、36.1、28 min。考虑是由于“龙舟水”期间暴雨雨强大，达到黄色标准后较容易达到橙色标准，预报员升级前反应时间短，升级间隔时间较小，暴雨橙色t1和t2时间较短。

表4 2022年广东“龙舟水”期间暴雨预警信号平均提前量min

所有级别和不分级别的t1和t2均在1 h左右，t3在30min左右。龙舟水后半程各级别较前半程的平均提前量为15.7 min（表略），这与“龙舟水”后半程强降水过程形势稳定，预报员发布预警提前量大有关。

4 结论

1）2022年广东“龙舟水”期间发布的预警信号以暴雨和雷雨大风预警信号为主，黄色暴雨预警信号占暴雨预警信号的大部分，明显多于高级别的橙色和红色预警信号。

2）暴雨预警发布日期连续性显著，连续32 d每日均发布暴雨预警信号；发布数量多，平均每天发布暴雨预警信号551站次，预警信号密集集中在“龙舟水”后半程（6月6—21日），期间暴雨预警信号的平均生效时长为5.5 h，大部分生效时长在6 h以内。

3）暴雨预警信号在空间分布上整体呈北多南少特征，广州、清远、韶关、河源、深圳等粤北城市和超大城市为暴雨预警信号发布最频繁的区域，发布总量占全省总量的56%，与“龙舟水”常年中南部市县多、粤北市县少的空间分布气候特征形成明显对比。

4）2022年广东“龙舟水”期间，暴雨高级别预警的空报率较低，而漏报率均高于暴雨黄色预警；高级别预警的准确率较高，而命中率均低于暴雨黄色预警。期间后半程各级别暴雨预警的空报率和漏报率均低于前半程，且低于龙舟水全程平均值；而期间后半程准确率和命中率均高于前半程，也高于全程平均值。

5）暴雨黄色预警t1、t2、t3分别为73.6、73.4、26.2 min；暴雨红色预警时间提前量整体较暴雨橙色预警略多；后半程各项预警级别较前半程的平均提前量为15.7 min。