红河州凝冻天气预报预警系统

叶文群 刘佳

摘要 通过实地考察、历史统计等确定凝冻天气多发易发点，然后进行区划分级，分别建立预报方程，做出凝冻天气预报。包括以下几个方面的内容：确定凝冻天气多发易发点，并进行区划;找出不同凝冻天气等级的温度临界值; 选取凝冻天气预报因子，建立预报方程;在实践中检验，对预报方程作进一步的订正;建立基本信息数据库以及凝冻天气预报预警发布平台。

关键词 凝冻;预报方程;区划分级;预报因子

中图分类号：P426.63 文献标识码：A 文章编号：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

在冬季風盛行时，北方南下冷空气加强西南准静止锋，云南红河州特别是州东部地区容易降温降雨，当地面温度低于0℃时，降水在及地前成为过冷却雨滴，进而形成了东部山区常见的气象灾害凝冻。凝冻也称冻雨，是红河州冬季的灾害性天气之一。严重的凝冻天气可破坏有线通讯、影响电力输送、中断交通运输、冻死牲畜、冻坏农作物等，因此做好凝冻天气的研究和预报预警，对提前采取相应措施、做好防范工作具有很好的指导意义。

1 凝冻时空分布特征分析

根据凝冻天气发生的程度和频次，将红河州133个乡镇按凝冻天气易发程度分为极易发生区、较易发生区、易发生区、不易发生区4个分区。由图1可以看出，红河州约85%的地区会发生凝冻灾害，北部、东部地区重于西部、南部地区。

1.1 凝冻天气极易发生区

通过统计分析，从区域上看泸西、弥勒是凝冻天气发生频次较高的地区，发生频次占全州60%以上。从乡镇的发生频率上看，泸西的向阳、三塘、旧城、逸圃、金马、白水、县城和弥勒的东山为极易发生区。

1.2 凝冻天气较易发生区

从区域上统计，蒙自、建水、开远、屏边为较易发生区。从乡镇来看，弥勒西一、蒙自老寨、个旧贾沙、开远马者哨、碑格、灵泉，建水普雄、利民、石屏哨冲，屏边新华为较易发生区。

1.3 凝冻天气易发生区

从区域上统计，个旧、石屏，金平、红河、元阳为易发生区。从乡镇来看，弥勒县城、西三、五山、西二、虹溪，蒙自冷泉、卡房、芷村、鸣鹫、西北勒、泸西午街，建水坡头，个旧老厂，石屏龙武，金平分水岭、沙依坡、营盘，红河宝华、甲寅、阿扎河，屏边新现、白云，元阳嘎娘为易发生区。

1.4 凝冻天气不易发生区

从区域上统计，绿春、河口为不易发生区。

2 凝冻天气预报等级

凝冻相关因子的选取，通过对红河州有记录以来（2008—2013年）的乡镇站点资料进行统计分析，共计有1 055份样本。

凝冻是在空气温度低于0℃并伴有降雨时出现的天气现象，因此可根据最低温度和降水量判断是否会出现凝冻，考虑到凝冻的危害程度不仅与凝冻是否出现有关，还与站点海拔高度，前期是否持续出现凝冻、持续日期和持续时间有很大关系，所以选取最低温度、降水量、凝冻持续日、最高温度为凝冻灾害指数的气象因子，并考虑海拔高度对凝冻天气发生的影响。

凝冻灾害指数计算公式如下：

I=Ti+Ri+Ni（1）

式中，Ti为最低气温对应的灾害指数，Ri为降雨对应的灾害指数，Ni为前期凝冻日数对应的灾害指数（表1）。

根据凝冻灾害指数进一步确定凝冻灾害等级（表2）。

气温临界值主要通过5年资料的1 055份样本分析统计，最后得出0℃为轻度凝冻，-1～-0.1℃为中度凝冻，-3～-1.1℃为中重度凝冻，-3.1℃以下为特重度凝冻。

3 预报方程建立

使用逐步回归方法对1 055条样本进行逐步回归分析，先使用最小二乘法对影响凝冻灾害等级的6个因子进行最佳线性拟合，求出xi对应的系数bi，并计算bi的标准误差值Si，进而算出每个自变量系数的t检验值：ti=bi/si （i=1，2，…，m），查表得t检验表中的临界值tf=1.962，最后剔除2个未通过检验的因子前期凝冻日数和平均气温，留下4个通过95%显著性检验的因子：最低气温（x1）、最高气温（x2）、降雨量（x3）、海拔高度（x4），建立预报方程：

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

0.020 7x3+0.000 2x4（2）

在实际应用中，x1、x2、x3用未来24 h预报值代替，24 h如预报有小雨取值为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，无降水取0。

此系统预报依据红河州未来24 h乡镇预报的结论，由于预报难免有不准确性，所以把每日发布的未来24 h乡镇预报带入预报方程得出的预报等级还是会有一定的误差，加上人工经验订正，让输出的图像和文本更加合理实用。

4 存在的问题与讨论

（1）在凝冻方程各相关因子權重的选取上还有待推广检验后进一步订正。

（2）凝冻预报依赖未来24 h乡镇预报，所以乡镇预报的准确率对凝冻预警也起着很重要的作用，需要不断提高乡镇预报准确率。

（3）在实际应用中，未来24 h预报也可以用未来12、6、3 h或更短时间内的预报代替，统计预报方程暂时延用上面得出的结论。更为精确的短时预报对凝冻灾害的统计预报方程还需要经过很长时间对凝冻资料样本进行收集与分析计算，不断对预报模型进行订正与完善。

（4）该文得出的凝冻灾害预报等级预报模型只是初步结果，还需要在以后的实践中根据实况逐步订正。随着技术手段日益完善，凝冻天气预报预警准确性还有待进一步提高。

参考文献

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责任编辑：郑丹丹