Open Journal of Soil and Water Conservation 水土保持, 2016, 4(2), 17-27 Published Online June 2016 in Hans. https://www.doczj.com/doc/6a9976394.html,/journal/ojswc https://www.doczj.com/doc/6a9976394.html,/10.12677/ojswc.2016.42004
文章引用: 汪洁, 霍艾迪, 王磊, 李英豪, 李则成, 徐雪峤, 葛颂, 闵思贤, 李涛, 韦红. 黄土高原山洪泥石流气象预
Study on Loess Plateau of Geo-Hazards in the Law and Meteorological Early Warning Method
Jie Wang 1, Aidi Huo 1, Lei Wang 1, Yinghao Li 1, Zecheng Li 1, Xueqiao Xu 2, Song Ge 1, Sixian Min 1, Tao Li 3, Hong Wei 1
1
College of Environmental Science & Engineering Chang’an University, Xi’an Shaanxi 2College of Information Engineering Chang’an University, Xi’an Shaanxi 3
College of Geological Engineering & Geomatics Chang’an University, Xi’an Shaanxi
Received: Sep. 3rd , 2016; accepted: Sep. 20th , 2016; published: Sep. 23rd , 2016
Copyright ? 2016 by authors and Hans Publishers Inc.
This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY).
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Abstract
Increasingly serious geo-hazards in Loess Plateau have become a substantial obstacle affecting the local people’s livelihood. According to detailed field geo-hazard survey, on the use of years of geo-logical disasters and weather information, this paper analyzed the relationship between geo- ha-zards spatial and temporal distribution and rainfall in the study area, and pointed out a very close relationship between the occurrence characteristics of geo-hazards and rainfall distribution. It is shown that rainfall is the main excitation factor of landslides, avalanches, landslides and other geo-hazards. Based on the further analysis of development mechanism and law of geological dis-asters in the area, combined with the rainfall data, this paper determined the geological disaster weather warning rainfall threshold. According to the latest information on geological hazards on the basis of meteorological early warning zoning, zoning is established based on rainfall observa-tions and forecasting of geo-hazards in weather forecasting model, and this mode is the main technical methods applied in the test showing that it has a relatively good results in Huangling County, Shaanxi Province, and it is beneficial to the local government departments to take appro-priate preventive measures.
Keywords
Geo-Hazard, Development Law, Weather Early Warning, Huangling County
Open Access
汪洁等
黄土高原山洪泥石流气象预警区划方法初探
汪洁1，霍艾迪1，王磊1，李英豪1，李则成1，徐雪峤2，葛颂1，闵思贤1，李涛3，韦红1
1长安大学环境科学与工程学院，陕西西安
2长安大学信息工程学院，陕西西安
3长安大学地质工程与测绘学院，陕西西安
收稿日期：2016年9月3日；录用日期：2016年9月20日；发布日期：2016年9月23日
摘要
黄土高原地质灾害频发，山洪泥石流危害严重，已成为影响当地国计民生的很大障碍。通过详细的野外地质灾害调查，利用多年的地质灾害资料和气象资料，分析了研究区地质灾害的时空分布特点及其与降雨的关系，发现山洪泥石流灾害的发生特点与降雨量分布的关系非常密切。在对山洪泥石流发育机理和规律进行深入分析的基础上，结合山洪泥石流等地质灾害发生时的降雨资料，确定了地质灾害气象预警临界降雨量阈值，在此基础上进行地质灾害气象预警区划，分区建立了基于降雨量观测和预报的山洪泥石流气象预报模式。通过在黄土高原山洪泥石流区应用检验，效果良好。
关键词
山洪泥石流，发育规律，气象预警区划，陕西黄陵县
1. 引言
山洪泥石流灾害是黄土高原最严重、最频繁的地质灾害之一，它爆发突然，来势凶猛而迅速，破坏力强。通过对陕北黄土高原山洪泥石流特征和机理的研究，结合现场调查、模拟实验及数值模拟分析等手段，探索黄土高原山洪泥石流的特征、发生及运动机理，通过相应的水文模拟和临界降雨量的阈值确定，以期对陕北黄土高原山洪泥石流气象预警区划方法进行探索，为今后有效减少山洪泥石流灾害损失提供可靠的科学依据。
黄土高原的地貌，可粗略地划分为塬面和沟道两大部分。塬面地形平缓，多以种植农作物为主，已基本不发生土壤侵蚀，其径流主要通过道路、胡同汇集进入沟道。沟道部分地形复杂，利用方式多样，是山洪泥石流的多发区域[1] [2]。沟道由于其所处地质地貌基础和环境气候状况的不同而各具发育特点，每一条沟道都有其产生、发展和变化的规律。同时产生的两条沟道，会因侵蚀强度的不同而处于不同的发育阶段，处于同一发育阶段的沟道也会因地质地貌基础的不同而具有不同的沟道形态。这些都使该区域山洪泥石流灾害的发育具有一定的复杂性。
由于地质灾害现象本身的危险性和复杂性，所以地质灾害预报模型不仅要合理可靠，还需简单明了、易于实现，并且应以实际应用效果为准则。尽管国内外的学者在地质灾害预报方法上已经做了大量的研究工作[3] [4]，从指标判据法、概率统计法到人工智能方法等各有所长，但现有的气象预警理论方法尚不成熟，大多数的地质灾害预报模型都是针对某一特定的沟道或单个灾害的[5]-[9]，不具有普遍适用性。
本研究以地处黄土高原南部渭北黄土残塬区的陕西黄陵县为典型代表，在广泛收集前人资料的基础
汪洁等
上，通过详细的野外地质灾害调查，确定了黄陵县现有灾害隐患点，并统计分析其时空分布规律。在对该区地质灾害发育规律进行分析的基础上，结合降雨资料，做出黄土残塬区地质灾害气象预警区划，并在陕西省黄陵县进行了初步检验。
2. 山洪泥石流发育的规律及气象预警区划方法
2.1. 山洪泥石流发育的规律
山洪泥石流多分布于中低山区，沟谷发育，流水侵蚀作用、季节冻融作用较为普遍；降水较丰富，多暴雨区和多雨区；第四季松散堆积物较发育；山洪泥石流也多发生于人类工程活动强烈的地方，容易受开矿、修路等人类活动对地质环境的影响，大量的人类工程降低了水土的抗冲蚀能力，易形成松散堆积物。山洪泥石流的暴发主要受连续降雨、暴雨的激发，发生的时间规律通常与集中降雨时间规律相一致，具有明显的季节性，一般发生在多雨的夏秋季节；山洪泥石流灾害受暴雨、洪水、地震的影响，且与它们的活动周期相一致。当暴雨、洪水两者的活动周期相叠加时，常形成山洪泥石流活动的一个高潮。
2.2. 山洪泥石流成灾机理
山洪泥石流的形成有三个基本条件：地形地貌条件、松散物质来源条件和水源条件。首先，在地形上沟谷深度较大，流域形状便于水流汇集。上游汇集区的地形多为三面环山，一面出口为瓢状或漏斗状；中游流通区的地形多为狭窄陡深的峡谷，谷床纵坡较大；下游堆积区的地形多为开阔平坦的山前平原或河谷阶地。其次，还需要有足够的松散物质来源，因此山洪泥石流常发生于新构造活动强烈、地震烈度较高的地方。地表岩石破碎，发育崩塌等不良地质灾害；岩层结构松软，易发生风化、节理；人类工程活动导致水土流失严重，都为山洪泥石流提供了物质来源。暴雨、冰雪融化等的突发或连续性冲刷，是山洪泥石流灾害的激发条件，同时也是泥沙石块的动力来源。具备这三个条件，达到一定程度时就能启动山洪泥石流。
2.3. 山洪泥石流时空分布与降雨的关系
山洪泥石流的发生是许多因素的组合，但降雨是诱发山洪泥石流的最主要、最直接的因素。据突发性山洪泥石流的分类统计，发现持续降雨诱发者占其总发生量的65％，其中的局地暴雨诱发约占总发生量的66% [10]。可见2/3的突发性山洪泥石流是由于大气降雨直接诱发的或与气象因素相关的，这也说明降雨是山洪泥石流的主要诱发原因。
基于国内外研究成果，由降雨引发的山洪泥石流大概可以分为以下3种类型[11]：
(1) 当日大降雨型：前期累计雨量不大，持续时间也不长，只要当时有足够大的强降雨，山洪泥石流就可能发生。大量的研究表明，当日大降雨与山洪泥石流的关系最为密切。(2) 持续降雨型：前期降雨持续时间长，已经使下垫面饱和，山洪泥石流易发地带变得很脆弱。对于这种类型，持续降雨天数是很重要的因子。(3) 前期降雨型：灾害发生前的降雨不一定持续，但前期的累计雨量大，也会使下垫面饱和，山洪泥石流易发地带变得很脆弱，即使当日雨量不一定很大，同样会激发滑坡、崩塌和泥石流等地质灾害。对于这种类型，有效(实效)降雨量是重要因子。
我国的山洪泥石流具有很大的空间差异性。泥石流灾害发生强烈的地区都是暴雨频发、降雨丰沛的地区。一般来说暴雨的覆盖范围差别较大，从几百平方公里以上到几平方公里之间都有覆盖，泥石流、滑坡的发生具有更强的局地性，一般都是小范围的局部灾害，水平尺度一般不超过千米。因此，在用降雨量做山洪泥石流预报时，要充分考虑降雨范围与山洪泥石流范围之间的尺度差异，精细的山洪泥石流预报必须建立在丰富及时的地学因子实时观测资料和精细的降雨预报的基础上。
汪洁 等
2.4. 山洪泥石流灾害气象预报模型
山洪泥石流灾害预报通常是将山洪泥石流灾害预报简化为降雨量与山洪泥石流灾害发生(如阈值雨量)的简单判别关系，从而便于运作和实施预报分析。我们假定在同一个预警区内，发生山洪泥石流灾害的其它潜在条件都相似，降雨量成为唯一的决定因素。这样就可以根据各区内的降雨量与山洪泥石流灾害发生之间的统计关系建立分区预报方程。为了解决预警区山洪泥石流灾害的预报问题，我们挑选出预警区内附近有雨量测量站的地质灾害发生地，并对相应的降雨资料进行整理，图1是黄陵县境内六个气象站点(阿党、店头、隆坊、太贤、田庄、腰坪) 2008至2009年度的月平均降雨量，可以看出黄陵县6~9月份降雨量达到年内的最大值，因此，6~9月份是地质灾害预报的重点时段。然后通过统计历史记录中地质灾害过程与前期降雨的关系，建立气象预报模型。
模型采用有效降雨量、当日降雨量2个指标。用有效降雨量综合表示前期降雨特征[12]。有效降雨量计算式为：
5
01i
z i
i P P PK ==+∑ (1) 式中：z P ——有效雨量；0P ——预报当日雨量；i P ——从灾害发生当日的前id 算起的第id (灾害发生当日0i =，灾害发生前1 d ，1i =，前2 d ，2i =)的雨量；i K ——前i 日的影响系数。通过优化方法求得K 值为0.75。
2.5. 临界降雨量确定
预报临界降雨量的确定需要对大量的样本进行统计分析，样本需要满足两个条件：(1) 样本数量能满足要求；(2) 各样本灾害发生时与其对应的降雨资料需要有详细的记录。本项目与陕西省气象局进行合作研究，以陕北黄土高原有详细记录的28个雨量站(见表1)及山洪泥石流等灾害的详细资料为样本进行分析研究，结合流域水文模型对流域水文过程进行模拟[13]，建立降雨和径流之间的数值模型，在此基础上，利用3S 技术，对山洪泥石流致灾效应进行评估，进而确定预警降雨临界值。
研究结果表明：
(1) 在1984~2009年中，陕北黄土高原共出现P 1h ≥ 10 mm 的强降水2638时次，P 1h ≥20mm 强降水574时次，年平均P 1h ≥ 10 mm 的强降水有106时次，P 1h ≥ 20 mm 强降水有23时次。
(2) P 1h ≥ 10 mm 发生时次最多的年份是1994年，为173时次；最少的是1980年，仅有36时次。P 1h ≥ 20 mm 强降水发生次数最多的年份是1994年，为56时次；最少的是1982年，仅有3时次。可见陕北强降水出现时次的年际差异较大，最多年份与最少年份相差十几倍之多。
(3) P 1h ≥ 10 mm 强降水旬分布具有多峰值的特点。7月中旬、7月下旬和8月上旬为第一高峰值，在数值比较接近也是全年的最大峰值；8月下旬为全年的次峰值，6月上旬为全年的第三峰值。P 1h ≥ 20 mm 单峰特征较明显，8月上旬为其高峰值，8月上旬之前，强降水频次缓升后，强降水的频次突然降低、减少。
(4) 淋雨(连绵雨)主要出现在9月，10月份也有淋雨和大雨发生。 (5) 黄陵县大雨日年频次为4次左右。
对比分析本区降水特征和地质灾害发生的关系，可以确定地质灾害气象预警的临界降雨量。预警的临界降雨量特征值分别是：
(1) 日降雨量 ≥ 50 mm (P 24h ≥ 50 mm)； (2) 6小时降雨量 ≥ 25 mm (P 6h ≥ 25 mm)；
汪洁等
Figure 1. Distribution of monthly average rainfall during the
year
图1. 月平均降雨量年内分布
Table 1. Information about the observation stations in north Shaanxi Province in the Loess Plateau
表1. 陕北黄土高原区测站
站名纬度经度海拔高度/m
府谷37?02' 111?05' 980.7
吴旗36?55' 108?10' 1331.1
神木38?49' 110?26' 941.1
志丹36?46' 108?46' 1218.9
榆林38?14' 109?42' 1058.5
安塞36?53' 109?19' 1068.8
横山37?56' 109?14' 1107.5
延川36?53' 110?11' 801.3
靖边37?37' 108?48' 1336.9
延安36?36' 109?30' 958.8
佳县38?02' 110?29' 895.4
延长36?35' 110?04' 805.4
米脂37?46' 110?10' 872.9
甘泉36?16' 109?21' 1006.3
子洲37?36' 110?03' 896.0
宜川36?04' 110?11' 840.5
绥德37?30' 110?13' 928.5
富县36?00' 109?23' 921.3
吴堡37?31' 110?43' 746.4
洛川35?49' 109?30' 1159.1
清涧37?07' 110?07' 938.8
子长37?11' 109?42' 1065.9
汪洁等
(3) 1小时降雨量≥ 20 mm或3小时降雨量≥ 25 mm并且日降雨量≥ 30 mm (P1h≥ 20 mm或P3h≥ 25
mm且P24h≥ 30 mm)；
符合以上条件之一就应该进行山洪泥石流灾害预警。
2.6. 气象预警的流程
山洪泥石流气象预警业务工作在每年的汛期4~9月每日进行。预警的基本流程为：实时资料处理、预警模型计算、图形结果显示、产品制作发布。图2是主体数据处理和预警计算过程示意图。
每日下午由气象台负责提供最新5 d累积降雨量实况数据、24 h降雨量预报数据，并制作成降雨量等值线图。环境监测部门从气象台专用服务器上读取雨量数据及图形资料，并在预警地理信息系统中与地质灾害易发分区图进行叠加分析，根据气象预警指标和判别标准，自动进行地质灾害预警等级计算，并生成山洪泥石流气象预警等级分布图(填色等值线图)。当出现较大范围三级以上山洪泥石流气象预警情况，一般由国土和气象两部门专家会商确定。
3. 研究区域及数据
本项研究以地处黄土高原南部渭北黄土残塬区的陕西黄陵县为典型代表。黄陵县地处西北内陆，E109?27'58''~E108?29'31''，N35?17'49''~N35?51'56''，属中温带大陆性季风气候区，四季分明，干旱少雨，雨量分布不均。根据黄陵县气象站多年观测资料，境内气温自西向东逐渐增高，多年平均气温
9.4℃，极端气温最高36.5℃，最低?21.4℃。黄陵县多年平均降水量588.1 mm，受地形地貌、森林植
被的影响，区内降水量地域分布差异较大，自西向东逐渐递减。黄陵县降水量年际变化明显，旱涝灾害时有发生，降水量年内分配也极不均匀，夏季降水集中，占全年降水量的51%，秋季占25%，春季占18%，冬季仅占6%。每年自四月份开始，降水量迅速增加，7、8、9三个月相对多雨，12月至下一年1、2月份降水量则显著偏少，降水形式多为暴雨和连阴雨。这是区内滑坡、崩塌、泥石流及地面塌陷、地裂缝等地质灾害形成的主要诱发因素之一，因此，区内绝大多数地质灾害多集中在夏秋两季发生[14]。
本文使用的基础资料由中国地质调查局西安地质调查中心提供，这部分资料分为基本历史资料、分县调查历史资料及SPOT-5卫星遥感资料。地质灾害资料主要根据遥感解译结果实地调查获得。其他地质资料取自黄陵县地质环境站。
Figure 2.Schematic diagram of early warning calculation
图2.预警计算过程示意图
汪洁 等
4. 结果与分析
4.1. 地质灾害气象预警级别
中国地质灾害气象预报预警分为5个等级[15]。参考陕西省地质灾害气象预报预警分级划分，结合调查区实际情况，将预警级别也划分为五级：
I 级，预警是低级预警，地质灾害发生可能性很小，不发布预报； II 级，预警是低级预警，地质灾害发生可能性较小，为地质灾害注意级； III 级，预警是低级预警，地质灾害发生可能性较大，为地质灾害发布预报级； IV 级，预警是中级预警，地质灾害发生可能性大，为地质灾害发布预警级； V 级，预警是高级预警，地质灾害发生可能性很大，为地质灾害发布警报级。 发布地质灾害预警按以下原则考虑：
1~2级不发布预报；3级发布预报，用黄色表示；4级发布预警，用橙色表示；5级发布警报，用红色表示；假设降雨类型为当日大降雨型(前期累计雨量不大，持续时间也不长)，公式(1)可以有以下三种情况：
(1) 2450mm z h P P =
≥； (2) 625mm z h P P =
≥； (3) 120mm z h P P =≥或325mm z h P P =
≥且2430mm z h P P =≥。 结合地质灾害易发程度分区图，初步确定各地质灾害易发区各级预警等级判别标准(见表2)：
4.2. 山洪泥石流灾害气象预警区划
(一) 日降雨量 ≥ 50 mm 预警区划
本降雨量级别在预警气象中相对降雨强度为最小(图3)。
1) I 级预警区的范围最大，限于西部沮河流域，主要为西部双龙镇和腰坪乡的大部分区域，以及东部的一些塬面区域(图中白色)。总面积1536.00 km 2，占调查区总面积的67.1%。这些地区位居沮河干、支流，河谷深切；以及较长支流的上游，沟谷强烈下切地带，植被茂盛，人类工程活动不强烈，为调查区的地质灾害极不发育区。
2) II 级预警区的范围达到较大，主要分布在调查区东部沮河、淤泥河及葫芦河流域(图中浅灰色)，面积535.86 km 2，占调查区总面积的23.40%。
这一区域大多为次级支沟黄土残塬地区，主要沟谷多处于中游，人类工程活动较强烈，地质灾害发育强度稍低。
3) III 级预警区的范围较小，分布于调查区东部沮河及寇家河流域(图中深灰色)，面积218.45 km 2，占调查区总面积的9.5%。这里沟谷密布，人类工程活动强烈，为地质灾害发育区。
Table 2. Geo-hazards early warning indicators and early warning grade criterion 表2. 地质灾害各易发区气象预警指标及预警等级判别标准
易发程度 有效降雨量 I 级易发区
II 级易发区
III 级易发区
P z = P 24 h ≥ 50 mm I II III P z = P 6 h ≥ 25 mm
II III IV P z = P 1 h ≥ 20 mm 或P z = P 3 h ≥ 25 mm 且 P z = P 24 h ≥ 30 mm
III
IV
V
注：表中的符号“I ”、“II ”、“III ”、“IV ”、“V ”即为上述的五个地质灾害气象预警等级。
汪洁等
Figure 3.The map of daily rainfall ≥ 50 mm
图3.日降雨量≥ 50 mm预警区划图
(二) 6小时降雨量≥ 25 mm预警区划
本降雨量级别在预警气象中相对降雨强度为中等(图4)。
1) I级预警区的范围较前有所减少。除东部淤泥河流域少量塬面区域外，占据西部沮河流域大部分地
区(图中白色)。总面积1512.22 km2，占调查区总面积的66.0%。植被茂盛，为调查区地质灾害极不发育区。
2) II级预警区的范围较前有所减少。主要分布在调查区东部淤泥河流域(图中浅灰色)。总面积437.57
km2，占调查区总面积的19.11%。这一区域大多为淤泥河、葫芦河次级支沟黄土残塬地区，人类工程活动较强烈，地质灾害发育强度稍低。
3) III级预警区的范围较前有所增加，分布于调查区东部沮河流域(图中深灰色)，面积340.52 km2，
占调查区总面积的14.9%。这里沟谷密布，人类工程活动强烈，为地质灾害极发育区。
(三) 1小时降雨量≥ 20 mm预警区划
本降雨量级别还包括3小时降雨量≥ 25 mm并且日降雨量≥ 30 mm，在预警气象中相对降雨强度为最大(图5)。
1) I级预警区的范围缩减至最小。只为东部一些塬面区域(图中白色)。总面积41.38 km2，占调查区总
面积的1.81%。为调查区地质灾害极不发育区。
2) II级预警区的范围扩展至最大。从调查区东部沮河流域全部退出，分布在西部沮河流域主干流(图
中浅灰色)，分布面积1369.68 km2，占调查区总面积的59.8%。这一区域为沮川河主干流上中游，沟谷切割较强烈，地质灾害发育程度较其他地区稍强。
汪洁等
Figure 4.The map of 6 hours precipitation ≥ 25 mm
图4.6小时降雨量≥ 25 mm预警区划图
3) III级预警区的范围扩展至最大，全部分布于调查区东部(图中深灰色)，面积868.23 km2，占调查区总面积的37.9%。这里沟谷密布，人类工程活动强烈，为地质灾害发育区。
5. 结论与讨论
1) 本文在完成地质灾害易发程度区划的基础上，对降雨量与山洪泥石流灾害的关系进行了统计分析，发展了基于3S基础上的地质灾害气象预警模型，通过实例验证，表明该方法合理可行、简便实用。
2) 通过对降雨量资料进行统计分析，确定地质灾害的临界雨量或触发雨量，然后根据降雨量及阈值计算灾害发生可能性的预报，并准确确定灾害等级，以便采取相应的积极有效的措施。
3) 在广泛收集前人资料的基础上，基于黄土高原28个气象站1984~2009这25年的降雨数据的基础上，通过详细的野外地质灾害调查，确定了黄陵县现有地质灾害隐患点，并统计分析其时空分布规律。在对该区地质灾害发育规律进行分析的基础上，结合降雨资料，做出山洪泥石流气象预警区划，区划结果具有典型的代表性。
4) 基于实地调查与详细分析，提炼出的一套较为准确的黄土高原山洪泥石流气象预警区划方案，经过了实际应用的检验，突破了以往研究的局部性和单一性，具有广泛的应用与推广价值。
准确的气象预报将直接影响灾害预警的准确性，关系到人民的生命财产安全。本文的灾害实例验证是以当日实况雨量代替了预报雨量，与实际预警中使用预报雨量预警准确率存在一定的差异。山洪泥石流灾害易发程度区划的精确程度将直接影响预警的效果，并且随着环境的变化，易发程度也在发生变化，
汪洁等
Figure 5.The map of 1 hour precipitation ≥ 20 mm
图5.1小时降雨量≥ 20 mm预警区划图
所以每隔一段时间争取对易发区进行更新。地质灾害气象预警指标及其参数应根据实际情况适时调整，以提高预警的效果。
基金项目
长安大学2016年国家级大学生创新创业训练计划(201610710077)；陕西省社会发展科技攻关项目(2016SF-411)；中国地质调查局地质灾害详细调查项目资助(1212010640403)。
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1、Ⅰ级预警：特别重大（红色） 在某省（区、市）行政区域或者多省行政区域内，气象主管机构所属气象台站预报预测出现灾害性天气气候过程，其强度达到国务院气象主管机构制定的极大灾害性天气气候标准的。或者地质灾害气象等级达5级、森林（草原）火险气象等级达5级。 2、Ⅱ级预警：重大（橘黄色） 在某省（区、市）行政区域内，气象主管机构所属气象台站预报预测出现灾害性天气气候过程，其强度达到国务院气象主管机构制定的特大灾害性天气气候标准的。或者地质灾害气象等级达4级、森林（草原）火险等级达4级。 3、Ⅲ级预警：较大（黄色） 在某省（区、市）行政区域内，气象主管机构所属气象台站预报预测出现灾害性天气气候过程，其强度达到国务院气象主管机构制定的重大灾害性天气气候标准。或地质灾害气象等级达3级、森林（草原）火险气象等级达3级。 4、Ⅳ级预警：一般（蓝色） 在某省（区、市）行政区域内，气象主管机构所属气象台站预报预测出现灾害性天气气候过程，其强度达到国务院气象主管机构制定的较
大灾害性天气气候标准，或地质灾害气象等级达2级、森林（草原）火险气象等级达2级。 扩展资料 预警信号由名称、图标、标准和防御指南组成，分为台风、暴雨、暴雪、寒潮、大风、沙尘暴、高温、干旱、雷电、冰雹、霜冻、大雾、霾、道路结冰等。 预警信号的级别依据气象灾害可能造成的危害程度、紧急程度和发展态势一般划分为四级：Ⅳ级（一般）、Ⅲ级（较重）、Ⅱ级（严重）、Ⅰ级（特别严重），依次用蓝色、黄色、橙色和红色表示，同时以中英文标识。气象灾害预警信号及防御指南。 随着时代发展，气象预警的级别气象灾害预警信号种类由原来的3种增加到10种，为人们所熟悉的黑色台风预警信号将退出历史舞台。灾害的严重性和紧急程度，新版气象灾害预警信号总体上分为蓝色、黄色、橙色和红色四个等级(Ⅳ、Ⅲ、Ⅱ、Ⅰ级)，分别代表一般、较重、严重和特别严重，同时以中英文标识，与国家的所有应急处置等级和颜色保持一致。 而原有的台风、暴雨、寒冷3种预警信号的黑色预警信号将成为历史，统一以红色为最高等级，由原来的“白、绿、黄、红、黑”改为现在
气象灾害预警广播系统方案 一、气象灾害预警广播概述 近年来，由于人类活动和自然因素的综合影响，全球气候呈逐年变暖趋势，大范围不规则异常天气不断涌现，极端天气事件频繁发生，给社会经济发展、人民生命财产安全带来重大影响和破坏，也使人类赖以生存的生态环境遭到直接威胁。“哥本哈根世界气候大会”的召开,证实各国政府和国际机构对此都高度重视，应对复杂、多变的气候环境已成为关乎人类、关乎世界的重要课题。 我国幅员辽阔、地势复杂、季风气候明显，极端天气气候事件导致的灾害比较频繁，暴雨、洪涝、干旱、冷害、冻害、寒害、暴雪、冰雹、大雾、暴雷、龙卷、大风、热浪、沙尘暴、干热风、连阴雨、热带气旋等气象灾害时有发生。尤其是近年天气经常走极端，气象灾害呈现种类多、范围广、强度大的特征，气象灾害每年造成的损失占整个自然灾害的70%左右，造成的直接经济损失占GDP的3-6%左右，利用科技手段防灾减灾，已经成为各级政府、水利局、气象单位、广播电视局、防洪抗旱办公室等的重要施政内容。 厦门宇能科技有限公司在国内率先设计、开发并推出基于覆盖全国的无线移动网络的气象灾害预警广播系统。该系统是采用国际先进的INTERNET、蜂窝网络带宽传输、UTP/Gn 接入、嵌入式文语转换、LED显示控制等技术，设计的集“无线文转语应急广播”和“无线LED显示屏发布”于一体的气象灾害预警广播系统。可快速、及时、准确地将各类信息，特别是气象灾害预警信息传播给社会公众，扩大气象信息覆盖面，解决气象信息“最后一公里”问题，提高气象灾害预警能力，达到最大限度防灾减灾的目的。 二、气象灾害预警广播设计原则 气象灾害预警广播方案设计遵循“先进科学、稳定可靠、方便扩展、经济适用、安全保密”的原则。并综合考虑施工、维护等重要因素，同时也为今后的发展、扩建、改造等留有余地。本系统设计内容是系统的、完整的、全面的，设计方案具有科学性、合理性、实用性。 2.1先进科学性： 充分利用INTERNET、蜂窝网络带宽传输、UTP/Gn接入、嵌入式文语转换、LED显示控制等先进技术设计，采用目前先进的系统软件平台及终端设备，不但能够满足气象、农业、
国务院办公厅关于加强气象灾害监测预警 及信息发布工作的意见 国办发〔2011〕33号 各省、自治区、直辖市人民政府，国务院各部委、各直属机构：加强气象灾害监测预警及信息发布是防灾减灾工作的关键环节，是防御和减轻灾害损失的重要基础。经过多年不懈努力，我国气象灾害监测预警及信息发布能力大幅提升，但局地性和突发性气象灾害监测预警能力不够强、信息快速发布传播机制不完善、预警信息覆盖存在“盲区”等问题在一些地方仍然比较突出。为有效应对全球气候变化加剧、极端气象灾害多发频发的严峻形势，切实做好气象灾害监测预警及信息发布工作，经国务院同意，现提出如下意见： 一、总体要求和工作目标 （一）总体要求。深入贯彻落实科学发展观，坚持以人为本、预防为主，政府主导、部门联动，统一发布、分级负责，以保障人民生命财产安全为根本，以提高预警信息发布时效性和覆盖面为重点，依靠法制、依靠科技、依靠基层，进一步完善气象灾害监测预报网络，加快推进信息发布系统建设，积极拓宽预警信息传播渠道，着力健全预警联动工作机制，努力做到监测到位、预报准确、预警及时、应对高效，最大程度减轻灾害损失，为经济社会发展创造良好条件。 （二）工作目标。加快构建气象灾害实时监测、短临预警和中短期预报无缝衔接，预警信息发布、传播、接收快捷高效的监测预警体系。力争到2015年，灾害性天气预警信息提前15—30分钟以上发出，
气象灾害预警信息公众覆盖率达到90%以上。到2020年，建成功能齐全、科学高效、覆盖城乡和沿海的气象灾害监测预警及信息发布系统，气象灾害监测预报预警能力进一步提升，预警信息发布时效性进一步提高，基本消除预警信息发布“盲区”。 二、提高监测预报能力 （三）加强监测网络建设。加快推进气象卫星、新一代天气雷达、高性能计算机系统等工程建设，建成气象灾害立体观测网，实现对重点区域气象灾害的全天候、高时空分辨率、高精度连续监测。加强交通和通信干线、重要输电线路沿线、重要输油（气）设施、重要水利工程、重点经济开发区、重点林区和旅游区等的气象监测设施建设，尽快构建国土、气象、水利等部门联合的监测预警信息共享平台。加强海上、青藏高原及边远地区等监测站点稀疏区气象灾害监测设施建设，加密台风、风暴潮易发地气象、海洋监测网络布点，实现灾害易发区乡村两级气象灾害监测设施全覆盖。强化粮食主产区、重点林区、生态保护重点区、水资源开发利用和保护重点区旱情监测，加密布设土壤水分、墒情和地下水监测设施。加强移动应急观测系统、应急通信保障系统建设，提升预报预警和信息发布支撑能力。 （四）强化监测预报工作。进一步加强城市、乡村、江河流域、水库库区等重点区域气象灾害监测预报，着力提高对中小尺度灾害性天气的预报精度。在台风、强降雨、暴雪、冰冻、沙尘暴等灾害性天气来临前，要加密观测、滚动会商和准确预报，特别要针对突发暴雨、强对流天气等强化实况监测和实时预警，对灾害发生时间、强度、变化趋势以及影响区域等进行科学研判，提高预报精细化水平。要建立
背景资料 气象灾害分区预警的发展历程 一、连续暴雨台风灾害催生气象预警信号 1993年6月16-17日持续大暴雨造成深圳市区许多地方内涝成灾、山体滑坡，福田区、罗湖区、南山区大面积受淹，最深达2米多，位于凤凰山脚下的武警边防总队红岭医院发生山体滑坡，泥土冲进医院的病房和生活区，死伤惨重。本次大暴雨造成直接经济损失7亿元，死亡11人。 1993年9月25～27日9318号台风造成连续三天出现大暴雨和暴雨，过程雨量高达510毫米，市区许多地方受淹深达1-3米，罗湖区一片汪洋，9月26日正在深圳访问的尼泊尔国王在富临大酒店被洪水所困，市政府紧急出动汽艇进行解救。全市受灾人口13万人，死亡14人，直接经济损失7.64亿元。 同年，深圳遭受了7个台风的影响，其中有3个造成了严重影响，给深圳带来了严重的风雨灾害。 洪水淹没街道救援被困灾民梧桐山山体滑坡
水库被迫泄洪来深访问的尼泊尔国王被洪水所困救援被困灾民 连续的风雨灾害，不仅给城市的防洪防风、城市防灾的规划设计敲响了警钟，如何开展灾害来临的预警工作、提高防御自然灾害的能力也摆到了气象工作者的面前。当时在国内，除了在一些沿海港口有悬挂防御海上台风和大风的沿海风球信号外（主要为航运和渔民所使用），在国内城市和内陆地区尚没有发布其它气象灾害预警信号，而毗邻深圳的香港已经有了一套较为完善的灾害预警信号发布体系，当年年底市政府即派出三防和气象部门的专家赴香港学习考察，在短短的几个月时间里完成了《深圳经济特区防洪、防风规定》的起草和立法工作，于1994年3月5日经市政府第77次常务会议审议通过，6月4日由当时市长厉有为签发实施，充分体现了深圳的速度和效率。从此，深圳作为率先于全国发布气象灾害预警信号的城市开始了气象灾害预警发布的历程。 1994年7月22-24日，深圳受到来自海上的热带辐合带系统影响，持续三天分别出现特大暴雨和暴雨，三天总雨量高达474.5毫米，7月22日深圳市气象台首次发布了暴雨预警信号，成为我市气象灾害预警发布的里程碑。这次大暴雨强度和持续时间
上海多灾种早期预警系统项目建议书（简本） 上海市应急管理委员会办公室 上海市气象局 二〇〇八年四月
前言 今年1月到2月，我国大部尤其南方地区连续遭受四次低温雨雪冰冻天气过程袭击。上海1月25日至2月3日出现持续低温雨雪天气过程，雨雪量之多，持续时间之长，为50年一遇，对交通运输、能源供应、电力传输、农业及人民群众生活造成了严重影响。通过总结这次低温雨雪冰冻天气过程的应急管理处置工作，我们清醒地认识到，当前我国（包括国外发达国家），在应对和防御全球气候变暖背景下的极端气象灾害方面仍存在许多难点和薄弱环节，如对重大灾害性天气对交通、电力等行业造成影响程度的预评估不够；重大气象灾害防御的部门合作、信息共享亟须加强，特别是预警信息发布后的社会联动、部门协调配合和有效应对防范还不够；气象防灾减灾科普宣传和教育工作薄弱，公众缺乏灾害防御的意识和科学知识。因此，以“部门联动”为核心的多灾种早期预警系统建设就极为必要。 建立多灾种早期预警系统在防灾减灾和应急管理工作中的重要作用已得到国际社会的高度关注和认可。在2005年1月召开的世界减灾大会和2005年9月召开的联合国全球峰会上，各国政府和联合国秘书长呼吁和要求建立世界范围的应对所有灾害的早期预警系统，在最大程度上减少自然危害带来的人员伤亡和经济损失。一些发达国家纷纷成立多灾种的早期预警中心，如法国气象局从2007年开始建设多灾种预警中心；美国国家海洋及大气管理局也在制定计划，着手建立综合灾害预警业务中心。世界气象组织已设立相关国际计
划，为上海多灾种早期预警系统的建设提供国际先进的技术支持，希望通过上海多灾种早期预警在城市防灾减灾和应急管理中的成功实践，在全球范围内提供示范，进行推广。 在自然灾害中有近90%的灾害是气象灾害或与气象灾害有关，参与多灾种早期预警系统既是气象部门的责任，也具有有利条件。本项目以气象灾害为切入点，通过对气象因子和各类灾害之间的因变规律的应用，在政府层面建立多灾种部门联动机制和预警信息制作、发布标准，在社会层面，贯彻“政府主导、基层主体”防灾理念，推动社区防御体系建设，建设和完善上海多灾种早期预警系统，争取到2010年，基本形成上海城市多灾种（气象及次生灾害）早期预警体系，为上海市突发公共安全事件应急响应和城市网格化管理提供有力的体系支撑，使上海城市多灾种早期预警能力达到世界先进水平。
网格化的电网气象监测预警系统功能设计与实例研究 摘要：随着电力建设的快速发展，对供电质量可靠性指标的要求日益提高供电 可靠性，保证主网安全运行是电网发展的基本要求随着社会经济的发展，气象灾 害对电力生产的影响越来越明显由于架空输电线路范围广，变电站设备多次暴露 在自然环境中。一旦暴雨、雷电、冰雪等气象灾害来临，电力系统的安全运行将 面临巨大考验。线路跳闸时有发生，严重影响电力系统供电安全生产。 关键词：网格化；电网气象；监测预警；实例 引言 电网气象监测预警的实质是分析气象信息与电网故障的相关性研究是分析不 同数据或特征之间的关系，通过相关性分析找出不同类型数据之间的相关性或非 相关性，进一步分析不同类型数据之间的关系强度。如完全相关和不完全相关， 最后可以建立不同类型数据之间的关系转换模型。 在本课题的研究中，在对网格气象数据和网格设备数据进行相关分析的基础上，建立了网格气象监测预警系统以电网气象数据为基础，分析了各种气象要素 对电网设备的影响，如受大风影响的架空线路、受强降雨影响的车站和房间分析，结合以往电网事故造成的气象条件数据，包括什么样的气象条件造成事故的因素、发生的事故种类、事故的影响等信息，决定未来气象条件下是否存在电网故障的 风险，从而达到电网气象监测和预警的目的。 1电网气象监测预警系统构建方案 （1）系统建设目标 1.获取各种形式的气象源数据，如自动气象站、雷达估测降水量、基于网格 的精确预报等，实现对灾害性天气的精确监测和预报。 2.建立基于gis系统的网格气象平台，显示气象数据、地理数据和网格设备数据，直观显示灾害性天气的影响范围，准确定位灾害性天气影响的网格设备。 3.加强气象资料在每年汛期电网日常工作中的应用，通过系统分析汛期可能 受暴雨天气影响的重点防洪设备，使运行维护人员在重点检查、勘察、抢修中更 有针对性，故障排除和补救。 （2）系统建设原则 系统的规划和建设遵循以下原则：一是加强基础设施建设和实用性建设，坚 持实践第一，具有可扩展性和前瞻性；二是采用气象部门和电力部门的标准和规范，紧密衔接基础业务；三是先进性与适用性的统一；四是加强服务建设，保证 应用效果，加强电网指挥决策服务支持能力。 基于地理关系模型：系统基于完整、系统、准确的地理关系模型，以地理信 息数据为底层基础数据，将各类气象探测数据、预报数据、行政区域、电网基础 设施基础数据附加到地理属性上在基础地理信息数据的基础上，形成完整的地理 信息载体复杂的空间气象信息、属性数据和业务信息通过地图系统以地理的形式 直接显示出来。面向对象和所见即所得的设计和操作方法：系统以面向对象的方 式提供各种操作方法，采用“面向对象的操作方法”和“所见即所得的操作接口”。 充分发挥地理信息系统和可视化技术的特点，以图形和动画的方式面对用户，信 息的表达更加直观高效，摆脱了用户不得不面对的大量枯燥的表格和文本信息， 从中可以进行数据挖掘，实现可视化、直观的显示。 围绕决策服务，不断完善各种气象探测基础设施，不断强化探测时空密度，
气象数据处理流程 1.数据下载 1.1. 登录中国气象科学数据共享服务网 1.2. 注册用户 1.3. 1.4. 辐射度、1.5. 2. 2.1. 2.2. 2.2.1. 为方便插值数据设置分辨率（1公里）减少投影变换次数，先将站点坐标转为大地坐标 并添加X、Y列存储大地坐标值后将各项数据按照站点字段年月日合成总数据库 （注意：数据库存储为DBF3格式，个字段均为数值型坐标需设置小数位数） 为填补插值后北部和东部数据的空缺采用最邻近法将漠河北部、富锦东部补齐2点数据。 2.2.2.利用VBA程序 Sub we() i = 6
For j = 1 To 30 Windows("chengle.dbf").Activate Rows("1:1").Select Selection.AutoFilter Selection.AutoFilter Field:=5, Criteria1:=i Selection.AutoFilter Field:=6, Criteria1:=j Cells.Select Selection.Copy Workbooks.Add ActiveSheet.Paste Windows("chengle.dbf").Activate ", Title = " 3. 利用 3.1. 3.2. 选择分析→回归→非线性回归 3.3. 将辐射值设为因变量 将经度（X）和纬度（Y）作为自变量，采用二次趋势面模型（f=b0+b1*x+b2*y+b3*x2+b4*x*y+b5*y2）进行回归，回归方法采用强迫引入法。 如图，在模型表达式中输入模型方程。 在参数中设置参数初始值
山西省人民政府办公厅关于加强气象灾害监测预警及信息发 布工作的实施意见 【法规类别】气象综合规定 【发文字号】晋政办发[2012]4号 【发布部门】山西省政府 【发布日期】2012.01.18 【实施日期】2012.01.18 【时效性】现行有效 【效力级别】地方规范性文件 山西省人民政府办公厅关于加强气象灾害监测预警及信息发布工作的实施意见 （晋政办发〔2012〕4号） 各市、县人民政府，省人民政府各委、厅，各直属机构： 为切实加强气象灾害监测预警与信息发布工作，有效发挥气象灾害预警信息作用，提升全社会防灾避险能力，根据《国务院办公厅关于加强气象灾害监测预警及信息发布工作的意见》（国办发〔2011〕33号）精神，结合我省实际，经省人民政府同意，现提出如下实施意见： 一、总体要求和目标任务 （一）总体要求。深入贯彻落实科学发展观，坚持以人为本、预防为主，政府主导、部门联动，统一发布、分级负责，以保障人民生命财产安全为根本，以提高预警信息发
布时效性和覆盖面为重点，依靠法制、依靠科技、依靠基层，健全完善气象灾害监测预报体系，加快推进信息发布系统建设，积极拓宽预警信息传播渠道，着力健全预警联动工作机制，努力做到监测到位、预报准确、预警及时、发布通畅，为最大程度减轻灾害损失、促进经济社会发展创造良好条件。 （二）目标任务。全省建成比较完善的气象灾害监测预警体系、突发事件预警信息发布体系、现代农业综合信息服务体系，显著提升气象现代化水平和气象防灾减灾能力。到2015年，灾害性天气预警信息达到提前15－30分钟以上发出，气象灾害预警信息公众覆盖率达到95%以上。到2020年，建成功能齐全、科学高效、覆盖城乡的气象灾害监测预警及信息发布系统，气象灾害监测预报预警能力和预警信息发布时效进一步提高，基本消除农村预警信息发布“盲区”。 二、大力提高气象灾害监测与预报预警能力 （三）推进气象灾害综合观测系统建设。加快推进自动气象站、气象卫星接收、新一代天气雷达、高性能计算机等系统建设，完善气象灾害立体监测网；加强交通干线、输电线路沿线、重要水利工程、重点经济开发区、林区和旅游区等的气象监测设施建设；加密山洪地质灾害易发区乡村两级气象灾害监测站布设；强化粮食主产区、重点林区、生态保护重点区、水资源开发利用区旱情监测；加强人口密集区及其上游高山峡谷地带的气象、水文、地质联合监测；加强农村、林区及雷电多发区域的雷电灾害监测；利用卫星遥感等技术和手段，加强森林草原致灾因子监测；加强对主要气象灾害的全天候、高分辨率、高精度的综合连续监测；建立气象灾害监测综合分析
1 引言 在气象行业内部，气象数据的价值已经和正在被深入挖掘着。但是，不能将气象预报产品的社会化推广简单地认为就是“气象大数据的广泛应用”。 大数据实际上是一种混杂数据，气象大数据应该是指气象行业所拥有的以及锁接触到的全体数据，包括传统的气象数据和对外服务提供的影视音频资料、网页资料、预报文本以及地理位置相关数据、社会经济共享数据等等。 传统的”气象数据“，地面观测、气象卫星遥感、天气雷达和数值预报产品四类数据占数据总量的90%以上，基本的气象数据直接用途是气象业务、天气预报、气候预测以及气象服务。“大数据应用”与目前的气象服务有所不同，前者是气象数据的“深度应用”和“增值应用”，后者是既定业务数据加工产品的社会推广应用。 “大数据的核心就是预测”，这是《大数据时代》的作者舍恩伯格的名言。天气和气候系统是典型的非线性系统，无法通过运用简单的统计分析方法来对其进行准确的预报和预测。人们常说的南美丛林里一只蝴蝶扇动几下翅膀，会在几周后引发北美的一场暴风雪这一现象，形象地描绘了气象科学的复杂性。运用统计分析方法进行天气预报在数十年前便已被气象科学界否决了——也就是说，目前经典的大数据应用方法并不适用于天气预报业务。 现在，气象行业的公共服务职能越来越强，面向政府提供决策服务，面向公众提供气象预报预警服务，面向社会发展，应对气候发展节能减排。这些决策信息怎么来依赖于我们对气象数据的处理。
气象大数据应该在跨行业综合应用这一“增值应用”价值挖掘过程中焕发出的新的光芒。 2 大数据平台的基本构成 2.1 概述 “大数据”是需要新处理模式才能具有更强的决策力、洞察发现力和流程优化能力的海量、高增长率和多样化的信息资产。 大数据技术的战略意义不在于掌握庞大的数据信息，而在于对这些含有意义的数据进行专业化处理。换言之，如果把大数据比作一种产业，那么这种产业实现盈利的关键，在于提高对数据的“加工能力”，通过“加工”实现数据的“增值”。 从技术上看，大数据与云计算的关系就像一枚硬币的正反面一样密不可分。大数据必然无法用单台的计算机进行处理，必须采用分布式架构。它的特色在于对海量数据进行分布式数据挖掘（SaaS），但它必须依托云计算的分布式处理、分布式数据库（PaaS）和云存储、虚拟化技术（IaaS）。 大数据可通过许多方式来存储、获取、处理和分析。每个大数据来源都有不同的特征，包括数据的频率、量、速度、类型和真实性。处理并存储大数据时，会涉及到更多维度，比如治理、安全性和策略。选择一种架构并构建合适的大数据解决方案极具挑战，因为需要考虑非常多的因素。 气象行业的数据情况则更为复杂，除了“机器生成”（可以理解为遥测、传感设备产生的观测数据，大量参与气象服务和共享的信息都以文本、图片、视频等多种形式存储，符合“大数据”的4V特点：Volume(大量)、Velocity(高速)、
气象灾害预警信号及防御指南 台风预警信号 （一）台风蓝色预警信号 台风预警信号分四级，分别以蓝色、黄色、橙色和红色表示标准: 24小时可能或者已经受热带气旋影响,沿海或者陆地平均风力达6级以上，或者阵风8级以上并可能持续。（二）台风黄色预警信号 标准：24小时可能或者已经受热带气旋影响,沿海或者陆地平均风力达8级以上，或者阵风10级以上并可能持续。（三）台风橙色预警信号 标准：12小时可能或者已经受热带气旋影响,沿海或者陆地平均风力达10级以上，或者阵风12级以上并可能持续。（四）台风红色预警信号 标准：6小时可能或者已经受热带气旋影响，沿海或者陆地平均风力达12级以上，或者阵风达14级以上并可能持续。 二、暴雨预警信号 暴雨预警信号分四级，分别以蓝色、黄色、橙色、红色表示。（一）暴雨蓝色预警信号 标准：12小时降雨量将达50毫米以上，或者已达50毫米以上且降雨可能持续。 （二）暴雨黄色预警信号 标准： 6小时降雨量将达50毫米以上，或者已达50毫米以上且降雨可能持续。 （三）暴雨橙色预警信号
标准： 3小时降雨量将达50毫米以上，或者已达50毫米以上且降雨可能持续。 （四）暴雨红色预警信号 标准： 3小时降雨量将达100毫米以上，或者已达100毫米以上且降雨可能持续。 三、暴雪预警信号 暴雪预警信号分四级，分别以蓝色、黄色、橙色、红色表示。（一）暴雪蓝色预警信号 标准： 12小时降雪量将达4毫米以上，或者已达4毫米以上且降雪持续，可能对交通或者农牧业有影响。 （二）暴雪黄色预警信号 标准： 12小时降雪量将达6毫米以上，或者已达6毫米以上且降雪持续，可能对交通或者农牧业有影响。 （三）暴雪橙色预警信号 标准：6小时降雪量将达10毫米以上，或者已达10毫米以上且降雪持续，可能或者已经对交通或者农牧业有较大影响。 （四）暴雪红色预警信号 标准：6小时降雪量将达15毫米以上，或者已达15毫米以上且降雪持续，可能或者已经对交通或者农牧业有较大影响。 四、寒潮预警信号 寒潮预警信号分四级，分别以蓝色、黄色、橙色、红色表示。（一）寒潮蓝色预警信号
网络技术在气象灾害预警系统的应用 网络技术因其自身具有实时性、远程监控、精确度高以及安全可靠等优势，不仅能提升气象灾害预警的准确度与时效性，还可在灾害发生时为引导救灾、转移人员提供准确的信息，争取宝贵的防灾减灾时间，被广泛应用到气象灾害监测领域中，得到认可、好评，并在气象灾害监测领域中占据重要地位。文章主要分析了网络技术在气象灾害预警系统的应用，希望能为气象灾害预警提供借鉴。 标签：网络技术；气象灾害；预警系统；应用 网络技术是一种通信网与互联网的延伸与拓展，主要是集传感技术、射频识别技术、气体感应、红外感应器与全球定位技术为一体，对物理世界进行感知识别，并通过网络传输互联的方式采集、计算、处理数据信息，从而实现对物的感知、识别与控制，形成高智能决策。因此在气象灾害预测系统中应用网络技术，对提前预测气象灾害的发生，提高监测效率具有重要意义。 1 网络技术的概述 1.1 无线传感技术 无线传感技术的出现于上世纪70年代，主要由点对点传输、数据处理单元以及连接传感控制器组成。作为远程自动获取信息的先进技术，无线传感技术是通过协议形成一个完整的网络框架，对采集信息处理后，经无线电波传输到各节点中，其监测点的覆盖范围不会受到有限网络的限制，具有覆盖范围广泛的特性，已被广泛应用到环境监测与保护、医疗护理、军事以及商业等领域中，获得认可与支持。 1.2 无线射频识别技术 无线射频识别技术，称为RFID与电子标签，是通过无线射频识别技术识别目标对象并获取对象信息的一种技术，由3部分组成：标签、芯片与耦合元件。该技术的应用主要是在设备系统运行的过程中，标签进入磁场时，会自动接收解读器输出的射频信号，通过感应电流的方式将采集的能量存储到芯片中，因其具有识别效率高、稳定性以及识别速度快的优势，在图书馆、门禁系统以及食品安全溯源等领域中得到广泛应用。 1.3 纳米技术 纳米技术，称为毫微技术，是现代科学与现代技术结合的产物，主要以研究结构尺寸在0.1～100nm内材料的性质与应用为主。该技术的应用，能够在网络中进行连接与交互，拓宽网络技术使用领域，对气象灾害的精细化监测具有重要意义。
气象灾害预警信号及防御指南 一、台风预警信号 台风预警信号分四级，分别以蓝色、黄色、橙色和红色表示。 （一）台风蓝色预警信号 图标： 标准: 24小时内可能或者已经受热带气旋影响,沿海或者陆地平均风力达6级以上，或者阵风8级以上并可能持续。 防御指南： 1.政府及相关部门按照职责做好防台风准备工作； 2.停止露天集体活动和高空等户外危险作业； 3.相关水域水上作业和过往船舶采取积极的应对措施，如回港避风或者绕道航行等； 4.加固门窗、围板、棚架、广告牌等易被风吹动的搭建物,切断危险的室外电源。 （二）台风黄色预警信号 图标： 标准：24小时内可能或者已经受热带气旋影响,沿海或者陆地平均风力达8级以上，或者阵风10级以上并可能持续。 防御指南：
1.政府及相关部门按照职责做好防台风应急准备工作； 2.停止室内外大型集会和高空等户外危险作业； 3.相关水域水上作业和过往船舶采取积极的应对措施，加固港口设施，防止船舶走锚、搁浅和碰撞； 4.加固或者拆除易被风吹动的搭建物,人员切勿随意外出，确保老人小孩留在家中最安全的地方，危房人员及时转移。 （三）台风橙色预警信号 图标： 标准：12小时内可能或者已经受热带气旋影响,沿海或者陆地平均风力达10级以上，或者阵风12级以上并可能持续。 防御指南： 1.政府及相关部门按照职责做好防台风抢险应急工作； 2.停止室内外大型集会，停课、停业（除特殊行业外）； 3.相关水域水上作业和过往船舶应当回港避风，加固港口设施，防止船舶走锚、搁浅和碰撞； 4.加固或者拆除易被风吹动的搭建物,人员应当尽可能待在防风安全的地方，当台风中心经过时风力会减小或者静止一段时间，切记强风将会突然吹袭，应当继续留在安全处避风，危房人员及时转移； 5.相关地区应当注意防范强降水可能引发的山洪、地质灾害。 （四）台风红色预警信号 图标：
预报预警规范类题库 一、填空 1．降水量指某一时段内，从天空降落到地面上的液态（降雨）或固态（降雪）（经溶化后），未经蒸发、渗透、流失而在水平面上积聚的（深度）。 2．降雨分为（微量降雨（零星小雨））、（小雨）、（中雨）、（大雨）、（大暴雨）、（特大暴雨）共7个等级。 3．降雪分为（微量降雪（零星小雪））、（小雪）、（中雪）、（大雪）、（大暴雪）、（特大暴雪）共7个等级。 4．按照24小时降雪量等级划分，小雪（0.1-2.4）毫米；大雪（5.0-9.9）毫米。（1-5题出自《降水量等级 GB/T28592-2012》） 5．冷空气是指使所经地点（气温下降）的空气。 6．24小时内降温幅度是某日（06时以后24小时内的最低气温）与（某日日最低气温）之差。 7．冷空气划分的原则采用受冷空气影响地区在一定时段内（日最低气温下降幅度）和（日最低气温值）两个指标来具体划分冷空气等级。 8．冷空气分五个等级（弱冷空气）、（中等强度冷空气）、（较强冷空气）、（强冷空气）和（寒潮）。
内降温幅度）48h（弱冷空气是使某地的日最低气温．9． 小于（6℃）的冷空气。 10．寒潮是使某地的日最低气温24h内降温幅度大于或等 于（8℃），或48h内降温幅度大于或等于（10℃），或72h 内降温幅度大于或等于（12℃）,而且使该地日最低气温下降到（4℃）或以下。（6-10题出自《冷空气等级 GB/T20484-2006》） 11.根据《热带气旋等级》国家标准（GB/T 19201-2006），热带气旋分为(热带低压)、(热带风暴)、(强热带风暴)、(台)风、(强台风)和(超强台风)六个等级。 12.热带风暴的简写为（TS）；STY为（强台风）的简写；台风底层中心附近最大风力为12-13级（32.7-41.4）m/s。13.热带气旋等级的划分以其底层中心附近（最大平均风速）为标准。（11-13题出自《热带气旋等级》GB/T 19201-2006） 14.沙尘天气的等级主要依据沙尘天气当时的地面能见到划分，依次划分为（浮尘）、(扬沙)、(沙尘暴)、(强沙尘暴）和(特强沙尘暴）五类。 15.浮尘天气过程是在同一次天气过程中，相邻(5个或5个以上)国家基本（准）站在同一观测时次出现了浮尘的沙尘天气。（14-15题出自《沙尘暴天气等级》GBT ）20480-2006．
基于物联网的气象灾害监测与预警系统设想方案 盛伟 1 臧欣 1 杨晓峰 1 王铁 1 1.南京中网卫星通信股份有限公司；南京；邮编：210061 摘 要 本文中所阐述的基于物联网的气象灾害监测与预警系统，将应用物联网技术将区域站点组成相对独立的网络，迅速上传收集的区域数据；同时将区域数据快速上传到省气象灾害预警中心；在上传到省气象灾害预警中心时，可根据无线GPRS、3G、卫星等系统状况，应用物联网技术在最短的时间、用最有效的方式，自动搜索最佳传输方式。建立移动气象感知台，自动组网，自动收集当地资料，智能接入气象灾害监测网。 根据收集处理的气象监测信息，及时分析加工，应用数值预报等天气预报新技术，及时制作气象灾害及其衍生灾害的预警产品。同时，根据气象灾害及其衍生灾害的种类，及时制作各级政府需要的气象灾害决策服务信息、对策建议和人民群众需要的灾害预警信息、灾害防御措施等服务产品。 关键词：物联网气象自动站；SINK节点；异构传感器网络；移动气象感知车 1. 前言 江苏处于中纬度过渡带、海陆相过渡带和季风气候过渡带相重叠的地区，是典型的气象灾害频发区，气象灾害种类较多，每年因气象灾害造成的损失约占国民生产总值的3—6%。因此，有效组织应对气象灾害、防御气象灾害及减轻灾害影响已成为省政府工作重点，并上升为建设服务型政府工作的具体体现。作为气象部门的职责，提高气象灾害监测预警能力、提高气象灾害预报准确率、提高气象服务水平、建设精细化预报体系已成为政府防灾减灾决策的重要支撑。 近年来江苏气象现代化建设一直走在全国的前列，全省已建成6部国际先进的新一代多普勒天气雷达，3部L波段高空测风雷达，1050个自动气象站等先进探测手段，初步建立了中尺度数值预报模式，建成了预报智能化业务平台，对提高我省气象灾害监测、预报服务水平发挥了重要作用。但受财力、物力、人力等限制，气象灾害监测网建设密度不够，很多重大气象灾害如短时强降水、瞬时大风、冰雹、龙卷甚小尺度天气现象等，是由中、小尺度的天气系统引起，时空尺度非常小，目前10公里分辨率的监测站点无法准确及时的捕捉到。特别是重点区域，局限性更大，危害也更大。此外，气象灾害监测、信息实时传输能力、预
气象站实时地面气象数据传输文件格式 本目录下的所有自动站实时报文数据格式均遵循以下说明； 由于国家气象信息中心更改了文件名规范，但文件内容格式未做更改！ 文件名更改参见文件：“附件：自动站观测资料传输文件名调整方案.doc” 2、地面气象要素数据文件 地面气象要素数据文件
⑶第3条记录为小时内分钟降水量，120个字节，每分钟2个字节，即1～2位为第1分钟的记录，3～4为第2分钟的记录……，如此类推，119～120位为第60分钟的记录；每分钟内无降水时存入“00”，微量存入“,,”，降水量≥10.0mm时，一律存入99，缺测存入“//”。 ⑷第4条记录共23个要素值，每组用1个半角空格分隔，排列顺序及长度分配如下
气象灾害预警系统解决方案 一、气象灾害预警广播概述 近年来，由于人类活动和自然因素的综合影响，全球气候呈逐年变暖趋势，大范围不规则异常天气不断涌现，极端天气事件频繁发生，给社会经济发展、人民生命财产安全带来重大影响和破坏，也使人类赖以生存的生态环境遭到直接威胁。“哥本哈根世界气候大会”的召开, 证实各国政府和国际机构对此都高度重视，应对复杂、多变的气候环境已成为关乎人类、关乎世界的重要课题。 我国幅员辽阔、地势复杂、季风气候明显，极端天气气候事件导致的灾害比较频繁，暴雨、洪涝、干旱、冷害、冻害、寒害、暴雪、冰雹、大雾、暴雷、龙卷、大风、热浪、沙尘暴、干热风、连阴雨、热带气旋等气象灾害时有发生。尤其是近年天气经常走极端，气象灾害呈现种类多、范围广、强度大的特征，气象灾害每年造成的损失占整个自然灾害的70%左右，造成的直接经济损失占GDP的3-6%左右，利用科技手段防灾减灾，已经成为各级政府、水利局、气象单位、广播电视局、防洪抗旱办公室等的重要施政内容。 气象灾害预警广播系统是采用国际先进的INTERNET、蜂窝网络带宽传输、UTP/Gn接入、嵌入式文本语音转换、LED 显示控制等技术，设计的集“无线文字转语音应急广播”和“无线LED 显示屏发布”于一体的气象灾害预警广播系统。可快速、及时、准确地将各类信息，特别是气象灾害预警信息传播给社会公众，扩大气象信息覆盖面，解决气象信息“最后一公里”问题，提高气象灾害预警能力，达到
最大限度防灾减灾的目的。 二、气象灾害预警广播设计原则 气象灾害预警广播方案设计遵循“先进科学、稳定可靠、方便扩展、经济适用、安全保密”的原则。并综合考虑施工、维护等重要因素，同时也为今后的发展、扩建、改造等留有余地。本系统设计内容是系统的、完整的、全面的，设计方案具有科学性、合理性、实用性。 2.1先进科学性： 充分利用INTERNET、蜂窝网络带宽传输、UTP/Gn接入、嵌入式文语转换、LED 显示控制等先进技术设计，采用目前先进的系统软件平台及终端设备，不但能够满足气象、农业、科技等信息及时、快速、准确发布需要，而且能够作为国家三农服务政策宣传的舆论媒介，是我国新农村建设的服务载体和舆论支撑。 2.2稳定可靠性： 由于气象灾害预警广播系统使用环境的特殊性，必须保证系统工作相对稳定可靠。一是中心系统的可靠性，选用稳定可靠的WINDOWSXP和工控机作为气象灾害预警广播平台载体，气象预警广播平台具有权限操作功能，从应用上保证了系统的可靠运行发布；二是国内优质的LED控制卡和显示屏硬件故障率低，嵌入式文语模块支持多种文字、字符等实时转为语音，扩音机等外设电源采用干触点控制，都保证了终端显示和播报的可靠性。三是通信机制可靠，系统传输采用具有大面积稳定覆盖的无线移动通信网络，数据传输高效可靠性不容置疑。
气象灾害预报预警应急工作策略 摘要：新时期，随着技术的不断发展，气象灾害预报预警工作质量不断提高，为了进一步保证工作效率，应该积极探索有效的工作途径，从而才能不断提高气象灾害预报预警应急水平。本文基于笔者工作实践，有效对其进行研究，希望能够为相关工作人员提供有效参考。 关键词：气象灾害；预报预警；策略科学的研究 气象灾害预报预警应急对策是十分必要的，其能够促进农业发展，也保证了人们安全。从实际分析可以得出，随着科技不断创新，在气象灾害预报预警工作开展过程中，更要结合先进技术，不断提高预报预警应急工作能力。 1农业气象灾害预报系统分析 农业作为支柱性基础产业，受多种因素的影响，为有效降低气象灾害对农业发展的威胁，我国有关部门联合政府、有关机构制定并不断完善建立气象灾害预报系统，通过科学有效的预警方式，为广大农户提供科学的参考信息，为采取防御措施预留了时间。在此过程中，随着信息技术的发展，前沿科学技术与预测系统相结合，通过建立网络连接的方式，准确分析气象状况与信息，第一时间提供气象预警，进而降低天气原因对农户产生的经济影响。除此之外，预警系统与专业指导人员相结合，辅助农户有效开展天气灾害预防工作，将气象灾害的威胁降到最低。气象灾害预报系统，对天气数据的实时分析，对未来天气状况的变化进行有效的、准确的预测，为农户及其他使用者提供有效的参考意见、技术性指导等。 2提高气象灾害预报预警应急工作质量的途径 农业作为基础性产业之一，在我国经济发展中始终占据着重要位置。气象灾害预警对农业发展的影响极为重要，虽然我国已建立了相关部门并出台了相关政策，在一定程度上取得了成效，但实际操作仍难以满足设计目标，在应用中存在一定的差距。分析原因主要包括：技术因素限制、资源因素限制、经济成本因素等。在对实际进行调查后，本文根据实际情况，对进一步发挥气象灾害预报预警系统提出了优化建议，以期在实际应用中可发挥效能。2.1重视农业气象灾害预报指标。有序开展、落实气象灾害预警的各个环节，重视农业气象灾害预报指标。
一种气象数据采集传输系统的设计 近年来，我国气象灾害频发，严重影响人民群众的生活，尤其在交通方面有着较大的影响。依靠人工观测来采集气象数据不仅时效性差，而且无法适应偏僻、恶劣的环境条件，不能将采集到的各区域数据实时上传给决策控制中心，因而有必要研制一种便携、低功耗、数据通信稳定的气象数据采集系统。 随着传感器向着智能化、网络化方向的发展，无线网络技术在自动气象数据采集中得到了应用。利用ZigBee技术近距离、组网能力强、成本低及可靠性高的特点，使得气象站中传感器网络部署的有效时间得到延长，增强了网络的实用性，测量节点具有更长的生命周期。ZigBee技术自有的无线电标准，以接力的方式在多个测量节点之间相互协调实现通信，通信效率非常高，满足了交通气象参数采集传输的需要[1]。同时随着移动通信发展的宽带化、数据化、多应用化，手机作用的领域已经扩展到人们生活的很多方面。因此，将手机移动监测和ZigBee无线传输网络结合起来，并利用手机所具有的GPRS通信能力研制气象数据采集传输系统具有一定的意义。 1 系统设计与实现原理 本设计利用手机、ZigBee无线传输网络、气象数据采集检测等设备开发出一个能实现气象数据采集、存储并实时上传数据到上位服务器端的数据采集系统。其中手机负责接收来自ZigBee网络的数据，并对数据做出相应的判断和处理；ZigBee无线传输网络负责手机和数据采集检测部分的通信；气象数据采集检测部分负责所在区域内气象参数的检测、分析及处理。整个系统工作原理如图1所示。 系统的手机开发平台采用MTK架构套件，它集成了32位嵌入式ARM7处理器，支持GPRS、GSM消息传输，并具有128个引脚外部扩展接口，可以连接各种功能外设，还支持用J2ME Java来控制硬件。通过在此手机平台嵌入无线ZigBee射频模块，实现系统主控制器和各网络子节点的数据采集传输。 数据采集系统的硬件结构图如图2所示。 无线网络化传感器RFD(精简功能器件)模块采集数据信息，并通过ZigBee通信协议传输到FFD(全功能器件)模块；FFD模块将数据信息做简单处理、编码打包后通过串口将数据上传到手机平台；手机数据处理功能程序对气象数据进行进一步的补充描述，在手机上实现气象参数的显示、存储，并可通过手机的GPRS功能模块以文本形式将数据实时上传到服务器端。服务器端接收到现场数据进行进一步的处理后，提供决策支持，采取预防措施。 所采集的气象数据包括温度、湿度、风速、降水、能见度、大气压力等。 2 系统硬件设计 系统的硬件主要由基于CC2430的数据采集模块和手机平台两部分组成。手机平台要实现的硬件设计主要有：手机与CC2430的串口通信电路及GPIO电源控制设计；数据采集检测部分主要由CC2430芯片、传感器及外围部件构成。