郑小华，娄盼星，马永永，冯 蕾，刘 环

(1.陕西省气象台，西安 710015; 2.陕西省气象科学研究所，西安 710015)

引 言

暴雨灾害在我国发生范围广泛，直接经济损失巨大，且逐年呈增加趋势[1-3]。陕西省地处青藏高原的东北侧，地形南北狭长，横跨3个气候带，受季风气候影响，暴雨多集中在夏季(6-9月)，极端降水强度大、时空分异特征明显，极端强降水导致陕西各地每年都有不同程度的洪涝灾害发生，给国民经济和人民的生命财产造成重大损失[4-5]。1981年8月汉中大水灾和1983年7月安康暴雨灾害均造成重大人员伤亡。2012年陕南暴雨造成经济损失高达63.7亿元，2017年陕北暴雨洪涝灾害致使绥德全县被淹，造成巨大的人员和财产损失。研究表明，20世纪后期开始，中高纬度大部分地区降水量呈现增加趋势，强降水或极端降水的频率也相应增加[6]。

科学、客观地评估重大气象灾害(暴雨)服务效益具有十分重要的意义:一方面可以改造并完善气象服务的流程与体系，建造包括灾前防护、灾中管理与灾后重建在内的工作流程和管理机制[7]；另一方面还可以让社会公众和政府决策部门了解、支持气象事业发展，同时也有利于气象本部门自身提高认识，从而进一步提高服务水平[8]。

近年来，各国专家和学者从不同角度对气象服务效益进行分析和评价,取得了大量的研究成果[9-23]。周福[24]对重大气象灾害(台风、暴雨)服务效益评估研究中，提出了防减灾效益系数的概念，建立了重大气象灾害气象服务效益评估的数学模型，从防减灾效益中分离出了其中的气象服务效益，实现了重大气象灾害服务效益的客观定量化评估。曹广喜等[25]在气象防灾减灾服务效益理论模型与研究假设的基础上，构建了气象防灾减灾服务效益的结构方程模型(SEM)，并基于问卷调查数据，从显性效益和要素效益两方面对我国的气象防灾减灾服务效益进行了实证分析。影响气象灾害和气象服务效益的因子颇多，以上方法都存在评估指标单一，未考虑全社会效益及决策效益，且评价结果多为减损效益，并未考虑增益效益等问题。本文综合前人研究成果，采用定性分析与定量统计相结合，运用多种指标，从气象服务水平和防御行为两个维度对暴雨气象服务效益进行综合评价，最后采用评估效益模型计算出暴雨山洪气象服务防灾减灾综合效益值,以期提高暴雨灾害服务效益评估业务化、定量化水平，发现暴雨灾害气象服务和防御过程中存在的不足，从而促进服务水平和防御能力的提高。

1 资料来源与研究方法

1.1 资料来源

灾情数据来自于民政部门的统计数据，包括2018年4次暴雨灾害天气过程(分别为6月25日—7月4日关中陕南大暴雨、8月6—8日榆林市大暴雨、8月9—14日铜川市暴雨、8月20—22日关中陕南暴雨)的灾害损失、人员转移和受灾人数等。调查问卷按照群体分为“社会公众”和“政府决策”2类。其中，“社会公众”涉及24个问题，主要调查人群为发生暴雨灾害县区的随机调查人群；“政府决策”涉及22个问题，主要调查人群为政府管理部门的决策气象服务对象和协理员。通过网络调查加实地调查，共获得调查样本量4189份，其中社会公众3515人次，政府决策人员674人次。具体数据见表1。

表1 暴雨灾害天气过程调查数据统计

1.2 技术路线与研究方法

参考已有的研究成果[26-28]，结合陕西暴雨灾害发生特征及当地防灾减灾水平，从气象服务水平和防御行为两个维度对暴雨灾害气象服务效益进行综合评价。其中，利用暴雨预报预警、公众气象服务、决策气象服务、行业气象服务和社会反馈等5个一级指标和10个二级指标表征气象服务水平，利用政府主导、部门联动及社会参与等3个一级指标和7个二级指标表征防御行为效益。

暴雨灾害的气象服务防灾减灾所带来的增益值,通常用避免人员伤亡数和减少经济损失值2个指标来衡量。增益值的计算方式选用了逆推法[28]、节省费法[10]及非线性加权综合法[15]。主要计算指标包括：减少人员伤亡数、减少经济损失、暴雨灾害气象服务防灾减灾综合效益。因子值来自调查问卷和灾情资料。具体计算方法如下。

减少人员伤亡数计算公式：

Rm=Am×CRm

(1)

式(1)中，Rm为某次暴雨过程减少的人员伤亡数，单位：人；Am为某次暴雨过程实际转移安置人数，单位：人；CRm为某次暴雨灾害过程若未采取转移安置措施，可能产生的人员伤亡比率，单位：%。

公众减少经济损失计算公式：

(2)

式(2)中,Pb为公众使用气象服务产生的减损效益总数，单位：万元；Ap为公众个人使用气象服务产生的减损增益值，单位：元；n为调查有效样本数，单位：人；T为受暴雨影响地区的总人口数，单位：人。

暴雨灾害气象服务防灾减灾综合效益计算公式:

B=(AMG(1-S))/(1-MG(1-S))

(3)

式(3)中,B为某次暴雨灾害过程气象服务防灾减灾效益值，单位：亿元；A为某次暴雨灾害过程的直接经济损失，单位：亿元；M为某次暴雨灾害过程的气象服务水平；G为某次暴雨灾害过程的政府防灾减灾决策和组织水平；S为某次暴雨灾害过程的不可避免的损失系数。

2 结果与分析

2.1 2018年陕西省4次区域暴雨过程概述

2018年6月25日-7月4日，陕西省出现大范围降水天气，中南部出现区域性暴雨天气。全省1788个气象监测站出现降雨，强降雨主要集中于延安南部、关中西部、陕南西部，其中68个气象监测站累计雨量大于200 mm，最大汉中宁强广坪627.9 mm，643站累计雨量超过100 mm。

2018年8月6-8日，陕西省出现了一次强对流、强降雨天气过程。强降雨主要集中在榆林大部、咸阳中北部及汉中西南部等地，全省共1193个监测站出现降雨，过程雨量大于100 mm共8站(榆林7站)，最大榆林绥德义合152.5 mm，大于50 mm的共51站，其中榆林28站。共有69站次出现30 mm/h以上的雨强，最大雨强为7日16-17时榆阳孟家湾乡的66.3 mm/h。

2018年8月9-14日，陕西省大部出现对流性降雨天气，强降雨主要集中在陕北的大部、关中和陕南的部分地区。全省共1519个监测站出现降雨，有10站过程雨量大于100 mm(榆林6站)，最大过程雨量为神木西沟的178.8 mm，有104站过程雨量大于50 mm，其中榆林30站。有87站次出现30 mm/h以上的雨强，最大雨强为13日13-14时蓝田玉山的67.2 mm/h。

2018年8月20-22日，陕西省出现了一次大暴雨天气过程。8月20日08时-22日08时全省共1635个监测站出现降雨，强降雨主要分布在陕北南部、关中中西部、汉中、安康南部，影响范围比较广且较集中。其中26站累计雨量大于100 mm，最大过程雨量为印台袁家山的152.1 mm，272站累计雨量超过50 mm。

2.2 暴雨灾害气象服务水平和防御行为综合评价

暴雨灾害气象服务水平综合评价中所使用的具体评价指标分为5个一级指标和10个二级指标，每个指标的得分值根据指标说明给出(表2)，评价得分值来源于专家打分和“社会公众”调查问卷。根据对暴雨灾害气象服务的综合评价得分，将暴雨灾害气象服务效果划分为服务效果明显(80分以上)、效果较好(61—80分)、效果一般(40—60分)3类。

表2 暴雨灾害气象服务各级评价指标

暴雨灾害防御行为效益综合评价是基于“政府主导、部门联动、社会参与”防灾体系之下，用于综合评价暴雨灾害防灾减灾过程中的整体组织水平和防灾抗灾能力。评价指标有3个一级指标、7个二级指标和20个三级指标(表3)。每个指标给定5分，分值从小到大分别为1、2、3、4、5。每个防御行为的最高分值为5，目标总分值是20个防御行为指标最高分值5的合计为100。三级指标的具体得分值来自“政府决策”的调查问卷数据分析。评估等级分为好(100—85)，较好(84—75)，一般(74—65)，较差(64—55)，差(55分以下)5个等级。

表3 防御暴雨灾害行为效益综合评价指标体系

根据暴雨灾害防灾减灾效益评价研究技术路线，对2018年4次暴雨灾害天气过程进行了气象服务水平和防御行为综合评价，并将结果汇总如表4所示。可以看出，4次暴雨过程气象服务水平评价均在93分以上，最高达到了95.9分，气象服务效果明显；暴雨灾害防御行为评价均在89分以上，表明陕西在暴雨灾害防灾减灾过程中的整体组织水平和防灾抗灾能力好。

表4 气象服务水平自评价和暴雨灾害防御行为综合评价

通过调查还发现，陕西气象部门在提高天气预报的准确率和气象监测的时空精度外，还应积极加强部门间联络与合作，提高信息资料交换与共享力度，拓宽专业气象预警发布渠道建设，进一步加强针对社会公众在气象防灾减灾知识普及方面的工作。

2.3 暴雨灾害防灾减灾效益值

依据暴雨灾害气象服务防灾减灾效益评价计算方式，计算得到2018年4次暴雨灾害天气过程气象服务防灾减灾效益评价结果见表5。合计减少人员伤亡数351人次，公众利用气象服务在应对暴雨灾害天气过程中人均节省的损失为513.21元/人，暴雨灾害气象服务防灾减灾综合效益值为4.54亿元。

表5 2018年4次暴雨灾害天气过程防灾减灾综合效益值及计算指标汇总

3 结论与讨论

本研究基于气象、经济社会统计数据和定量化问卷调查数据，采用定性分析与定量统计相结合的方法，从气象服务水平和防御行为两个维度对暴雨灾害气象服务效益进行综合评价，并计算了防灾减灾综合效益值。其中，在评估模型的构建中，通过合理的调查问卷设计，提出防御暴雨灾害行为效益评估三级指标体系，对气象服务效益过程中社会公众和政府决策部门进行定量化赋值，是对暴雨气象灾害效益客观评估的有效尝试。评估结果能够定量客观地评价政府决策、部门联防和公众参与对暴雨防灾减灾行为的效益及作用。该方法对于定量客观地评估气象服务效益的业务化提供了实操案例，同时也为其他气象灾害或同类区域开展相关工作提供技术参考。

评估结果表明，陕西2018年4次暴雨气象服务水平均在93分以上，最高95.9分，服务效果明显；防御行为效益均在89分以上，最高92.3分；公众满意度较高，均在82分以上。4次暴雨灾害天气服务，合计减少人员伤亡数351人次，公众利用气象服务在应对暴雨灾害天气过程中人均节省的损失为513.21元/人，暴雨气象服务防灾减灾综合效益值为4.54亿元。

灾害性天气的气象服务不确定性强，除受到预测水平制约外，还受当地社会经济和人文环境等因素的影响，长期以来难以利用定量的统计方法进行客观评估。具体到致灾暴雨的气象服务效益评估，如何从暴雨减灾总效益中分离出气象服务效益是构建暴雨气象服务效益评估模型的一个关键问题。应该看到，由于目前针对重大气象灾害服务效益评估的研究方法还较少，特别是理论及技术方法研究有待进一步完善。同时，在考虑暴雨灾害服务防灾减灾效益评估的同时，也应加强气象服务的生态效益评估工作，后期研究中应注意加强这方面工作。