环境气象预报预警_环境污染预报预警系统

1.国土部中国气象局关于进一步推进地质灾害气象预警预报工作的通知

2.滑坡、泥石流地质灾害气象预警预报

3.地质灾害气象风险**预警啥意思

4.沙尘暴的监测及预报

5.地质灾害气象预警预报理论与方法

气象局国考考3门。国考考试科目包含公共科目行测和申论，以及专业科目。国家公务员考试，简称"国考"，是指中央、国家机关公务员考试，是国家部、委、署、总局招考在中央国家机关的工作人员的一种方式，招考条件相对严格

国土部中国气象局关于进一步推进地质灾害气象预警预报工作的通知

第一条　为了规范气象灾害预警信号发布与传播，防御和减轻气象灾害，保护国家和人民生命财产安全，根据《中华人民共和国气象法》、《气象灾害防御条例》、《济南市气象灾害防御条例》等法律、法规，制定本办法。第二条　在本市行政区域内发布与传播气象灾害预警信号，适用本办法。第三条　本办法所称气象灾害预警信号，是指气象主管机构所属的气象台向社会公众发布的气象灾害预警信息。第四条　气象灾害预警信号一般由名称、图标、标准和防御指南组成。

本市气象灾害预警信号分为暴雨、暴雪、干旱、雷电、大风、冰雹、大雾、高温、寒潮、道路结冰、霜冻、台风、沙尘暴等。

气象灾害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、**、橙色和红色表示，同时以中英文标识。第五条　气象灾害预警信号的发布与传播坚持及时、规范、准确、无偿的原则。第六条　市、县区人民（含济南高新区管委会、市南部山区管委会，下同）应当加强气象灾害预警信号发布与传播工作的组织和协调，建立畅通、有效的气象灾害预警信号发布与传播渠道，组织有关部门建立气象灾害应急联动机制。第七条　镇（街道办事处）应当确定人员协助气象主管机构和有关部门开展气象灾害预警信号的信息传递、应急联络等工作。第八条　市、县级气象主管机构依据职责负责本级行政区域气象灾害预警信号发布与传播的管理工作。第九条　气象灾害预警信号应当由气象主管机构所属气象台依照职责和权限统一向社会发布。

其他组织和个人不得向社会发布气象灾害预警信号。第十条　发布气象灾害预警信号应当标明发布单位名称和发布时间，并指明气象灾害预警区域。

同时出现或者预报可能出现多种气象灾害时，气象台可以按照相对应的标准同时发布多种气象灾害预警信号。第十一条　气象台应当依托气象监测网络，加强灾害性天气动态监测，依据气象监测信息，对气象灾害可能造成的危害程度、紧急程度和发展态势进行研判，确定气象灾害预警信号级别，依照权限及时通过广播电台、电视台、报纸、网站等媒体和电信运营企业向社会发布气象灾害预警信号，同时报告本级人民并通报有关部门。第十二条　广播电台、电视台、报纸、网站等媒体和电信运营企业应当与气象台建立气象灾害预警信号发布传播合作机制，畅通气象灾害预警信号发布和传播渠道。第十三条　广播电视、经济和信息化等有关部门应当组织广播电台、电视台、报纸、网站等媒体和电信运营企业做好气象灾害预警信号传播的有关工作。第十四条　广播电台、电视台、报纸、网站等媒体和电信运营企业传播气象灾害预警信号，应当使用气象台直接提供的适时气象灾害预警信号，并标明发布气象灾害预警信号的气象台名称、发布时间和气象灾害预警区域。

广播电台、电视台、网站等媒体和电信运营企业应当按照国家和省、市有关规定和要求播发气象灾害预警信号。第十五条　气象主管机构应当与应急管理机构以及广播电视、经济和信息化、公安、民政、国土、环境保护、城乡交通运输、城乡建设、城乡水务、农业、教育、卫生计生、安监、林业和城乡绿化、旅游等有关部门建立气象灾害预警信号传播联动机制，实现信息实时共享。

各有关部门接收到气象灾害预警信号，应当及时向本行业、本系统传播，并组织做好防御工作。第十六条　市、县区人民以及有关部门应当根据气象灾害预警信号，及时研判气象灾害可能对本地区、本行业造成的影响，并按照相关规定做好启动应急预案的准备工作。第十七条　机场、车站、广场、高速公路、大型商场、旅游景点、交通枢纽等管理单位应当利用电子显示屏、广播、公告栏、城市移动电视等信息接收与播发设施，及时传播气象灾害预警信号。第十八条　学校、幼儿园、医院、养老院、疗养院以及在社区设立的老、幼、病、残等特殊人群活动或者服务场所的管理单位，接收到气象灾害预警信号后，应当取有针对性的传播方式，并提示防范措施。第十九条　煤矿生产、非煤矿山开、建设工程施工、危险品生产与储存、野外作业等易受气象灾害影响的行业应当建立气象灾害预警信号传播工作制度，安排专人负责气象灾害预警信号的传播工作，保障气象灾害预警信号传播渠道畅通。

滑坡、泥石流地质灾害气象预警预报

国土资发〔2011〕135 号

各省、自治区、直辖市及单列市国土主管部门，气象局，中国地质环境监测院、国家气象中心、中国气象局公共气象服务中心:

为深入贯彻落实 《院关于加强地质灾害防治工作的决定》 (国发 〔2011〕20 号)、《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)和 《国土部与中国气象局关于深化地质灾害气象预警预报工作合作的框架协议》有关精神，进一步推进全国地质灾害气象预警预报工作，现就有关事项通知如下:

一、共同推进地质灾害气象预警预报体系建设

地方各级国土、气象部门要根据地质灾害实际情况，围绕地质灾害防治气象服务需求，用多种方式，争取多方支持，依托现有，共同推动在地质灾害易发区建立综合的地质灾害气象观测站网，加快对易发区及周边地区气象观测站的升级改造，加强对已建气象设施的维护和保障，使气象观测设施处于良好运行状态，以满足地质灾害易发区市 (地、州)、县 (区、市)的地质灾害气象预警预报工作顺利开展的需要。

二、健全完善地质灾害气象预报预警信息共享平台和应急联动工作机制

地方各级国土、气象部门加快建设地质灾害监测预警信息和气象预报预警信息的共享平台，建立会商机制，共同发布地质灾害气象预报预警信息。要建立应对恶劣天气特别是突发强降雨等极端气象条件的应急联动工作机制。国土部门应根据地质灾害气象预警信息，加强应急值守，一旦发生 4 级以上地质灾害气象预警的灾害性天气，要及时启动相关应急预案，切实做好应对防范工作。气象部门应加强 4 级以上地质灾害气象预警灾害性天气的监测、预报、预警和服务保障工作，根据国土部门提供的地质灾害发生情况，组织开展加密观测和针对性的预报服务会商，及时提供气象服务信息，并提出相关防范意见和措施建议。要依托现有通信专线，进一步加强双方信息数据共享，重点加强地质灾害易发区监测、灾害数据的充分共享。要进一步加强应急联动能力建设，完善双方信息互通制度，拓展灾害应急联动方式渠道，丰富应急联动技术手段。双方要明确各自的责任部门、联络人员及****，做到责任到人。

三、大力推进地质灾害气象业务标准体系建设

要加强科研和联合攻关，大力推进地质灾害防治气象业务标准体系建设，不断提高地质灾害气象监测预警预报精细化水平。地方各级国土、气象部门要联合制定地质灾害易发区气象观测站建设安装、运行维护、检测校准、通讯协议、信息交换共享、预报服务产品制作、信息发布等方面的规范和标准，充分利用各自的和技术优势，形成合力，共同加快相关标准和规范的编制工作，促进地质灾害气象业务的规范化发展。联合加强对各级地质灾害气象预警预报业务人员的培训，提高业务水平和能力。要针对地质灾害突发性强等特点，联合研发 6 小时间隔的地质灾害气象预警预报产品，逐步开展地质灾害短时临近预警预报业务。要积极推动基层地质灾害气象预警预报工作的深入开展，推进福建省泉州市、云南省玉溪市和三峡库区地质灾害监测预警示范区建设，深入开展精细化地质灾害气象预警预报试验研究，探索积累经验并在全国推广应用。

四、全面提高地质灾害气象预警信息发布能力

地方各级国土、气象部门要积极争取地方和有关部门的大力支持，不断加强易灾地区特别是偏远山区、学校、农村等地区的地质灾害气象预警及气象灾害信息发布传播设施建设，努力拓宽预报预警信息覆盖范围。要加强与广电、电信、城建等部门的联系与合作，通过建立协同高效的联合响应机制，利用电视和电台、手机短信、城区显著位置电子广告牌等设施及时发布地质灾害气象预报预警信息，保证预报预警信息渠道畅通、播发及时。

五、积极探索建立多样化的地质灾害防治合作模式

地方各级国土、气象部门要根据各地特点和需求，积极探索建立符合本地实际的地质灾害气象业务发展长效合作机制，建立多方参与、权责明晰的地质灾害气象监测系统建设、运营维护与服务提供模式。对于面向公众的灾害性天气预报预警、实况监测信息等服务，属气象部门公益服务范畴的，由各级气象部门无偿提供。对于相关部门和单位提出的个性化地质灾害气象服务需求，由气象部门按照有关规定通过协议方式予以提供。

国土部 中国气象局

二〇一一年九月八日

地质灾害气象风险**预警啥意思

气象因素是诱发滑坡、泥石流等地质灾害的关键因素，开发基于Web-GIS和实时气象信息的实时预警预报系统，实现地质灾害实时预警预报与网络连接的地质灾害预警预报与减灾防灾体系，对可能遭受的地质灾害进行实时预警预报，及时广泛地发布预警信息，有利于实现科学高效、快速地开展灾害防治，从而最大限度地减少灾害损失，保护人民生命财产安全，变被动防治为主动防治地质灾害。

一、滑坡、泥石流地质灾害气象预警预报的主要依据

区域地质灾害（滑坡、泥石流等）空间预测主要是圈定地质灾害易发区，也就是前面论述的地质灾害危险性评估与区划。在区域地质灾害空间预测的基础上，结合实时的气象动态信息，分析研究滑坡、泥石流等地质灾害的主要诱发因素，研究同一地质环境区域，在不同气象条件下发生地质灾害的统计规律和内在机理，通过确定有效降雨量模型、降雨强度模型、降雨过程模型的临界阀值，建立基于实时动态气象信息的区域地质灾害预警预报时空耦合关系，从而对区域性的滑坡、泥石流等地质灾害进行危险性时空预警预报。

根据研究区域的地质条件、灾害调查情况、气象条件等，划分地质灾害易发区等级，统计已发生滑坡、泥石流等地质灾害与有效降雨量、24小时降雨强度的相关性，确定出不同易发区不同等级的临界降雨量（I、II），作为判别分析的阀值，确定降雨量危险性等级。降雨量小于I级临界降雨量的为低危险性，降雨量介于Ⅰ－Ⅱ级临界降雨量之间的为中危险性，降雨量大于II级临界降雨量的为高危险性。

将各单元的有效降雨量与临界有效降雨量进行对比，确定出各单元的降雨量危险性等级，将降雨量危险性等级和地质灾害易发区等级进行叠加，叠加结果见表3－4和图3-2，对应于4个不同的易发区把地质灾害预警预报等级划分为5级：其中，3级及3级以上为预警预报等级，5级为预警预报区的最高等级，1级和2级为不预警区，不同的预警预报等级用不同的颜色予以表示。3级预警区是指应加强对灾害点的监测地区；4级预警区是指应密切加强对灾害点监测的地区，取一定的防范措施；5级预警区是指应全天对灾害点进行监测，直接受害对象尤其是住户和人员在必要时应该取避让措施。在预警预报中，3级为注意级，4级为预警级，5级为警报级。

表3-4 地质灾害预警区等级划分表

图3-2 区域地质灾害宏观预警构建思路示意图

我国自2003年开展全国地质灾害气象预警预报工作以来，一些专家学者就致力于预警预报模型方法的研究与探索，主要经历了两个阶段。

第一阶段，2003～2006年，用的是第一代预警方法，即临界雨量判据法。该方法的主要原理是根据中国地貌格局、地质环境特征及其与降雨诱发型崩滑流地质灾害关系统计分析结果，以全国性分水岭、气候带、大地构造单元和区域地质环境条件，进行一级分区；以区域分水岭、历史滑坡泥石流分布密度、地形地貌特征、地层岩性、地质构造与新构造运动、年均降雨量分布等，进行二级分区；将全国划分为7个预警大区、74个预警区；并分区开展历史地质灾害点与实况降雨量之间的统计关系，确定各预警区诱发滑坡泥石流灾害的临界雨量，建立预警预报判据模板（图3-3）；利用全国地质灾害数据库和县市调查信息系统中的地质灾害样本和中国气象局提供的降雨资料，通过统计分析，确定地质灾害发生前的1日、2日、4日、7日、10日和15日的临界雨量作为判据模板，建立地质灾害气象预警预报模型，开展地质灾害预警预报。

图3-3 预警预报判据模板

第二阶段，即第二代预警方法。2006～2007年，“全国地质灾害气象预警预报技术方法研究”项目设立，开展了全国地质灾害气象预警预报方法升级换代的研究工作。刘传正教授提出了地质灾害区域预警理论的三分法，即隐式统计预报法、显式统计预报法和动力预报法；并提出了显式统计预警方法（称为第二代预警方法）设计思路。该方法改进了第一代预警方法中仅依靠临界过程雨量方法的局限，实现了临界过程降雨量判据与地质环境空间分析相耦合。2007年该项工作取得初步研究成果，经完善后已在2008年全国汛期预警工作中正式使用。

根据地质灾害区域预警原理和显式预警系统设计思路，具体预警模型建立过程如下：

（1）地质灾害预警分区。将全国分为7个预警大区，分区建立预警模型。

（2）地质灾害气象预警信息图层编制。充分考虑地质灾害发生的地质环境基础信息、地质灾害历史发生实况等，共编制预警信息图层30个。

（3）地质灾害潜势度计算。探索一条计算地质灾害潜势度的计算方法，根据历史地质灾害点分布情况，用不确定系数法计算地质环境CF值、用项目组创新提出的权重确定法确定权重，从而计算地质灾害潜势度。

（4）统计预警模型建立。以10km×10km的网格进行剖分，将地质灾害潜势度、历史灾害点当日雨量、前期雨量作为输入因子，地质灾害实发情况作为输出因子，用多元线性回归方法，建立预警指数计算模型，从而确定预警等级。

二、美国旧金山湾滑坡泥石流气象预警系统

目前世界上滑坡泥石流灾害气象预警主要是依据美国旧金山湾滑坡泥石流预警系统提出的临界降雨阀值的方法。该系统在1985年至1995年期间运行了10年，后因种种原因被迫关闭。它是世界上运行时间最长的滑坡泥石流预警系统，其经验值得思考。

Campbell从1969年开始研究洛杉矶滑坡发生机制，15年提出了建立基于国家气象局（NWS）降雨预报和（前多普勒）雷达影像的洛杉矶泥石流预警系统的设想。Campbell指出，泥石流预报还是可能的，可通过降雨强度和持续时间的监测，并与根据降雨-滑坡发生概率的关系所建立的临界值进行比较，进行泥石流灾害等级的等级预报。一旦超过临界值，就要对居住在山脚下的居民发出预警，撤离危险地，最大程度地减少灾害损失。Campbell提出的泥石流预警系统由以下方面构成：①雨量计观测系统，记录每小时的降雨量；②具有能够识别暴雨地区降雨强度中心的气象编图系统；将降雨数据标绘在地形（坡度）图及相关滑坡影响图上；③实时集数据和预警管理和通讯网络。

1982年1月初，灾难性暴雨袭击了旧金山湾地区，引发了数以千计的泥石流及其他类型的浅层滑坡。经济损失达数百万美元，25人死亡。尽管该地区的人们得知暴雨预报，但并没有得到任何关于滑坡、泥石流的警报。尽管Campbell提出的建议没有在旧金山湾地区得以实施，但1982年的这场灾难件使得建立泥石流预警系统变得十分紧迫和必要。

图3-4 加州La Honda的泥石流降雨临界线

Cannon和Ellen(1985)建立了加州La Honda的泥石流降雨临界线(图3-4）。他们用年均降雨量（MAP）对临界降雨持续时间和临界降雨强度进行了修正（标准化），即将临界降雨强度修正为临界降雨强度/年均降雨量（MAP）。他们建立的滑坡降雨临界值是旧金山湾地区泥石流预警系统的基础。1986年2月旧金山湾地区连降暴雨，美国地质调查局和国家气象局联合启动了泥石流灾害预警系统，通过NWS广播电台系统发布了两次公共预警。这是美国首次发出的泥石流灾害预警。该次暴雨引发了旧金山湾地区数以百计的泥石流，造成1人死亡，财产损失达1000万美元。如果不是预警系统的准确预报，损失将会更加严重。

1986年的泥石流灾害预警是根据Cannon和Ellen（1985）确定的经验降雨临界值发布的。1989年Wilson等人在该经验降雨临界值的基础上，建立了累积降雨量/降雨持续时间关系曲线，对不同的规模和频率的泥石流确定不同的临界值降雨量。据此USGS滑坡工作组进行泥石流灾害预报。

Wilson自1995年一直研究困扰早期滑坡预警系统的泥石流降雨临界值强烈受局部降水条件（地形效应）影响的难题。

如前所述，Cannon（1985）建立的旧金山湾地区的区域泥石流降雨临界值，试图用长期降雨量（MAP）来修正地形效应的影响。MAP是用来描述长期降雨气候条件最常用的参数，可从标准气象图中获得。Cannon建立MAP标准化临界值，是滑坡预警系统的主要技术基础。然而，正如Cannon本人所说，在早期滑坡预警系统运行过程中，发现降雨少的地区ALERT系统的雨量数据会产生“警报”，反映了MAP标准化会出现低MAP地区的不一致性问题。后来Wilson（19）将旧金山湾地区的MAP标准化方法应用到南加州和美国太平洋西北部地区，出现了明显的低估或高估降雨临界值的问题。

降雨量作为参数实际上反映了暴雨规模和频率两个综合作用过程。美国太平洋西北部地区降雨量频率高但每次降雨量小，导致年均降雨量大；而南加州地区则降雨频率小但每次降雨量大，结果是年均降雨量小。年均降雨量标准化方法应识别出那些“极端”的降雨，即降雨量远远超过那些频率高但降雨量小的暴雨。因此，对于估计泥石流降雨临界值来说，单个暴雨的规模要比降雨频率重要得多。

长期的气候作用使斜坡本身达到了一种重力平衡状态，即斜坡入渗与蒸发及地表排水之间达到了平衡。这种长期的平衡作用过程可能包含着无数已知和未知的机制。斜坡土壤的岩土工程性质、地表排水率及水网分布、本土植被都可能对局部气候产生影响。Wilson用日降雨规模—频率分析，重新检查了年均降水量标准化临界值的不一致性。在年均降雨量低的旧金山湾地区，泥石流的降雨临界值高于MAP标准化的预测值。Wilson提出了参考的泥石流降雨临界值，这有益于研究降雨与地表排水之间的相互作用。Wilson的研究表明，5年暴雨重现率可以代表降雨频率与侵蚀率的优化组合关系。对三个具有明显不同降雨气候模式的不同地区（南加州洛杉矶地区、旧金山湾地区、太平洋西北部地区），集了触发致命泥石流灾害的历史雨量数据，建立了（引发广泛泥石流发生）历史上触发大范围泥石流的24小时峰值暴雨降雨量与参考降雨值（5年暴雨重现值）之间的关系曲线（图3-5）。该关系曲线可用来估计泥石流的降雨临界值，与Cannon的MAP标准化降雨临界值相比，特别是可以在更加可靠点的范围内通过插值估计出特定地点（特别是受地形效应影响的山区）的临界值。

图3-5 历史触发大范围泥石流的24小时峰值暴雨降雨量与

尽管旧金山湾地区的滑坡泥石流气象预警系统在1995年关闭了，但自1995年以来没有停止对降雨/泥石流临界值方面的研究。这些研究加深了对降雨、山坡水文条件、长期降雨气象条件和斜坡稳定性之间相互作用的认识，这将为旧金山湾地区乃至世界其他地区的滑坡气象预警工作奠定很好的科学基础。

三、降雨监测与预报

旧金山湾地区滑坡预警系统运行的十年间，当地NWS的天气预报主要依靠1987年2月发射的气象卫星GOE-7（19年被GOES-10所取代）。每隔30分钟，GOES气象卫星传送覆盖从阿拉斯加湾至夏威夷的北美西海岸云团图像。根据这些图像，当地NWS可以估计出大暴雨的速度、方向和强度。图像中的红外波谱图像还能指示云团的温度，它是估计降雨强度的重要信息。另外，地面气象观测站可获得大气压、风速、温度、降雨数据，与卫星气象数据雨季NWS国家气象中心提供的长期天气趋势预报信息相结合，当地NWS天气预报办公室综合分析这些数据，准备和提供定量天气预报（QPT），一天发布两次加州北部和南部地区未来24小时天气预报。

雨量监测（ALERT）系统能远距离自动集高强度降雨观测数据，并将数据传送到当地实时天气预报中心。到1995年，旧金山湾地区ALERT系统已建立了60个雨量观测站点（图3-6）。尽管每个站点的建立得到了NWS的支持，但每个站点的设备购买、安装和维护则由其他联邦、州和地方机构负责。从1985年到1995年滑坡预警系统运行期间，USGS一直负责维护设在加州Menlo公园的ALERT接收器和数据处理微机系统。

要评估即将到来的暴雨是否会引发泥石流灾害，要考虑两个临界值：①前期累积降雨量（即土壤湿度）；②临近暴雨的强度和持续时间的综合分析。为此，USGS滑坡工作组在La Honda研究区安装了浅层测压计，并对土壤进行了监测。如果测压计首先显示出对暴雨的强烈反应，即认为已达到前期临界值。通常冬至后需几个星期的时间才能使土壤湿度超过前期临界值，之后要随时关注暴雨强度和持续时间是否足以触发泥石流灾害。

图3-6 1992年旧金山湾滑坡预警雨量监测系统—ALERT

四、泥石流灾害预警的发布

当暴雨开始时，开始监测降雨强度，估计暴雨前锋到来的速度。根据观测的降雨量，结合当地NWS的定量降雨预测（QPF）；与建立的泥石流降雨临界值进行对析，确定泥石流灾害的类型和规模。NWS和USGS的工作人员共同参与该阶段的工作，向公众发布三个等级的泥石流灾害预警：即①城市和小河流洪水劝告（urban and small streamsflood advisory）；②洪水/泥石流关注（flash-flood/debris-flow watch）；③洪水/泥石流警报（flash-flood/debris-flow warning）。在1986年至1995年间，多次发布了不同级别的泥石流灾害预警。

五、小结

滑坡和泥石流灾害的危险性预测主要是通过灾害产生条件分析，预测区域上或某斜坡地段将来产生滑坡泥石流灾害的可能性，圈定出可能产生滑坡泥石流灾害的影响范围及活动强度。滑坡泥石流灾害危险性预测的指标体系结构层次如图3-7所示，根据滑坡泥石流灾害危险性预测的研究对象的差异性，可从三种研究尺度建立滑坡泥石流灾害危险性预测指标体系。

图3-7 地质灾害空间预测指标体系结构层次图

区域性滑坡泥石流灾害危险性预测就是通过分析滑坡泥石流灾害在区域空间分布的聚集性及规律性，圈定出滑坡泥石流灾害相对危险性区域，从而为国土规划、减灾防灾、灾害管理与决策提供依据。不同的预测尺度对应于不同的勘察阶段和研究精度。滑坡泥石流灾害危险性区划对应于可行性研究阶段，要求对拟开发地域工程地质条件的分带规律进行初步综合评价，确定滑坡泥石流灾害作用发生的可能性及敏感性，提交的成果是区域工程地质条件综合分区图和地质灾害预测区划图。

沙尘暴的监测及预报

地质灾害**预警信号是指24小时内地质灾害发生的风险较高。

地质灾害**预警信号是地质灾害预警信号中的第一级。地质灾害气象预警是指地质和气象部门依据当前环境发布的灾害预警。地质灾害气象预警预报信息每年汛期（5-9月）发布，目的是提醒被预警区的干部和群众防范滑坡、崩塌和泥石流灾害。

地质灾害包括地震、山体滑坡、泥石流等。这些灾害往往给人们的生活和工作带来巨大的影响。地质灾害**预警信号的发布，可以帮助人们提前做好应对准备。

对于居住在可能受灾区域的人们来说，他们可以提前取防护措施，如撤离到安全地带、加固房屋结构等。企事业单位和相关部门也可以提前做好灾害应对准备工作，如加强安全设施检修、防灾设备的调试和检验等。这些举措的实施可以有效降低人员伤亡和财产损失。

地质灾害预警等级

1、红色等级预警：这意味着可能会发生严重的地质灾害，可能会给人们的生命和财产安全带来巨大威胁。在这种情况下，人们应该立即取紧急措施，迅速转移至安全地带，避免在灾害发生时受到伤害。

2、橙色等级预警：此时，可能发生一定程度的地质灾害，虽然威胁程度没有红色等级预警那么高，但人们仍然需要保持警惕，取必要的预防措施。比如，如地质灾害可能会引发山体滑坡或土壤液化等，居民可通过加固住房或者暂时迁出危险地区来减少风险。

3、**等级预警：在这种情况下，地质灾害可能性较低，但仍然需要人们保持警惕。这时候，居民可以加强房屋防护和加固工程，对可能出现的地质灾害进行防范。此外，监测地势和气象变化也是非常重要的，以及时应对可能的风险。

4、蓝色等级预警：在这种情况下，地质灾害气象风险相对较小，人们可以放心居住或从事相关活动。然而，尽管风险较低，但仍然需要保持警惕，并随时关注天气预报和相关风险等级，以便做出及时的调整和应对。

地质灾害气象预警预报理论与方法

我国近几十年来对沙尘暴的研究首先在地质学领域开展起来，主要从第四纪地质学的角度研究黄土与粉尘沉积。

20世纪50年代，沙尘天气开始纳入我国气象常规观测中必须监测的天气现象。当时用地面定点观测站网进行。

地面定点监测分为集中观测和长期观测。沙尘灾害发生时的集中观测主要包括：沙尘光学厚度测定、自动气象站气象要素记录、沙尘源地土壤状况分析、激光雷达沙尘垂直分层观测、沿气流方向沙尘通量观测、垂直方向沙尘通量观测、能见度观测（肉眼、能见度计）、多普勒声探测器、沙尘粒子理化特征样分析等。长期监测则包括：自动气象站气象要素观测、大气气溶胶光学厚度监测、天空辐射计辐射观测记录、沙尘通量估算、能见度观测、历史气候资料的整理分析、土壤观测研究、沙尘暴历史数据库建立等。集中观测可获得第一时间内的实测资料，长期观测可积累大量的环境背景数据，由于沙尘灾害的尺度范围很大，从局地性、区域性到大陆间都可能发生；而在我国西北地区，各种监测台站设置稀疏，尤其是沙尘暴的形成主要在人口异常稀少的沙漠地带，监测站点更少。使得常规地面观测资料对沙尘暴监测研究有很大的局限性。同时常规资料的时间分布，也难以捕捉和追踪那些由中尺度系统引起并造成严重灾害的强沙尘暴源地及其动态演变规律和强度变化。

20世纪70年代以来遥感技术得到快速发展，具有高空间分辨率、高时间分辨率和高光谱分辨率的新型遥感数据大量产生，使得利用遥感卫星进行沙尘灾害监测研究成为可能。遥感数据的多源性、动态性、现时性和准确性，不仅弥补了地面观测数据时空分辨率的不足，同时还可与地面观测数据进行精度上的相互验证，互为补充，深化沙尘灾害研究。

7.4.6.1 卫星遥感监测原理

利用卫星遥感监测沙尘暴的物理基础是观测对象的光谱特征的差异。

沙尘暴、云、积雪、沙地、植被、水域、裸地等的光谱特征是不相同的，而极轨气象卫星的光谱通道大体可分为两类：一类位于可见光波段，可接受来自目标物的反射率，用来测算下垫面的反射率；另一类位于红外窗区波段，可接受来自目标物的热辐射。由于沙尘暴顶部与地表和云层等观测对象在反照率与表层温度上均存在着差异，因而可以利用气象卫星监测沙尘暴。

在观测数据处理中，沙尘粒子的自身特征：粒径大小、形状及质地等，也是决定沙尘粒子的光辐射特性——发射和散射特征的重要因素。

7.4.6.2 卫星的选择

监测精度和监测频次是我们对沙尘暴进行监测选择卫星的重要依据。对我国西北地区这片特定的沙尘暴多发区而言，沙尘暴的时空尺度主要受天气系统制约。其时间尺度从几十分钟到几天，有时甚至可达十几天；空间尺度从n×10 m到n×100km，所以要求监测工具的时空分辨率较高，同时要求监测工具的监测能力要达到能够识别沙尘暴天气的水平。目前我国公开接收和业务使用的民用卫星有：美国的陆地卫星（Landsat）、美国的静止气象卫星（STOP卫星）、日本的静止气象卫星（GMS）、美国的极轨气象卫星（NO AA）以及我国自己研制的FY1C极轨气象卫星等。前两种卫星水平分辨率非常高，星下点为几十米，但对某一地区的观测周期分为16d和26d，且资料费较贵，不便用做沙尘暴的实时监测。GMS现定位在赤道上空东经127°处，每小时可对地观测一次，可用于沙尘暴信息的实时提取和监测。但星下点分辨率为红外通道上5 km，对西北地区来说，在图像的西北角，资料畸变非常严重。而极轨气象卫星NOAA、FY1C的水平分辨率和时间分辨率适中，且星载扫描辐射仪所设的5～10个波段对沙尘暴有一定的探测能力。费用较低，气象部门建立了相应的接收站，利用极轨气象卫星对沙尘暴天气进行业务监测具有较大的前景。但其6 h一次的时间分辨率，对于持续时间较短的沙尘暴过程可能会漏失监测的有效时机。

7.4.6.3 卫星观测的波谱特性

NOAA卫星是双星组成的极地轨道卫星，对地定向观测，平均轨道高度为850 km，星下点分辨率为1.1 km，扫描宽度约2800 km；星载探测器为改进的甚高分辨率扫描辐射仪（AVHRR）具有5个观测通道：其通道1（ch1）设置的通道波长为0.58～0.68 μm，属可见光波段；通道2（ch2）波长为0.73～1.1 μm，属近红外波段；通道3（ch3）波长为3.55～3.93 μm，属中红外波段；通道4（ch4）波长为10.3～11.3 μm，属热红外波段；通道5（ch5）波长为11.5～12.5 μm，属热红外波段。

我国发射的极轨卫星FY-1C的卫星，主要载荷为两台10通道的扫描辐射仪，其通道波长覆盖范围与NOAA卫星相当。

这些波段包含了丰富的大气和地表信息，为云、积雪、沙尘暴及各类地表的判识提供了可能。不同的探测表面其各通道的探测值有差别，根据各自的光谱特点，提取沙尘暴信息，建立监测模型。

7.4.6.4 信息提取

要识别沙尘暴，必须将云、积雪、沙地、植被、水域、裸地等信息判识出来，以光谱响应曲线为基础，用以下几个参量进行筛选区分，从而提取沙尘暴信息。

（1）植被指数

植被指数是遥感监测植被区和非植被区的重要依据，用归一化植被指数NDVI区分植被。植被的NDVI＞0，裸地、沙尘区、云水、积雪的NDVI≤0。

环境地球物理学概论

式中ρch1、ρch2分别为通道1、2的反射率值。

（2）水体的提取值T

通道2的反射率（ρch2）值，反应水陆界线明显，用ρch2＜T作为区分水域的方法，一般取T=5。

（3）提取云雪与沙尘、沙地的水汽指数（WI）

在远红外波段＞11 μm处有一水汽纯转动带，而AVHRR资料中，通道4（ch4）和通道5（ch5）的波段正好处在转动带之间，即ch4与ch5的差异能反映出含水量。大气中的云和地面积雪的含水量都远远大于沙地或沙尘暴区，沙地或沙尘暴的水汽指数小于零。因此，用水汽指数（WI）来判识晴空沙漠或沙尘暴，将它们与云和积雪区分开来。

环境地球物理学概论

式中：ρch4、ρch5w分别为通道4、5的辐射值。

（4）地与沙尘暴的区分

用通道1、2的反射率值，以及WI指数值相结合的方法，区分沙地与沙尘暴。在晴空无云的遥感资料中，沙尘暴的反射率大于沙地的反射率，另外WI指数，WI（沙尘暴）＜WI（沙地）。

7.4.6.5 资料解释

遥感监测资料解释的主要任务是：对沙尘灾害的空间分布范围、影响区进行识别、定位；对沙尘运移路径和运移规律的变化过程进行动态监测；沙尘信息的遥感定量提取；沙尘灾害产生的大气及下垫面等背景状况监测；沙尘灾害动态模拟等。

为进行卫星遥感数据分析必须获取地面实测数据。地面调查信息主要包括：①用光谱仪测量地表具有稳定反射值的地物光谱反射率，如沙化土地、沙漠；②湖面和海面的光谱反射值；③太阳光度计测量太阳光谱辐射；④袖珍热红外辐射计测量表面温度；⑤便携式红外辐射计测量天空温度；⑥近地面温度和湿度；⑦景观全景照片等。因此，进行沙尘灾害研究应重视地面实验遥感的研究。通过地面沙化土地光谱特征的测量，对沙尘灾害的遥感监测研究开始由定性和半定量研究向沙尘属性特征参数的定量提取发展。地基遥感不仅使卫星遥感理论和数据反演方法进一步深化、遥感图像处理技术更加完善，也极大地扩展了卫星资料的应用领域，在沙尘预报、沙尘监测及沙尘成因研究方面，发挥着重要的作用。

7.4.6.6 沙尘暴的预报

由中国气象局组织建立的国家级沙尘暴监测预警服务业务系统于2001年3月1日投入业务试运行，同日中央气象台把沙尘暴预报与强沙尘暴警报纳入日常天气预报业务范围。全国人民可以像了解天气预报一样，从电视、电台和网络等媒体中了解沙尘暴的状况，做到早预防，以尽可能减少灾害损失。

中国气象局从2002年2月开始启动国家沙尘暴监测预警服务系统首期工程，在新疆、甘肃、内蒙古、宁夏、陕西、北京等地各气象站布设仪器设备，组建一个自动化程度较高的沙尘暴天气综合监测网，增加对沙尘天气的特种观测项目和观测密度，在第一时间获得沙尘暴形成、移动、分布以及有关环境变化的数据，提高沙尘暴天气预报的准确性和时效性。

一、内容概述

本成果是地质灾害气象预警预报研究与服务工作开展9年来的系统分析与总结，提出了地质灾害区域预警隐式统计预报法、显式统计预报法和动力预报法等3种方法，系统开展了两代地质灾害区域气象预警技术方法（隐式统计预报法和显式统计预报法）研究与应用。在全国范围内，分区研究了不同地层、构造、气候等条件下地质灾害的发生规律，并建立了地质灾害预警模型，在区域地质灾害气象预警技术方法研究方面取得了显著性进展和创新性成果，开创了中国大陆地质灾害气象预警的先河，为省级地质灾害气象预警提供了技术指导和借鉴，得到了各级和社会公众的认可。

1.地质灾害区域预警原理

提出了地质灾害区域隐式统计预报、显式统计预报和动力预报等三分法，设计并开发完成了地质灾害隐式统计和显式统计预警两类系统。

（1）隐式统计预报法

隐式统计预报法把地质环境因素的作用隐含在降雨参数中，在某地区的预警判据中仅仅考虑临界降雨参数建立模型。隐式统计法可称为第一代预报方法，比较适用于地质环境模式比较单一的小区域。第一代国家级地质灾害预警系统用该方法设计实现，在2003～2007年应用。

（2）显式统计预报法

显式统计预报法是一种考虑地质环境变化与降雨参数等多因素叠加建立预警判据模型的方法，它是由地质灾害危险性区划与空间预测转化过来的，该方法可以充分反映预警地区地质环境要素的变化，并随着调查研究精度的提高相应地提高地质灾害的空间预警精度。显式统计法可称为第二代预报方法，比较适用于地质环境模式比较复杂的大区域。该方法基于地质环境空间分析，通过网格剖分计算单元的地质灾害“潜势度”、合并单元分析结果后区划实现的，克服了仅仅依据单一临界雨量指标的限制，在临界诱发因素的表达、预警指标的选定与量化分级等方面可进一步升级。第二代国家级地质灾害预警系统用该方法设计实现，并在2008年以后应用。

（3）动力预报法

动力预报法是一种考虑地质体在降雨过程中在地-气耦合作用下研究对象自身动力变化过程而建立预警判据方程的方法，实质上是一种解析方法。动力方法的预报结果是确定性的，可称为第三代预报方法，因需精密仪器检测，目前该方法只适用于单体试验区域或特别重要的局部区域。该方法主要依据降雨前、降雨中和降雨后降水入渗在斜坡体内的转化机制，具体描述整个过程中斜坡体内地下水动力作用变化与斜坡体稳定状态变化的对应关系。成果第一完成人在四川雅安创建了第一个试验区。

2.第一代国家级地质灾害预警系统

预警区划：根据中国地貌格局、地质环境特征及其与降雨诱发型崩滑流地质灾害关系的统计分析结果，以全国性分水岭、气候带、大地构造单元和区域地质环境条件，进行一级分区；以区域分水岭、历史滑坡泥石流分布密度、地形地貌特征、地层岩性、地质构造与新构造运动、年均降雨量分布等，进行二级分区。将全国划分为7个预警大区、74个预警区。

临界降雨判据：用统计分析方法，开展滑坡泥石流与降雨关系研究，制作滑坡泥石流与不同时段临界降雨量关系散点图，散点集中成带分布，其上界可用β线表示，下界可用α线表示。利用1日、2日、4日、7日、10日和15日等过程降雨量，建立地质灾害预警判据模式图，作为临界降雨判据。

预警专用符号：设计制作了地质灾害气象预警预报专用“符号”。从2005年开始，在中央电视台发布地质灾害气象预警信息时，同时配发崩塌、滑坡和泥石流动画，增强了地质灾害预警信息的视觉冲击力，也提高了地质灾害气象预报预警的社会影响力和全民防灾意识。

预警软件系统：2003～2006年，模型用第一代临界雨量判据法，基于C语言开发了预警预报软件。2007年，模型仍用第一代临界雨量判据法，基于ArcGIS开发了第二套预警预报软件。

3.第二代国家级地质灾害预警系统

预警模型建立过程：①地质灾害预警分区，将全国分为7个预警大区，分区建立预警模型；②地质灾害气象预警信息图层编制，充分考虑地质灾害发生的地质环境基础信息、地质灾害历史发生实况等，共编制预警信息图层30个，建立了比较全面的全国地质灾害气象预警预报信息系统，主体图层的精度从第一代的1∶600万提升到1∶100万；③地质灾害潜势度计算；④统计预警模型建立。

（1）显式统计预警模型方法

根据地质灾害区域预警预报理论，显式统计预警方法综合考虑了地质环境因素、降雨因素，即不同于临界降雨模板法，预警模型中既要考虑降雨因素的作用，还需要特别包含地质环境因素的指标。地质环境因素复杂多样，用一个综合指标来衡量，降雨因素选取两个指标进行衡量。

选取“地质灾害潜势度”（G）作为地质环境条件因素的综合指标；当日雨量（Rd）、前期雨量（Rp）作为降雨诱发因素的指标；以G、Rd、Rp 作为输入量，以历史地质灾害点的实际发生情况作为输出量，开展统计分析，建立显式统计的预警模型，通用函数如下：

T＝G＋Rd＋Rp

式中：T为预警指数，据此确定地质灾害气象预警等级；G为地质灾害潜势度，是地质环境条件的量化指标；Rd为日雨量，是地质灾害发生当日的雨量，预警分析时为预报雨量；Rp为前期累计雨量，是地质灾害发生前的累计雨量。

（2）预警专用符号

设计了第二代预警动画符号，在中央电视台（CCTV-1）发布预警产品时，同时配发预警符号动画和播音员播音的形式，第二代预警符号的逼真性和美观效果有显著提高。

（3）预警软件系统

第二代国家级地质灾害预警系统构架于微软Windows操作系统、Office系统和Map-GIS平台，具有方便的图层管理、预警计算、自动成区等功能，能够实现日常预警预报自动服务工作，集成了两代模型方法、地质环境背景、降雨数据等实时查询、便利的交互操作。

二、应用范围及应用实例

2003～2011年，第一代和第二代国家级地质灾害预报预警系统为全国地质灾害气象预报预警工作应用了9年，在中央电视台发布地质灾害预警信息639次，在中国地质环境信息网站发布1133次，在中央人民广播电台发布152次。国家级地质灾害气象预警工作还为2008年“5·12”汶川特大地震、2010年“4·14”玉树地震、2010年“8·8”舟曲特大山洪泥石流等灾害的抢险救灾工作提供了有针对性的预警预报服务。

地质灾害气象预警系统研发与服务9年来，明显提高了突发性地质灾害易发区广大民众的防灾减灾意识，尤其是通过与地质灾害“群测群防”的共同配合应用，对减轻地质灾害造成的经济损失，减少人员伤亡，提高民众防灾减灾意识，促进社会稳定，保护重要基础设施等发挥了重要作用，得到了社会各界比较广泛的认可。此项工作也得到了总理、副总理、副总理以及孙文盛部长、部长等领导的肯定和赞赏。

典型实例检验：

2007年8月19日，国家气象中心降雨预报结果显示：在浙江南部、福建全境、广东东北部有暴雨（50mm）；其中，浙江南部局部、福建大部、广东东北局部有大暴雨（100mm），福建东部沿海局部有特大暴雨（250mm）。在综合分析地质灾害“潜势度”、气象预报雨量、气象前期实况雨量后，用全国地质灾害预报预警软件Prediction，自动生成了预警结果。

根据地质灾害发生情况的反馈，本次预警时段全国共有较重大的地质灾害点105处，其中福建80处、浙江10处、云南5处、湖南10处。其中，90处灾害点在5级预警区范围内，3处灾害点落在4级预警区范围内，6处灾害点在3级预警区范围内，另有6处灾害点落在预警区范围之外。

三、推广转化方式

地质灾害气象预警预报理论与方法的相关研究成果，已有多篇研究论文在核心、EI等期刊发表，多次进行学术大会交流，专著《中国地质灾害区域预警方法与应用》已出版，且依据显式统计预警模型研发的第二代国家级地质灾害预警软件系统和发布系统取得了2项计算机软件著作权登记证书。

自2003年起至今，地质灾害气象预警预报理论与方法的相关研究成果，已成功应用于国土部和中国气象局联合开展的地质灾害气象预警预报工作中，在国土部和中国气象局合作示范的带动下，目前全国已有30个省、223个市、1035个县开展了地质灾害气象预警预报工作。自2003年6月至2010年，通过地质灾害气象预警预报、地质灾害调查和群测群防相结合等方式，全国各地共成功避让地质灾害5356起，避免人员伤亡29.18万人，避免财产损失37.7亿元。鉴于这8年取得的防灾减灾成效显著且得到社会认可，2010年10月14日，国土部和中国气象局签订了《关于深化地质灾害气象预警预报工作合作的框架协议》。

因此，随着地质灾害气象预警预报需求的不断提高，地质灾害气象预警预报理论与方法的相关研究成果，必将持续得到深入研究和应用，并在地质灾害防治事业中发挥更大作用。

技术依托单位：中国地质环境监测院（国土部地质灾害应急技术指导中心）

联系人：刘艳辉

通讯地址：北京市海淀区大慧寺20号

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