地市级气象风险指数服务需求分析

冯德花，张 文，严直慧，朱 纬

(云南省文山壮族苗族自治州气象局，云南文山 630000)

气象服务是气象工作的出发点和归宿点，目前气象部门在公众气象和决策气象服务方面效果较好，但专业气象服务对象不明确，产品单一和固定化成为制约公共气象服务的重要因素，单一的基础性的服务由于缺乏特色和针对性，已经很难满足个性化及群体差异化需求。2013年全国省级气象局公共气象服务调研结果表明，公共气象服务中的决策服务和公众服务能力比较好，专业气象服务是“短板”，提高公共气象服务水平要从提高专业气象服务着手。我国多个省份已经开始探索和研究气象风险指数与保险相结合的专业气象服务，2014年国务院发布了《国务院加快发展现在保险服务业的若干意见》将保险机制纳入国家的灾害事故防范救助体系，并且鼓励开发天气指数保险等新兴产品和服务，中国气象局在推进气象建设中也要求各地气象部门积极探索新方法新机制，提高气象服务能力和社会效益。上海和安徽等地已经率先与保险业开展合作，形成了“气象数据+保险理赔”的合作模式；安徽、浙江等地在水稻、小麦以及柑橘等方面开展了农业气象指数保险研究。截至 2014年，全国正在实施和预备实施的天气指数保险品种有9 种，为专业气象服务进一步拓宽新思路和空间。

目前国外气象服务的模式比较丰富和成熟，以美日模式、英澳模式以及新西兰的商业气象发展模式较为成熟。1997年天气指数保险在美国运行成功,主要保障因为气候变化导致的需求变动而引起的财务风险；在加拿大天气指数保险用于防止因为降雨量少而导致的奶制品产出量下降的风险；墨西哥主要是开发天气指数保险的衍生产品用于在二级市场上流通。天气指数保险因极大地分散了风险而得到推广运用，虽然处于尚未成熟的阶段，但其为气象服务拓宽了服务理念和思路，进一步提高了专业气象服务能力，也提高了气象服务的社会价值。

云南省目前在农业气象、交通气象、水利服务气象、环境气象和旅游气象等专业服务方面都有丰富的预报产品[1]，文山州在电力气象和烟草气象服务方面也有所突破，但产品多以天气预报为主导，针对行业更细化的市场服务产品并不多。笔者分析当地行业气象风险指数需求情况，综合参照国内外运用经验，从社会需求角度出发，综合行业效益，总结各行业最迫切需要的具体气象风险指数，为气象服务市场需求与专业气象产品之间搭建桥梁，为当地专业气象服务提供参考借鉴，进一步促进专业气象服务能力的提高。

1 气象风险指数服务现状及服务方式调查分析

随着气象服务的需求不断增加，需求呈现多样化、精细化的特点，不仅表现在对气象服务的需求量上，还表现在对气象服务能力的需求上。这就要求气象部门在做好公众服务和决策服务的同时提高专业服务能力，向社会各行各业提供针对不同专业领域所需要的专业气象服务。20 世纪 90 年代，国外已开始天气指数方面的研究，近年来国内学者在天气指数研发方面也进行了探索。

1.1基于单一服务对象的气象风险指数服务分析

1.1.1农业气象风险指数服务。我国是农业大国，而农业又是风险产业，主要的自然灾害中70%是农业气象灾害。广东省2013年公众调查分析结果表明，农村、农业年均气象服务支付意愿人数占68.8%，支付额25元/a以上，无论是人群需求量还是支付意愿均为受调查人员中的最高。进行农业生产的气象灾害风险评估，特别是定量化的风险管理服务很有必要。

目前针对单灾种的农业气象灾害风险评估研究较为常见且取得了不少成果，但针对多灾种的农业气象灾害风险评估研究成果甚少。近年来，国内很多学者对水稻、小麦、烟草、柑橘等作物的气象风险进行了研究，进一步将气象风险指数和保险相结合的创新模式拓宽专业气象服务渠道的服务方式。谈丰[2]对福建龙岩市烟叶种植中面临的霜冻和暴雨洪涝气象灾害，运用气象要素统计分析法、层次分析法进行指数设计，并利用地理信息系统进行风险评价和区划，结合当地实际策划指数保险产品在当地的推广方案。操筠[3]结合烟草生育期模型模拟不同移栽期的逐日生长过程，统计分析湖北恩施地区不同生育期所遭受的主要4种气象灾害(低温冷害、高温热害、连阴雨和暴雨)，并结合烟草产量气象灾害风险指数实现恩施烟区的气象灾害风险区划。吴利红等[4]利用台风、暴雨洪涝、干旱、秋季低温等造成的浙江晚稻产量平均减产率等，构建了农业气象灾害综合风险指数。娄伟平等[5]根据降水量、风力计算杭州市余杭区各自然村单季稻遭受暴雨灾害的减产率，结合区域产量和气象指数优点设计的气象理赔指数。杨太明等[6]研究了安徽省长丰县水稻高温热害保险天气指数。李亚春等[7]利用常规气象观测资料、农业气象观测资料和冬小麦产量资料，构建了小麦低温冻害指标。

1.1.2电力气象风险指数服务。自然灾害是影响电网系统安全稳定运行第二大因素，做好电网气象灾害风险的防范工作成为当今电力部门一项非常重要的工作。郭庆伟[8]对导致电网损害的雷电、干旱、低温、大风、暴雨等进行电网气象灾害风险的定量分析，通过相关活动的启动进行指标量化，建立了预报-预警-预控触发模式指标关系。张新军等[9]采用专家调查法对影响新疆地区风电行业的风速、低温、高温、降雪、闪电雷暴、沙尘天气等气象要素的气象服务效益进行量化评估，为今后风电气象服务的发展方向提供参考。洪国平等[10]研究表明，湖北省夏季电负荷重的气象敏感负荷与气温、相对湿度以及风等气象要素的气象敏感负荷条件指数相关，进一步建立了二者之间的多项式预测关系模型，用于湖北省夏季电力气象服务工作。

1.1.3森林火险气象风险指数服务。牛若芸等[11]研究表明，澳大利亚的森林火险指数(IFFD指数)在云南总体应用效果最好。杨海光等[12]应用玉溪市气象观测历史资料，通过主成分分析得出温度、空气湿度、日照、无降水日数是影响森林火灾的主要因子，并计算出玉溪地区森林火险气象指数。

1.1.4交通旅游气象风险指数服务。交通是对气象条件高敏感的行业，公路交通的安全运行与天气条件密切相关，雨雪天气、大风、大雾、道路结冰等各种不利天气情况及其引发的次生灾害是造成交通事故的重要因素之一。沈萍月等[13]通过对高速公路交通气象服务所需的常规地理信息和相关气象数据进行分析和整理，用插值算法将能见度、降水、温度、风速等气象要素进行了空间化处理，基于GIS对气象要素在高速路段上的投射技术进行研究，并对交通气象服务技术的应用进行了探讨，形成了交通气象指导预报产品，改善了交通气象服务的效果。

1.1.5地质灾害气象风险指数服务。王裕琴等[14]将降雨作为地质灾害的主要诱发因素，在分析了云南省地质环境条件、降雨与地质灾害的关系后建立地质灾害敏感性指数和降雨诱发指数，将全省划分为 11 个预警区，建立了特定地质环境条件下地质灾害气象风险预警模型，在此基础上，应用 GIS 空间分析技术开发研制了云南省地质灾害气象风险预警系统，并于 2014 年汛期投入业务正式运行。

1.2基于单一气象风险的气象风险指数服务分析基于气象因子的气象指数分类主要有台风、洪涝、低温冷害、高温热害、霜冻、连阴雨、暴雨等。王文芳[15]结合洪水灾害的成因及淹没特征，对我国洪水指数保险的指数进行了设计，以湖南省临澧县为实证对象，选取了降水量、气温和洪水最大流量3个主要致灾因子建立洪水指数保险的指数模型。尹宜舟等[16]以福建省连江县为试点，依据连江县台风灾害及台风活动特征，结合连江站相关气象数据及概率分布，建立了广义的台风灾害气象指数。

2 文山州气象风险指数服务需求分析

2.1气象服务存在的问题文山州单点性区域性暴雨、大风、冰雹、雷暴等强对流天气突出，冬季受昆明准静止锋影响，寒潮、低温冷害等天气明显。由于天气影响系统多，地形复杂，预报预测难度大，加剧气象服务难度。目前服务产品有中短期天气预报、气候预测、重要天气消息、专题天气报、天气快讯、农气旬月报、灾害性天气预报预警、联合国土局发布的地质灾害气象风险预报，以及向电力、烟草、通讯、水利、环保、消防等单位提供的各类预报预警产品。服务方式主要有电视、广播、网络、手机短信、报纸等。产品在寻求突破，方式在增加，但服务产品、服务方式、服务观念以及服务意识与其他地市气象部门相比还有不少差距。当前建立的自动雨量站和山洪站覆盖面有限，监测能力薄弱远远不能满足精细化预报和专业服务需求，数据的可靠性也成为影响专业气象服务的重要因素。服务产品大多以常规气象资料和天气预报预警为主，缺乏深加工，特别是缺乏一些定量化的、有针对性的服务。有些气象服务产品多年未变，科技含量不足，服务质量不高，服务深度和广度不够。气象服务与行业需求联系不够密切，部门联动机制不健全，服务的专业性不突出。近年来，文山州气象局与烟草、电力等部门都有合作，定期或不定期提供专业气象服务，但服务空间还有待进一步提升，如何创新服务产品贴合行业服务需求将是未来专业服务探索的方向。

2.2气象风险指数服务需求

2.2.1农业气象风险指数服务需求。气象灾害是文山州农业生产中的主要自然灾害，农业、农村、农民对气象服务需求最为强烈，面对未来的气候变化，农业风险也越来越大，农业气象灾害风险研究既是热点也是重点，农业气象灾害风险的预测和评价将向着综合化、定量化方向快速发展。

文山是三七的原产地，种植面积和产量均占全国的90%以上，气象条件对三七的产量和质量都有着重要影响。有研究表明，影响三七中有效成分的主要气象因子是1月降水量和年温差，年温差11 ℃左右是优质三七产出的适宜气温条件；日平均气温在21 ℃左右波动,但昼夜温差大的双重特点,有利于多糖的积累；全生育期无日最高气温≥ 33 ℃的高温危害,对形成优质高产三七十分有利[17-18]。三七生长时期的日照时数、日照百分率以及降雨量也是影响三七的重要气象条件。虽然对三七生长和品质有影响的气候条件有部分研究，但目前对影响其品质和生长的气象风险方面研究较少，三七作为文山的特色产业，开展三七种植过程中的气象风险定量化的气象指数专业服务将有利于文山三七种植业发展。

文山作为云南省重点发展的4个新烟区之一，大部分地区充足的日照、适宜的温度和降雨量以及无霜期长都是优质烟叶生长需要的气候条件。文山烟区烤烟气候适宜性研究表明[19]，文山州各植烟县市均为最适宜或适宜烤烟气候区，其中广南烤烟适宜性指数最高；大部地区大田后期日照典型偏少、气温偏低和多雨特点可能是该州烟叶以“清香型”风格为主的根本原因。文山州气象部门和烟草部门的合作多以提供气象产品为主，结合烤烟种植中影响烟叶品质的气象风险研究几乎是空白。烤烟气候适宜性或风险研究多以县级区域站气象资料为基础，其研究的精细化程度还有待提升，随着近年来监测站点覆盖面加大，为文山州气象局开展烤烟种植气候的精细化研究提供有利条件，进一步将影响烤烟产量和品质的气象风险进行指数化服务将大大提高文山州专业气象服务能力。

2.2.2电力气象风险指数服务需求。文山州地形复杂，气候垂直变化大，暴雨、雷电、大风、覆冰等给电网系统安全稳定运行带来危害的气象灾害时有发生，做好电网气象风险防范工作是电力部门的重要工作之一。气象预报预警是防范气象因素导致电网故障的重要措施，但缺乏迅速准确的气象灾害风险等级识别将会导致应急预警指导不足、应急措施不到位，影响电网安全运行。从气象服务角度来看，文山州目前还没有系统甄别影响电网安全运行的灾害性天气，搭建针对电网的专业服务平台，将重要天气预报信息与电网相关数据建模，建立电力气象风险预警指数，能够开拓气象部门在电力系统服务的新领域，提供可靠的气象数据，能够有效提高电网企业对气象灾害的应对能力，避免或者减少气象灾害造成的损失。目前文山州在雷电、暴雨和高海拔山区覆冰等天气对电力安全影响风险方面的需求最为强烈。

2.2.3其他气象风险指数风险服务需求。文山州的地质灾害主要以地质灾害发生前5 d的累积雨量为基础，将地质气象灾害风险分为5级，其缺乏考虑地质环境背景条件，存在一定量的漏报空报。云南省地质环境监测院综合考虑地质灾害敏感指数和降雨诱发指数建立的地质灾害气象风险预警指数[20]值得文山州借鉴参考，制作相关产品来提高气象服务水平。文山州森林火险风险运用的仍为早期指标，针对气候和火险发生趋势的变化做出相关的总结调整，建立更为可靠的森林火险气象指数将是未来服务的一项重要工作。面对各行各业更精细化的专业需求，文山州气象风险指数服务工作任重道远。

3 地市级气象风险指数服务需求的思考

提高气象要素综合观测能力和精细化预报水平是基础。无论是高原特色农业的发展还是基础电网安全的维护，都需要观测数据作为基础研究，加大布点密度，特别是加大建立农业气象观测点等一批专业气象观测点，保证观测数据质量，建立可靠安全的数据库为气象服务提供数据基础。不断提高精细化预报预警能力，针对行业需求提供丰富的指数服务产品，扩宽服务渠道，让不同行业享受到更高效专业的气象服务。

建立专业的技术队伍，寻求多方合作创新服务产品满足行业需求是关键。气象风险研究是一个系统的研究，不同服务对象或者不同地区的同一服务对象其需求都有可能不一样。气象风险指数的建立不仅需要专业的气象知识，同时也需要了解服务对象的特点，加强部门合作沟通，及时了解服务需求，开发运用性较强的气象风险指数服务产品是提高服务的关键。

气象风险指数服务效益评估是专业服务持续创新发展的推动力。气象服务需求随着社会发展在不断加大，建立有效的服务效益评估体系才能取长补短，通过评估来发现风险指数产品在服务中的不足，不断进行修订和完善，进而不断去优化和创新更具运用性的产品。

[1] 彭启洋.云南省气象服务体系建设研究[D].昆明:云南大学,2014.

[2] 谈丰.龙岩市烟叶气象灾害风险评价及其气象指数保险设计[D].南京:南京信息工程大学,2012.

[3] 操筠.恩施烟草与气象条件的关系及气象灾害风险评估[D].武汉:华中农业大学,2014.

[4] 吴利红,娄伟平,姚益平,等.水稻农业气象指数保险产品设计:以浙江省为例[J].中国农业科学,2010,43(23):4942-4950.

[5] 娄伟平,吴利红,姚益平.水稻暴雨灾害保险气象理赔指数设计[J].中国农业科学,2010,43(3):632-639.

[6] 杨太明,孙喜波,刘布春,等.安徽省水稻高温热害保险天气指数模型设计[J].中国农业气象,2015,36(2):220-226.

[7] 李亚春,吴洪颜,贺金芳,等.江苏省冬小麦冻害风险评价指标的构建[J].中国农学通报, 2015,31(20):195-201.

[8] 郭庆伟.基于地理模型的电网气象灾害预警模型研究[D].昆明:昆明理工大学,2015.

[9] 张新军,徐洁,王舒.新疆2011年风电行业气象服务效益评估分析[J].青海气象,2012(4): 63-67.

[10] 洪国平,胡宗海,闫敏慧,等.夏季湖北电网气象敏感负荷预测模型研究[J].气象科学,2013,33(4):424-429.

[11] 牛若芸,翟盘茂,佘万明.森林火险气象指数的应用研究[J].应用气象学报,2007,18(4): 479-489.

[12] 杨海光,李刚,解福燕.玉溪森林火灾气象风险影响因子分析[J].云南科技管理,2013,26(2):28-31.

[13] 沈萍月,李建,潘娅英,等.高速公路气象服务技术及应用[J].气象科技,2014,42(6):1159-1162.

[14] 王裕琴,杨迎冬,周翠琼,等.基于 GIS 空间分析技术的云南省地质灾害气象风险预警系统[J].中国地质灾害与防治学报,2015,26(2):134-137.

[15] 王文芳.我国洪水指数保险的指数设计研究[D].长沙:湖南大学,2012.

[16] 尹宜舟,MARCO GEMMER,苏布达,等.台风灾害气象指数保险相关技术方法初探[J].自然灾害学报,2012,21(3):28-35.

[17] 王艳芳,李戈,唐玲,等.三七在西双版纳引种适应性试验初报[J].中国农学通报, 2013,29(25):136-141.

[18] 金航,崔秀明,朱艳,等.气象条件对三七药材道地性的影响[J].西南农业学报,2005,18(6):825-828.

[19] 谭智勇,许龙,徐天养,等.文山烟区烤烟气候适宜性评价及其变化特征分析[J].中国烟草科学, 2015,36(1):78-83.

[20] 王裕琴,杨迎冬,周翠琼,等.基于 GIS 空间分析技术的云南省地质灾害气象风险预警系统[J].中国地质灾害与防治学报,2015,26(2):134-137.