今年夏季以来，我国多地遭遇了严重的自然灾害，特别是由山洪和泥石流引发的灾害。
❝5月1日，广东省某高速公路发生路面塌陷事故，导致48人不幸遇难；
6月17日，新疆某市遭遇山洪和泥石流袭击，4人失踪；
7月19日，陕西省某县的一座高速公路桥梁因山洪爆发而坍塌，造成12人死亡，31人失踪；
7月20日，四川省某县发生山洪和泥石流灾害，14人死亡，25人失踪。
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在自然灾害的面前，人类社会的脆弱性显而易见。极端天气事件频发，特别是暴雨引发的灾害，如洪水、山洪、城市内涝等，对经济和社会造成了巨大的损失。
面对这一严峻的挑战，防洪减灾工作显得尤为关键。尽管我国在防灾体系建设方面取得了显著的进步，但在实际操作中，「一个关键环节常常被忽视——那就是降雨预测」。
相关防汛减灾典型现状
长期以来，防灾减灾工作由不同的政府部门负责。自然资源部门负责地质灾害的监测和预警，水利部门负责山洪灾害的防治，城市管理部门负责城市内涝的治理，交通部门负责与道路交通相关的灾害防治。
许多信息化和设备供应商也推出了针对性的监测和预警解决方案。
以地质灾害监测预警为例，大多数公司的解决方案相似。在泥石流易发区域安装大量传感器，监测变形、应力应变、降雨等情况，一旦发现异常，立即向后台发出警报，由相关人员进行处理。
比较全的地灾监测预警方案的传感器
同样，水利部门在山洪监测预警方面，也在山洪沟的上游、中游和下游不同位置安装了大量监测设备，包括摄像机、雨量计、水位计、流量计、GNSS等。水利部门根据当地情况，制定了相应的阈值，一旦水位、雨量或流量变化达到阈值，就会发出警报。
比较完整的山洪监测预警建设内容
问题分析
观察这些道路滑坡、泥石流、山洪灾害，其主要诱因是连续降雨或突发强降雨。然而，目前典型的灾害防治建设项目大多是建设一套前端感知硬件，搭建一个数据展示平台，接入一些广播信息发布系统，基本上就结束了。
笔者参与了多个防灾减灾信息化建设项目，结合当前灾害多发的情况，深刻感受到这些建设项目中，重视监测而忽视预防，常常忽略了最关键的风险源——降水。
回顾这些灾害，我们常常发现，大部分是因为这些地方突发强降水，而管理部门未能及时知晓，因此无法及时采取预防措施。
你可能会问，降雨预报不是气象局的工作吗？但实际情况是，气象局发布的预报数据无论是精度还是时效性，都难以有效支持灾害防治，尤其是在乡镇、村组层面的防汛工作，仍然显得过于宏观和不够具体。
同时，行业主管部门通常也无法与气象部门有效协同，提供高效的支持。一个普遍的现象是，工作人员依靠往往依赖手机天气预报APP来进行防汛值班。
因此，有条件的地区也在探索引入商业公司，提供更精准的气象预报数据，这类数据被称为“短临降水预报”，可以在2小时内对目标区域进行毫米级的降雨预报，或者建设其他雨量预报设备。
不得不提的是，2023年水利部提出的“三道防线”建设要求。这主要是指建立雨水情监测预报体系，提高洪水预报的准确性和预警能力。具体来说，这三道防线包括：
❝「第一道防线：」 由气象卫星、测雨雷达和降雨预报模型组成，能够监测云中降雨，并预测产汇流及洪水演进。
「第二道防线：」 由雨量站和产汇流水文模型组成，进一步细化对降雨及其影响的监测。
「第三道防线：」 由水文站和洪水演进水动力学模型组成，用于实时监控和分析洪水情况。
❞
我们可以看到，水利部在第一道防线的建设中，充分考虑了如何进行前置预报工作，这一政策的实施也推动了一些建设方向的转变，例如测雨雷达厂商逐渐进入水利行业，而不仅仅是服务于气象行业或其他特殊业务。
回到山洪灾害防治，传统的方法是建设普通的摄像头、雨量计、水位流量计等，这实际上占据了大部分资金。首先，覆盖监测设备需要大量的投资，其次，单纯的监测如雨量、流量超限预警，限制了采取预防措施的能力，无法有效避免灾害。更不用说，大量的监测设备还需要持续的运维投入，有些地方由于缺乏后续运维，已建的监测设备已经废弃。
因此，笔者一直认为，无论是哪个部门，只要涉及到防洪度汛工作，与其大量布设普通的水雨情监测设备、位移监测设备，组织各种汛期值守、检查，不如将一部分费用投入到降雨预报上。在总体投资可控的情况下，更能发挥其作用，用较少的投资实现更大的效果。
例如，如果能提前数小时准确判断：“某个山洪沟今夜可能会有连续强降水，降水量是多少”，那么是否可以提前采取措施，而不是等到实际降雨突破阈值才进行转移。
水利部目前正在积极向预报基础设施建设倾斜，但实际上，水利部门仅负责部分防汛业务。
更多的内涝、滑坡、泥石流、道路损毁等灾害则由其他行业主管部门管理，需要整个行业的共同努力。建议行业主管部门及时转变思想，针对如何在灾前准确预报降雨，多进行政策和资金支持。
几种降雨预报手段
下面介绍几种在防汛减灾建设中可引入的降水预报技术手段。
短临降水预报
是指对未来0-6小时内某一地区的降水强度进行预报。目前，短临降水预报的主要方法是基于雷达回波数据的雷达回波外推技术，通过多尺度卷积核对网络浅层信息进行特征提取。中国气象局以及许多商业气象公司都能提供此数据服务。
水利测雨雷达
主要用于近地面（2km以下）大气中的液态水测量，能够实现无盲区、精细化格点扫描和测量。例如，北京布设的水利测雨雷达，可以提前3小时准确预测降雨量，并进行提前预警。湖南湘江流域和河北雄安新区等地也试点应用了相控阵型水利测雨雷达，实现了超高时空分辨率的短临暴雨监视预警。测雨雷达覆盖60km半径，可以通过组网实现更大范围的覆盖。
国内目前有几个雷达厂商在生产，但价格较高，一台测雨雷达的价格至少在百万元以上，目前的投资难以支持全国的批量部署。
GNSS测雨
是的，你没看错，就是常见的测量位移的GNSS设备，这种设备也可以进行较为准确的降雨预报。此技术历史悠久，但近两年才开始产品化。利用GNSS站点可以反演间接分析得到PWV（水汽含量），利用多气象要素，可以分析降雨过程中的时空变化特征及相互联系。可以覆盖约10km半径范围，产品价格不高，非常适合批量部署。
卫星遥感降水估计
利用气象卫星搭载的传感器，监测大气中的水汽、云层和降水过程。通过遥感数据的处理和分析，可以提供大范围的降水预报信息，尤其在地面观测稀缺的区域具有重要作用。美国GPM卫星配备双频降水雷达和多波段微波成像仪，能详细到半径5公里的区域，几乎覆盖整个地球表面。利用GPM观测数据，结合降尺度、AI分析手段，也可以有效完成目标区域的降雨预报，预见期可达7天。
借鉴水利部三道防线的目标，“测得到、测得准、抓得住、报得出”，无论是内涝还是山洪，无论是地质灾害还是其他灾害，提前准备，才能更好地做好防灾减灾工作，保障人民的生命和财产安全。
本文仅就降雨预报这一环节发表看法，实际上整个防汛减灾工作仍然是一项复杂的工程，需要引入新技术、资金支持以及长期的实践和优化。
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