河南省主要氣象災害預警信號時空分布特征

徐 鵬

（河南省氣象服務中心，河南 鄭州 450003）

引言

氣象災害預警信號是氣象防災減災工作的關鍵環節，也是防御和減輕災害損失的重要基礎[1]。河南屬北亞熱帶向暖溫帶過渡的大陸性季風氣候，集平原、丘陵、山地、盆地四大類地理類型，多樣的地理類型，造就了多樣的自然環境，但同時帶來的還有多樣的自然災害，其中氣象災害占據90%以上，氣象災害類型多、頻率高、范圍廣，是全國氣象災害嚴重的省份之一[2]。河南省各級氣象臺站于2015 年5 月起通過國家突發事件預警信息發布系統對外發布氣象災害預警信號，截止2021 年底共發布各類氣象災害預警信息13萬余條。全面、客觀、定量地對各類氣象災害預警信號進行統計分析，可以發現和改進氣象災害預警信息發布工作中的存在的問題與不足[3]，提升預警信息發布能力，持續增強氣象預警在防災減災中的先導作用，發揮氣象防災減災“第一道防線”作用。

李海鷹等從發布預警的時機、及時性、效果3 方面分析預警信號發布的若干重要問題[4]。盧建壯等、鄭宏翔等從預警發布合法化和規范化、技術支撐、傳播渠道等進行多方位的論述，提出一些相關的對策[5-6]。黃歸蘭等、陳建文等、張碩等分別對廣西、寧夏、遼寧等地的氣象災害預警信號的分布特征進行了分析研究，河南作為我國第一農業大省，人口大省，地理區位特殊，對全省預警信號時空分布特征進行系統的研究分析，將為河南氣象防災減災政策制定和能力提升提供重要參考和理論依據。

1 研究區概況與預警信號資料

河南省位于北緯31°23'～36°22'，東經110°21'～116°39' 之間，面積16.7×104km2，地處北亞熱帶向暖溫帶過渡區，地形呈西高東低之勢[7]，北、西、南三面環山；地跨黃河、淮河、長江、海河四大流域，集平原、丘陵、山地、盆地四大類地理類型，是全國氣象災害嚴重的省份之一，屬氣象災害多發區。

河南省氣象災害預警信號分為暴雨、暴雪、干旱、雷電、冰雹、大霧、大風、沙塵暴、低溫、高溫、霜凍、寒潮、道路結冰、干熱風和霾等15 類，級別依據氣象災害可能造成的危害程度、緊急程度和發展態勢劃分為四級：Ⅳ級(一般)、Ⅲ級(較重)、Ⅱ級(嚴重)、Ⅰ級(特別嚴重)，依次用藍色、黃色、橙色和紅色表示[9]。

本研究選取2017-2021 年河南全省發布的預警信號進行統計分析。預警信號按照屬地化原則進行統計分析，經篩選后，2017-2021 年河南省范圍內共120個氣象臺站共計9.7 萬余條，同時，根據河南氣候特點及預警信號發布規范的調整，對雷雨大風、霜凍、干熱風、干旱等四類預警信號不再統計，僅統計分析剩余11 類常用預警信號。通過分類數理統計、地理信息系統分析等方法對河南近5 年11 類氣象災害預警信號的總體發布情況、不同時間尺度、空間分布特征等多方面進行統計分析，并結合本省實際，為河南預警信息發布能力提升提供具有針對性的建議和措施，為相關政策制定及發布策略調整提供參考。

2 預警信號時空分布特征及分析

2.1 預警信號總體發布情況

表1 可以看到，2017-2021 年河南省11 類常用預警信號共計發布9.20 萬余條，年均發布量1.84 萬條，其中大風、雷電、大霧、高溫、暴雨5 種預警類型發布量局前五位，共發布7.79 萬條，占比達84.78%。同時可以看出不同預警類型較年平均值的異常變化，比如2018 年暴雪發布量為506 條，超年平均值1 倍以上，道路結冰和低溫預警發布量也分布超年均值1 倍和2倍以上。這是由于2018 年初，受北下強冷空氣和西南暖濕氣流共同影響，河南出現了兩次大范圍的降雪過程所致[10]，降雪量、氣溫等要素均連續多天達到預警發布標準。

表1 2017-2021 年河南主要氣象災害預警信號發布條數

2021 年5-7 月，天氣氣候形勢復雜多變，強對流天氣多發，河南多地遭受風雹暴雨，尤其是7 月中旬，受低渦緩慢移動影響，出現了歷史罕見的極端強降雨天氣，持續過程達6 天，多項指標均超歷史極值，暴雨、冰雹、大風預警發布量也均超年均值約1 倍。

2.2 河南省氣象災害預警信號空間分布情況

2.2.1 如圖1 所示，2017-2021 年河南省氣象災害預警信號總體分布不均，呈現北、西、南、東四端多、中部少的特點。具體到縣級區域，5 年內預警信號超1 000條的有12 個，其中河南北部山區的林州市（縣級市）發布量最多，為1 214 條，其余依次為鶴壁市轄區、安陽市轄區、浚縣、淇縣、項城市（縣級市）、商城縣、息縣、淮陽縣、南陽市轄區、盧氏縣、信陽市轄區，此12地主要位于河南北部太行山、西部伏牛山以及南部大別山區。

圖1 2017-2021 年預警信號發布總數空間分布

2.2.2 2017-2021 年河南暴雨預警信號發布總數為8 858 條，如圖2 所示，總體上看暴雨預警信號自北向南逐漸增多，發布量最大的是固始，發布條數為188 條，其后發布量超100 條的依次為信陽市轄區、商城縣、羅山縣、光山縣、潢川縣、新縣南陽市轄區、西峽縣、南召縣、淮濱縣、息縣、輝縣等13 地，其中淮河以南地區占9 個，河南西南部地區占3 個。特別是2021 年河南鄭州“7.20”特大暴雨事件，豫北地區的鶴壁、新鄉、安陽以及鄭州，遭受了歷史罕見特大暴雨，對北方城市在應對極端天氣事件上留下了非常深刻的經驗教訓，圖2 中也可看出此4 地的暴雨預警信號與總體趨勢上的差異。

圖2 2017-2021 年暴雨預警信號空間分布

2.2.3 2017-2021 年河南大風預警信號發布總數為23 687 條，如圖3 所示，主要集中在河南的西北部，三門峽、安陽、鶴壁、新鄉以及洛陽、平頂山等6 個地市的發布量較多，其中平頂山市的寶豐縣發布量最多，為328 條，其次為伊川縣、淇縣、平頂山市轄區等10地，發布量均超300 條。發布量最少的為南陽市的內鄉縣，僅有16 條。大風天氣四季均有發生，因此其發布總量是所有類型中最多的。2.2.4 2017-2021 年河南大霧預警信號發布總數為16 048 條，如圖4 所示，主要集中分布在河南北部的安陽、鶴壁、濮陽以及東部的商丘、周口等地，其余大霧多發分布較分散，主要是海拔較高的西部山區。5 年內商丘市轄區大霧預警信號發布351 條位列首位，其次為項城市（縣級市）、息縣、淮陽縣等。發布量最少的是南陽市的西峽縣，發布總量僅為10 條。大霧預警目前以實況監測預警為主，其出現時間、持續時長和嚴重程度的預報難度很大，尤其是對交通影響較大的團霧，目前世界各國仍沒有準確預報的成熟技術。

圖3 2017-2021 年大風預警信號空間分布

圖4 2017-2021 年大霧預警信號空間分布

2.3 不同季節下氣象災害預警信號發布特點

河南地處南北氣候過渡帶，屬北亞熱帶向暖溫帶過渡的大陸性季風氣候，四季分明，春季干旱大風頻，夏季炎熱雨水多，秋季晴和日照足，冬季寒冷雨雪少。氣象上通常以陽歷3、4、5 月為春季，6、7、8 月為夏季，9、10、11 月為秋季，1、2、12 月為冬季。2017-2021 年不同季節下的預警信號類型各有特點，春季發布的預警信號類型共10 類，累計17 906 次，以大風、雷電、大霧為主，其中大風類預警信號最多，占比達50.64%；夏季發布的預警信號類型共6 類，累計37 130 次，以雷電、高溫、暴雨為主，三種類型合計占比達84.06%；秋季發布的預警信號類型共11 類，累計12 595 次，以大風、大霧為主，兩種類型占比達73.95%；冬季發布的預警信號類型共9 類，累計24 326 次，以大霧、大風、道路結冰為主，三種類型合計占比達74.70%。總體上看，不同季節下的預警信號類型與季節特點基本一致，且主要類型均為2～3 類。秋季預警信號類型最多，但發布條數最少，夏季預警信號類型最少，但發布條數最多。

3 結論與建議

河南省氣象災害預警信號總體分布不均，北、西、南山區預警較多，其引發次生災害的可能性也較大。具有豐富生態旅游氣候資源的太行山、伏牛山、大別山區是河南實施鄉村振興、踐行生態文明建設的重點區域，因此在開發利用的同時，要建立完善的氣象預報預警播發機制，結合多發氣象災害預警制定具有針對性的防災減災措施。

河南預警信號年均發布量總體平穩，但在全球氣候變暖、極端氣象災害頻發的背景下，要進一步完善以預警信號為先導的防災減災應急聯動機制，以應對鄭州“7.20”特大暴雨為代表的極端事件。

加強對預警信號標準規范、發布技術以及傳播渠道的研究，尤其是發布條數較多、預警級別較低的類型，開展評估分析，減少對公眾影響較小的預警信號的發布，建立預警信號評價指標，持續提升預警信號發布質量。

融合氣象、地理、環境等多要素進行風險預警，研發氣象災害風險預警信號，完善風險預警信號類型，更直接有效的指導公眾、行業、政府開展防災減災救災活動，提升防災減災救災效果。