河南省主要气象灾害预警信号时空分布特征

徐 鹏

（河南省气象服务中心，河南 郑州 450003）

引言

气象灾害预警信号是气象防灾减灾工作的关键环节，也是防御和减轻灾害损失的重要基础[1]。河南属北亚热带向暖温带过渡的大陆性季风气候，集平原、丘陵、山地、盆地四大类地理类型，多样的地理类型，造就了多样的自然环境，但同时带来的还有多样的自然灾害，其中气象灾害占据90%以上，气象灾害类型多、频率高、范围广，是全国气象灾害严重的省份之一[2]。河南省各级气象台站于2015 年5 月起通过国家突发事件预警信息发布系统对外发布气象灾害预警信号，截止2021 年底共发布各类气象灾害预警信息13万余条。全面、客观、定量地对各类气象灾害预警信号进行统计分析，可以发现和改进气象灾害预警信息发布工作中的存在的问题与不足[3]，提升预警信息发布能力，持续增强气象预警在防灾减灾中的先导作用，发挥气象防灾减灾“第一道防线”作用。

李海鹰等从发布预警的时机、及时性、效果3 方面分析预警信号发布的若干重要问题[4]。卢建壮等、郑宏翔等从预警发布合法化和规范化、技术支撑、传播渠道等进行多方位的论述，提出一些相关的对策[5-6]。黄归兰等、陈建文等、张硕等分别对广西、宁夏、辽宁等地的气象灾害预警信号的分布特征进行了分析研究，河南作为我国第一农业大省，人口大省，地理区位特殊，对全省预警信号时空分布特征进行系统的研究分析，将为河南气象防灾减灾政策制定和能力提升提供重要参考和理论依据。

1 研究区概况与预警信号资料

河南省位于北纬31°23'～36°22'，东经110°21'～116°39' 之间，面积16.7×104km2，地处北亚热带向暖温带过渡区，地形呈西高东低之势[7]，北、西、南三面环山；地跨黄河、淮河、长江、海河四大流域，集平原、丘陵、山地、盆地四大类地理类型，是全国气象灾害严重的省份之一，属气象灾害多发区。

河南省气象灾害预警信号分为暴雨、暴雪、干旱、雷电、冰雹、大雾、大风、沙尘暴、低温、高温、霜冻、寒潮、道路结冰、干热风和霾等15 类，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、黄色、橙色和红色表示[9]。

本研究选取2017-2021 年河南全省发布的预警信号进行统计分析。预警信号按照属地化原则进行统计分析，经筛选后，2017-2021 年河南省范围内共120个气象台站共计9.7 万余条，同时，根据河南气候特点及预警信号发布规范的调整，对雷雨大风、霜冻、干热风、干旱等四类预警信号不再统计，仅统计分析剩余11 类常用预警信号。通过分类数理统计、地理信息系统分析等方法对河南近5 年11 类气象灾害预警信号的总体发布情况、不同时间尺度、空间分布特征等多方面进行统计分析，并结合本省实际，为河南预警信息发布能力提升提供具有针对性的建议和措施，为相关政策制定及发布策略调整提供参考。

2 预警信号时空分布特征及分析

2.1 预警信号总体发布情况

表1 可以看到，2017-2021 年河南省11 类常用预警信号共计发布9.20 万余条，年均发布量1.84 万条，其中大风、雷电、大雾、高温、暴雨5 种预警类型发布量局前五位，共发布7.79 万条，占比达84.78%。同时可以看出不同预警类型较年平均值的异常变化，比如2018 年暴雪发布量为506 条，超年平均值1 倍以上，道路结冰和低温预警发布量也分布超年均值1 倍和2倍以上。这是由于2018 年初，受北下强冷空气和西南暖湿气流共同影响，河南出现了两次大范围的降雪过程所致[10]，降雪量、气温等要素均连续多天达到预警发布标准。

表1 2017-2021 年河南主要气象灾害预警信号发布条数

2021 年5-7 月，天气气候形势复杂多变，强对流天气多发，河南多地遭受风雹暴雨，尤其是7 月中旬，受低涡缓慢移动影响，出现了历史罕见的极端强降雨天气，持续过程达6 天，多项指标均超历史极值，暴雨、冰雹、大风预警发布量也均超年均值约1 倍。

2.2 河南省气象灾害预警信号空间分布情况

2.2.1 如图1 所示，2017-2021 年河南省气象灾害预警信号总体分布不均，呈现北、西、南、东四端多、中部少的特点。具体到县级区域，5 年内预警信号超1 000条的有12 个，其中河南北部山区的林州市（县级市）发布量最多，为1 214 条，其余依次为鹤壁市辖区、安阳市辖区、浚县、淇县、项城市（县级市）、商城县、息县、淮阳县、南阳市辖区、卢氏县、信阳市辖区，此12地主要位于河南北部太行山、西部伏牛山以及南部大别山区。

图1 2017-2021 年预警信号发布总数空间分布

2.2.2 2017-2021 年河南暴雨预警信号发布总数为8 858 条，如图2 所示，总体上看暴雨预警信号自北向南逐渐增多，发布量最大的是固始，发布条数为188 条，其后发布量超100 条的依次为信阳市辖区、商城县、罗山县、光山县、潢川县、新县南阳市辖区、西峡县、南召县、淮滨县、息县、辉县等13 地，其中淮河以南地区占9 个，河南西南部地区占3 个。特别是2021 年河南郑州“7.20”特大暴雨事件，豫北地区的鹤壁、新乡、安阳以及郑州，遭受了历史罕见特大暴雨，对北方城市在应对极端天气事件上留下了非常深刻的经验教训，图2 中也可看出此4 地的暴雨预警信号与总体趋势上的差异。

图2 2017-2021 年暴雨预警信号空间分布

2.2.3 2017-2021 年河南大风预警信号发布总数为23 687 条，如图3 所示，主要集中在河南的西北部，三门峡、安阳、鹤壁、新乡以及洛阳、平顶山等6 个地市的发布量较多，其中平顶山市的宝丰县发布量最多，为328 条，其次为伊川县、淇县、平顶山市辖区等10地，发布量均超300 条。发布量最少的为南阳市的内乡县，仅有16 条。大风天气四季均有发生，因此其发布总量是所有类型中最多的。2.2.4 2017-2021 年河南大雾预警信号发布总数为16 048 条，如图4 所示，主要集中分布在河南北部的安阳、鹤壁、濮阳以及东部的商丘、周口等地，其余大雾多发分布较分散，主要是海拔较高的西部山区。5 年内商丘市辖区大雾预警信号发布351 条位列首位，其次为项城市（县级市）、息县、淮阳县等。发布量最少的是南阳市的西峡县，发布总量仅为10 条。大雾预警目前以实况监测预警为主，其出现时间、持续时长和严重程度的预报难度很大，尤其是对交通影响较大的团雾，目前世界各国仍没有准确预报的成熟技术。

图3 2017-2021 年大风预警信号空间分布

图4 2017-2021 年大雾预警信号空间分布

2.3 不同季节下气象灾害预警信号发布特点

河南地处南北气候过渡带，属北亚热带向暖温带过渡的大陆性季风气候，四季分明，春季干旱大风频，夏季炎热雨水多，秋季晴和日照足，冬季寒冷雨雪少。气象上通常以阳历3、4、5 月为春季，6、7、8 月为夏季，9、10、11 月为秋季，1、2、12 月为冬季。2017-2021 年不同季节下的预警信号类型各有特点，春季发布的预警信号类型共10 类，累计17 906 次，以大风、雷电、大雾为主，其中大风类预警信号最多，占比达50.64%；夏季发布的预警信号类型共6 类，累计37 130 次，以雷电、高温、暴雨为主，三种类型合计占比达84.06%；秋季发布的预警信号类型共11 类，累计12 595 次，以大风、大雾为主，两种类型占比达73.95%；冬季发布的预警信号类型共9 类，累计24 326 次，以大雾、大风、道路结冰为主，三种类型合计占比达74.70%。总体上看，不同季节下的预警信号类型与季节特点基本一致，且主要类型均为2～3 类。秋季预警信号类型最多，但发布条数最少，夏季预警信号类型最少，但发布条数最多。

3 结论与建议

河南省气象灾害预警信号总体分布不均，北、西、南山区预警较多，其引发次生灾害的可能性也较大。具有丰富生态旅游气候资源的太行山、伏牛山、大别山区是河南实施乡村振兴、践行生态文明建设的重点区域，因此在开发利用的同时，要建立完善的气象预报预警播发机制，结合多发气象灾害预警制定具有针对性的防灾减灾措施。

河南预警信号年均发布量总体平稳，但在全球气候变暖、极端气象灾害频发的背景下，要进一步完善以预警信号为先导的防灾减灾应急联动机制，以应对郑州“7.20”特大暴雨为代表的极端事件。

加强对预警信号标准规范、发布技术以及传播渠道的研究，尤其是发布条数较多、预警级别较低的类型，开展评估分析，减少对公众影响较小的预警信号的发布，建立预警信号评价指标，持续提升预警信号发布质量。

融合气象、地理、环境等多要素进行风险预警，研发气象灾害风险预警信号，完善风险预警信号类型，更直接有效的指导公众、行业、政府开展防灾减灾救灾活动，提升防灾减灾救灾效果。