河北省氣象災害預警信號分布特征研究

楊榮芳 王紅俠 王賀

（河北省氣象服務(wù)中心，石家莊 050021）

0 引言

河北省是氣象災害種類最多的省份之一，自2012年河北省突發(fā)公共事件預警信息綜合發(fā)布系統(tǒng)依托省內(nèi)氣象業(yè)務(wù)系統(tǒng)和氣象預報信息發(fā)布系統(tǒng)建設(shè)以來，實現(xiàn)覆蓋省、市、縣三級的預警信息發(fā)布，共計發(fā)布9萬多條突發(fā)事件預警信號，涵蓋氣象、山洪和地質(zhì)災害等領(lǐng)域，進一步提高防災減災能力。

突發(fā)氣象災害預警信號是為有效防御和減輕突發(fā)氣象災害而向社會公眾發(fā)布的警報信息圖標，國內(nèi)相關(guān)學者對預警信號的發(fā)布和特征作了相關(guān)的研究和分析。黃歸蘭等[1]對廣西發(fā)布的預警信號分析得出各類預警信號發(fā)布的時空分布特征、發(fā)布頻次及發(fā)布準確率，張碩等[2]對遼寧省氣象災害預警信號的分布特征、發(fā)布頻次進行了統(tǒng)計分析。本文利用2015—2018年河北省連續(xù)突發(fā)預警信息有效發(fā)布數(shù)據(jù)，對該地區(qū)預警信號的特征以及時空分布進行了系統(tǒng)的分析，旨在為突發(fā)事件多發(fā)區(qū)提供科學依據(jù)，并加深對該地區(qū)各種自然災害的了解和認識, 對有效發(fā)揮預警信息作用具有重要意義。

1 資料與方法

選取2015—2018年河北省13個地市及所轄縣級氣象局以及行業(yè)對應部門發(fā)布的預警信號發(fā)布數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計，因河北省突發(fā)預警信息發(fā)布系統(tǒng)2015年正式業(yè)務(wù)化運行，并對發(fā)布數(shù)據(jù)進行整理入庫。2015—2018年河北省氣象災害預警信號共計發(fā)布9.3萬條，其中紅色預警0.2萬條，紅色級別預警信號種類主要為暴雨、暴雪、大霧、高溫、雷電、大風、大霧、霾，寒潮、沙塵暴、干旱、臺風和霜凍未出現(xiàn)過紅色預警事件；橙色1.6萬條， 黃色5.4萬條，藍色2.1萬條，其中，橙色、黃色和藍色級別預警事件中，13種預警信號類別都有不同頻次的發(fā)生。

目前河北省突發(fā)氣象災害預警信號包含暴雨、暴雪、大風、寒潮、大霧、高溫、沙塵暴、臺風、霜凍、干旱、雷電、冰雹、霾13種。氣象災害預警信號依據(jù)氣象災害可能造成的危害程度、緊急程度和發(fā)展態(tài)勢一般劃分為四級，分別為藍色、黃色、橙色和紅色四個等級（Ⅳ、Ⅲ、Ⅱ、Ⅰ級），分別代表一般、較重、嚴重和特別嚴重。氣象部門根據(jù)不同種類災害性天氣的特征、預警能力對所影響區(qū)域發(fā)布相應級別的預警信號。

為統(tǒng)計分析河北省內(nèi)突發(fā)事件預警信號的分布特征，本文采用比率分析法和統(tǒng)計比較法對該地區(qū)災害預警信號的時空變化特征進行分析，并通過與氣候態(tài)下預警類型的空間分布進行了對比檢驗。

2 結(jié)果

2.1 氣象預警信號級別空間分布特征

河北省是自然災害種類較多的省份，每年均有不同程度的自然災害發(fā)生。在統(tǒng)計的河北省預警信息發(fā)布級別占比圖（圖1）中可以看出，影響最大的紅色預警級別信號占所有發(fā)布總條數(shù)的比重3%，易發(fā)生紅色災害預警信號的類型主要有：暴雪、暴雨、冰雹、大霧、大風、高溫、雷電天氣。由圖2a可以發(fā)現(xiàn)，紅色預警信息主要發(fā)布地區(qū)為石家莊、邢臺、邯鄲、滄州和衡水，集中在中南部地區(qū)，由中南部向北部逐漸減少；暴雨紅色預警發(fā)布頻率較高的在河北省中南部以及唐山、承德地區(qū)，發(fā)布時間主要在7—8月；大霧紅色預警主要發(fā)生在滄州和衡水地區(qū)一帶的11月至次年的2月，高溫紅色預警主要在滄州、衡水地區(qū)的6—7月。由數(shù)據(jù)統(tǒng)計結(jié)果可以看出，滄州沿海和衡水容易出現(xiàn)特別嚴重的天氣過程。滄州地處河北省東南部沿海地區(qū)，易受副熱帶高壓外圍暖濕氣流及臺風外圍環(huán)流影響，臺風常帶來狂風暴雨，容易出現(xiàn)特大暴雨和大風天氣，破壞力極大，所以滄州沿海地區(qū)發(fā)生紅色預警的頻次較高。另外，滄州、衡水地區(qū)受地形輻合影響極易出現(xiàn)強濃霧天氣。

圖1 河北氣象預警信息發(fā)布級別占比圖Fig. 1 Proportion of weather warning information release level in Hebei

橙色占17%，易發(fā)生紅色災害預警信號的類型主要有：暴雨、大霧、大風、冰雹、雷電和高溫天氣?？臻g分布（圖2b）和紅色趨勢一致，中南部發(fā)布頻次較高；大霧橙色預警在滄州地區(qū)、衡水地區(qū)、承德地區(qū)全年時段都有發(fā)生，全省范圍的大霧過程主要集中發(fā)生在1—2月，頻發(fā)時段為10月至次年4月。暴雨、冰雹、雷電橙色預警主要發(fā)生在滄州地區(qū)、衡水地區(qū)、承德地區(qū)，頻發(fā)時段為4—8月。

黃色占比最大57%，由圖2c可以看出，黃色災害預警信號頻次高發(fā)區(qū)在河北省中南部和承德地區(qū)發(fā)布次數(shù)最多。雷電黃色預警信號主要集中發(fā)生在4—8月，暴雨黃色預警信號主要集中發(fā)生在7—8月，大霧4—12月均有發(fā)生，冰雹黃色預警主要發(fā)生7—9月，分布在石家莊地區(qū)、滄州、張北和秦皇島，大風黃色預警信號全年均有發(fā)生， 2015年石家莊、邯鄲、邢臺、保定使用過暴雪黃色預警信號，其他年份都在承德地區(qū)使用過。

藍色預警信息發(fā)布條數(shù)占23%，承德和張家口西北部發(fā)布藍色預警信號次數(shù)最高（圖2d）。在2015—2018年統(tǒng)計數(shù)據(jù)中，黃色和藍色預警信號發(fā)布的頻次較高,預警信號頻次高發(fā)區(qū)也是各種氣象災害的重災區(qū)[3]。

2.2 氣象預警信號發(fā)布數(shù)量分布特征

2015—2018年發(fā)布的氣象預警信號發(fā)布數(shù)量分布如圖3所示，發(fā)布災害預警信號頻次最高的主要為石家莊、承德、邢臺和保定地區(qū)。災害預警發(fā)布數(shù)量整體分布為南多北少，2015—2018年南部地區(qū)發(fā)布數(shù)量基本在1萬條以上，滄州、邯鄲和張家口都在8000條左右，衡水和廊坊頻次為6000條，全省范圍和秦皇島分布頻次較低，在3000條左右。

2.3 氣象預警信號發(fā)布類型時空特征

圖2 預警信號發(fā)布數(shù)量等值線圖（a）紅色預警，（b）橙色預警，（c）黃色預警，（d）藍色預警Fig. 2 Isoline map of warning signal release quantity(a) red level, (b) orange level, (c) yellow level, (d) blue level

圖3 2015—2018年河北省氣象臺各地市預警信號發(fā)布數(shù)量Fig. 3 Early warning signals issued by Hebei Meteorological Observatory during 2015-2018

圖4 河北省災害預警信號發(fā)布類型情況Fig. 4 Types of disaster warning signals issued in Hebei Province

對2015—2018年間暴雨、雷電、大霧、大風、高溫、寒潮、冰雹、暴雪8類常用的災害預警信號進行分析統(tǒng)計（圖4），發(fā)現(xiàn)河北省發(fā)布頻次最多是暴雨、雷電、大霧、大風4類災害預警信號。暴雨預警信號每年發(fā)布數(shù)量基本在3000～4000條，每年變化率不大。雷電預警信號發(fā)布次數(shù)明顯高于其他預警信號，每年均在8000～1萬條，這是由于雷電災害預警信號定義比較寬泛，空間分布廣泛和分散，局地性比較強，另外說明雷電監(jiān)測預警對有可能發(fā)生閃電的區(qū)域進行識別、跟蹤和預報預警的能力越來越強；2016年和2017年發(fā)布雷電預警信號次數(shù)最多，2018年略微有所下降。大霧預警信號發(fā)布條數(shù)在3000～4000條，2015—2017年發(fā)布數(shù)量逐年增加，2018年有所下降。大風預警信號發(fā)布次數(shù)多的年份大霧的預警發(fā)布數(shù)量相應減少；大風預警信號發(fā)布次數(shù)逐年增加，2018年較2015年增長了將近6倍，俞海洋等[4]對河北省1984—2013年142個地面氣象觀測站大風數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析得出，河北省大風日數(shù)逐年減少，風災發(fā)生次數(shù)總體呈增加趨勢，與連年增長的災害預警信號數(shù)量是一致的。

3 結(jié)論

1）河北省發(fā)布頻次最多是暴雨、雷電、大霧、大風4類災害預警信號。受氣候、地理位置、地形等因素的影響，北部地區(qū)冬春兩季多大風、沙塵暴、大雪和冰雹，夏季多干旱、暴雨及霜凍，東部地區(qū)易受臺風、海嘯襲擊，且多冰雹危害。全省冬季受強冷空氣影響，寒潮大風天氣居多。

2）河北省發(fā)布災害預警信號頻次較高的地區(qū)主要為石家莊、承德、邢臺和保定地區(qū)，石家莊、保定和邢臺處于太行山東麓，受到迎風坡的抬升作用，易發(fā)生暴雨，承德地處燕山北部，易受雷電和大風影響，災害預警信號發(fā)布數(shù)量整體分布為南多北少。

3）河北省預警信息發(fā)布級別占比中黃色和藍色預警占的比例最大，紅色級別預警信息比例最小，造成的危害和影響最嚴重，主要發(fā)布在石家莊、邢臺、邯鄲、滄州和衡水中南部地區(qū)。