河南省氣象預警信號時空分析及效果檢驗

摘 要：【目的】通過分析河南省2024年7月連續(xù)暴雨期間氣象預警信號的時空分布特征及其效果，評估預警系統(tǒng)的響應能力，為氣象災害的監(jiān)測與應對提供科學依據?！痉椒ā垦芯坎捎脤俚鼗皖愋突姆诸惤y(tǒng)計方法，收集2024年6月28日至7月31日期間120個氣象臺站發(fā)布的2 722條氣象災害預警信號數據。通過時間序列分析，對比歷史同期觀測數據，全面分析不同類型預警信號的分布特征、發(fā)布頻次及具體特點?！窘Y果】結果顯示，預警信號與歷史實況高度一致且空間分布能夠精確覆蓋南陽市等重災區(qū)。【結論】驗證了河南省氣象預警發(fā)布系統(tǒng)在此次暴雨事件中的高效性，指出不同地區(qū)預警發(fā)布數量和時效性存在差異。建議未來進一步完善預警系統(tǒng)功能，強化預警信息的多渠道發(fā)布，提升應對氣象災害的能力和效率。

關鍵詞：氣象；預警信號；暴雨；效果檢驗

中圖分類號：P429" " "文獻標志碼：A" " "文章編號：1003-5168（2024）23-0102-05

DOI：10.19968/j.cnki.hnkj.1003-5168.2024.23.021

The Spatiotemporal Analysis and Effectiveness Evaluation of

Meteorological Warning Signals in Henan Province

—A Case Study of the Continuous Heavy Rainfall in July 2024

LI Ning1 ZHANG Shaozhi2

（1.Henan Provincial Meteorological Service Center， Zhengzhou 450003， China；2. Operation Command Center， Zhengzhou Xinzheng International Airport Co.， Ltd.， Zhengzhou 451100， China）

Abstract： [Purposes] By analyzing the spatiotemporal distribution characteristics and effects of meteorological early warning signals during the continuous rainstorm in Henan Province in July 2024， the response ability of the early warning system is evaluated， which provides a scientific basis for the monitoring and response of meteorological disasters. [Methods] The research employs localized and typified statistical methods to collect data on 2 722 meteorological disaster warning signals issued by 120 meteorological stations from June 28 to July 31， 2024. Time series analysis is conducted to compare historical observation data， comprehensively analyzing the distribution characteristics， issuance frequency， and specific features of different types of warning signals.[Findings] The results show that the warning signals are highly consistent with historical realities， and their spatial distribution accurately covers heavily affected areas such as Nanyang City.[Conclusions] This study validates the effectiveness of the meteorological warning release system in Henan Province during this rainfall event， highlighting the differences in the quantity and timeliness of warning releases across different regions. It is suggested that future improvements to the warning system should enhance its functionality and strengthen the multichannel dissemination of warning information， thereby increasing the capacity and efficiency for responding to meteorological disasters.

Keywords： meteorology; warning signals; heavy rainfall; effectiveness evaluation

0 引言

河南省位于黃河中下游地區(qū)，地處南北氣候過渡帶，具有冬季寒冷少雨雪，春季干旱多風沙，夏季炎熱多雨，秋季晴朗日照充足的氣候特征。河南省氣象災害種類多、強度大、頻率高，以洪澇、風雹等為主的氣象災害占自然災害的 70%以上，是氣象災害發(fā)生頻繁的省份之一。近年來，河南省遭遇了多次重大氣象災害，2021年7月，河南省遭遇歷史罕見的特大暴雨，造成嚴重洪澇災害［1］。2024年 5月至6月，河南省降雨量比正常減少70%以上，達到重旱等級，隨后在6月中下旬至7月，河南省連續(xù)經歷8輪次大范圍暴雨過程，過程最大降水量社旗縣大馮營達870.7 mm，超過南陽市平均年降水量，導致旱澇急轉。隨著全球氣候變化的加劇，加強氣象災害監(jiān)測與預警信息發(fā)布，筑牢防災減災第一道防線的關鍵環(huán)節(jié)，顯得更為緊迫與重要［2］。

近年來，隨著國省市縣四級突發(fā)事件預警發(fā)布系統(tǒng)建設的全面落地，國內氣象預警發(fā)布手段和能力均得到了大幅提高，關于氣象預警信息發(fā)布效果的研究也在逐步展開。王昊宇［3］利用相關統(tǒng)計數據對中國氣象災害預警信息的時空分布特征進行了深入分析；陳周旺［4］、王華鵬［5］等研究了山東濰坊市和浙江嘉興市等地的氣象災害預警信號發(fā)布特征，指出了各地區(qū)在預警信號發(fā)布中存在的問題，并提出了相應的對策；陳石定等［6］從時間、區(qū)域、人群等3個維度出發(fā)，研究了預警信息精準發(fā)布的關鍵技術，并針對手機短信、APP等多渠道發(fā)布制定了詳細的技術方案； 在靶向氣象預警發(fā)布領域，梁家鴻等［7］對2019年廣州市的靶向預警發(fā)布進行了深入的效果評估，通過分析靶向發(fā)布的數據，提出了優(yōu)化的發(fā)布策略；趙凱等［8］通過分析氣象預警信息的元素特征和移動場景的時間與地點信息，提出了基于標簽匹配的快速精準傳播方案，強調了預警信息服務的個性化和定制化的重要性。本研究利用河南省2024年6月28日至7月31日間120個氣象臺站發(fā)布的2 722條氣象災害預警信號數據，運用分類統(tǒng)計法按照屬地化原則進行統(tǒng)計分析，對河南省氣象災害預警信號的分布特征、發(fā)布頻次及特點進行篩選歸納與分析，為氣象災害的監(jiān)測與應對提供科學依據。

1 研究資料與發(fā)布規(guī)則

根據河南省氣象局頒布的《預警信號指導產品制作要求》，本次研究時間范圍內出現的高溫、暴雨、雷暴大風、冰雹、大風、大霧等6個主要預警信號中高溫、冰雹2類沒有黃色和藍色預警信號，雷暴大風、大霧2類沒有藍色預警信號（見表1）。其中對于紅色、橙色預警，市級單位需要在本行政區(qū)域內三分之一及以上縣（市、區(qū)）達到相應級別預警標準時制作或訂正制作預警信號指導產品；對于藍色、黃色預警，市級單位需要在本行政區(qū)域內三分之二及以上縣（市、區(qū)）達到相應級別預警信號發(fā)布標準時，市級單位需要制作或訂正制作預警信號指導產品。

2 預警信號發(fā)布情況分析

本研究對2024年6月28日至7月底河南省、市、縣三級氣象預警發(fā)布數據采用SQL數據庫進行入庫統(tǒng)計，對預警信號的類別、等級、發(fā)布區(qū)域及時段進行多個維度的歸類對比分析。通過對氣象預警發(fā)布歷史數據的統(tǒng)計，并與強降雨天氣實況進行復盤對比，全面分析本輪多波次降水過程中河南省氣象預警信號的總體分布特征，準確識別不同時空條件下的氣象預警與天氣實況、災情分布情況［9-10］?。

2.1 暴雨過程情況

2024年6月28日至7月底，我國主雨帶北推至黃淮一帶，河南省由前期高溫少雨迅速轉入多雨期，連續(xù)經歷8輪次大范圍暴雨過程。特別是7月14日至18日，豫西南、豫東連續(xù)4天出現大范圍極端性強暴雨天氣、短時強降水頻次高、強降水落區(qū)重疊度高，其中南陽中東部出現3日特大暴雨，過程最大降水量社旗縣大馮營達870.7 mm，超過南陽市平均年降水量；商丘全域平均降水量296.5 mm，最大降水量睢陽區(qū)古宋522.3 mm；漯河全域平均降水量258.9 mm，最大降水量李集486.8 mm；周口全域平均降水量255.7 mm，最大降水量鹿邑宋河鎮(zhèn)495.3 mm；濟源、三門峽、洛陽等23個縣市共40站次出現8級以上瞬時大風。與“杜蘇芮” 等河南臺風暴雨過程相比“24·7”河南特大暴雨降水范圍更廣、累計雨量更大、極端性更強，達到特強等級。

2.2 預警發(fā)布基本特征

本次連續(xù)暴雨河南全省共發(fā)布的2 722條氣象災害預警（如圖1所示），主要集中在豫南、豫東地區(qū)，符合多輪強降水落區(qū)在南陽中東部高度重疊，以及后期暴雨帶北調，在信陽和豫東制造多次極端降水的氣象歷史實況。

由圖1可知，信陽市縣兩級共發(fā)布預警386條，位居全省第一，但在氣象實況和災情數據中，受本輪暴雨影響最嚴重的為南陽市。經過將暴雨大類預警發(fā)布數量和暴雨紅色預警細分類別單獨取數進行對比分析可以發(fā)現，信陽市縣兩級發(fā)布的氣象預警中暴雨預警為140條，占全部預警數量的36%，南陽市縣兩級發(fā)布的氣象預警中暴雨預警為195條，占全部301條預警數量的65%。

2024年7月信陽、南陽市縣級暴雨四級預警數量對比如圖2所示。由圖2可以看出，在紅色、橙色類高等級暴雨預警中，南陽預警發(fā)布數量均超過信陽，特別是暴雨紅色預警，南陽共計發(fā)布45條，而信陽發(fā)布數量僅為8條，因此，暴雨預警發(fā)布符合南陽受暴雨災害最重的實際情況，反映出了與災情實況的高度相關性。

2.3 預警發(fā)布的時效性與覆蓋面

河南省氣象部門在暴雨過程期間強化臨災服務，利用智能叫應服務系統(tǒng)，實施預警質效提升。在2024年7月連續(xù)暴雨過程中河南省雷暴大風預警信號發(fā)布提前量39 min，暴雨預警信號準確率達98%，平均提前量56 min（如圖3所示），其中災情最重的南陽暴雨預警信號提前量60 min，暴雨紅色預警提前量40 min（如圖4所示）。針對政府部門、重點行業(yè)、社會公眾，動態(tài)調整發(fā)布用語和防御指南，優(yōu)化預警信號閾值，全省預警短信服務人次共計5 240.4萬，其中服務政府部門應急責任人、氣象信息員、交通旅游、保險、教育等重點人群共計36.3萬人次；微信機器人推送預警3 240次，累計受眾22.9萬余人，預警數據累計調用5 011次。同時，本輪過程中緊急部署上線融合短信簽收電話自動外呼、閃信送達等多手段高級別臨災預警綜合智能叫應服務，首次針對暴雨紅色預警主要應急責任人進行強制查閱的閃信服務，累計服務人次7 041人次，為河南省平穩(wěn)度過本輪強降雨，保障群眾生命財產安全提供了有效支撐。

2.4 天氣過程預警效果檢驗

2024年7月河南省每日暴雨站數和暴雨預警發(fā)布數量如圖5所示。由圖5可知，本次連續(xù)暴雨除降水范圍廣、累計雨量大、極端性強，還呈現了出明顯的波次特征，主要集中在6月27日至29日，信陽暴雨、大暴雨；7月3日至4日，東部、南部區(qū)域大暴雨；7月5日至6日，北部、中東部區(qū)域大暴雨；7月7日至9日13時，沿黃一帶和三門峽、南陽、駐馬店、周口、商丘一帶暴雨、大暴雨；7月9日20時至14日，信陽南部暴雨；7月14日至20日，西南部、中東部暴雨、大暴雨，南陽中東部、許昌南部、漯河、周口中北部、商丘等地特大暴雨；7月22日至23日，北中部強對流暴雨；7月26日至31日，北部、西部、南部暴雨，此階段河南省市縣三級共發(fā)布暴雨預警1 272條，占總預警數量的47%。使用河南省每日降水超50 mm站數作為過程參考，對比每日暴雨預警發(fā)布數量，可以看出暴雨預警的實際發(fā)布同樣呈現出顯著的波次特征且與實際過程有較好的對應關系。

3 結論與建議

3.1 結論

①在此次暴雨過程中，河南省預警信號的發(fā)布顯示了較高的及時性和準確性，特別是在受災最嚴重的南陽，預警信號的提前量和準確率都表現優(yōu)異，顯示出省級預警發(fā)布系統(tǒng)建設的成效。

②不同地區(qū)在預警信號的發(fā)布數量和時效性上存在明顯差異，暴雨預警的數量和級別在南陽明顯高于其他區(qū)域，與該地區(qū)的實際降雨量和災情嚴重程度相符。

③通過本輪暴雨過程的預警發(fā)布，檢驗了河南省氣象預警發(fā)布系統(tǒng)和預警發(fā)布技術，特別是在閃信等信息傳播和緊急反應方面的改進，增強了預警信息的發(fā)布效力。

3.2 建議

①持續(xù)完善預警發(fā)布一體化平臺功能，強化暴雨、強對流等預警智能識別提醒和快速響應制作功能，將自動外呼、閃信等多策略多手段技術盡快納入河南省突發(fā)事件預警信息發(fā)布渠道資源池統(tǒng)一管理，實現“預警發(fā)布-鍵智能叫應-叫應自動填報”的自動化業(yè)務流程，提升預警信號制作發(fā)布效率［11］?。

②優(yōu)化扁平化省市縣預警聯(lián)防業(yè)務流程，加強省市縣三級預警聯(lián)動，開展高級別預警直達一線“業(yè)務叫應提醒”，提高預警的及時性和針對性［12］?。

③搭建“12379”綜合叫應系統(tǒng)，實現面向全省應急責任人的“短信簽收+外呼”高級別預警信息綜合叫應服務，確保預警信息“發(fā)得出、送得到、叫得應”。

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