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年河北省突發公共事件預警信息綜合發布系統依托省內氣象業務系統和氣象預報信息發布系統建設以來，實現覆蓋省、市、縣三級的預警信息發布，共計發布9萬多條突發事件預警信號，涵蓋氣象、山洪和地質災害等領域，進一步提高防災減災能力。

突發氣象災害預警信號是為有效防御和減輕突發氣象災害而向社會公眾發布的警報信息圖標，國內相關學者對預警信號的發布和特征作了相關的研究和分析。黃歸蘭等[1]對廣西發布的預警信號分析得出各類預警信號發布的時空分布特征、發布頻次及發布準確率，張碩等[2]對遼寧省氣象災害預警信號的分布特征、發布頻次進行了統計分析。本文利用2015—2018年河北省連續突發預警信息有效發布數據，對該地區預警信號的特征以及時空分布進行了系統的分析，旨在為突發事件多發區提供科學依據，并加深對該地區各種自然災害的了解和認識, 對有效發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對應部門發布的預警信號發布數據進行統計，因河北省突發預警信息發布系統2015年正式業務化運行，并對發布數據進行整理入庫。2015—2018年河北省氣象災害預警信號共計發布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生。

目前河北省突發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氣象災害可能造成的危害程度、緊急程度和發展態勢一般劃分為四級，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。氣象部門根據不同種類災害性天氣的特征、預警能力對所影響區域發布相應級別的預警信號。

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

2 結果

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生。在統計的河北省預警信息發布級別占比圖（圖1）中可以看出，影響最大的紅色預警級別信號占所有發布總條數的比重3%，易發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可以發現，紅色預警信息主要發布地區為石家莊、邢臺、邯鄲、滄州和衡水，集中在中南部地區，由中南部向北部逐漸減少；暴雨紅色預警發布頻率較高的在河北省中南部以及唐山、承德地區，發布時間主要在7—8月；大霧紅色預警主要發生在滄州和衡水地區一帶的11月至次年的2月，高溫紅色預警主要在滄州、衡水地區的6—7月。由數據統計結果可以看出，滄州沿海和衡水容易出現特別嚴重的天氣過程。滄州地處河北省東南部沿海地區，易受副熱帶高壓外圍暖濕氣流及臺風外圍環流影響，臺風常帶來狂風暴雨，容易出現特大暴雨和大風天氣，破壞力極大，所以滄州沿海地區發生紅色預警的頻次較高。另外，滄州、衡水地區受地形輻合影響極易出現強濃霧天氣。

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

橙色占17%，易發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。空間分布（圖2b）和紅色趨勢一致，中南部發布頻次較高；大霧橙色預警在滄州地區、衡水地區、承德地區全年時段都有發生，全省范圍的大霧過程主要集中發生在1—2月，頻發時段為10月至次年4月。暴雨、冰雹、雷電橙色預警主要發生在滄州地區、衡水地區、承德地區，頻發時段為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區在河北省中南部和承德地區發布次數最多。雷電黃色預警信號主要集中發生在4—8月，暴雨黃色預警信號主要集中發生在7—8月，大霧4—12月均有發生，冰雹黃色預警主要發生7—9月，分布在石家莊地區、滄州、張北和秦皇島，大風黃色預警信號全年均有發生， 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使用過。

藍色預警信息發布條數占23%，承德和張家口西北部發布藍色預警信號次數最高（圖2d）。在2015—2018年統計數據中，黃色和藍色預警信號發布的頻次較高,預警信號頻次高發區也是各種氣象災害的重災區[3]。

2.2 氣象預警信號發布數量分布特征

2015—2018年發布的氣象預警信號發布數量分布如圖3所示，發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。災害預警發布數量整體分布為南多北少，2015—2018年南部地區發布數量基本在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 氣象預警信號發布類型時空特征

圖2 預警信號發布數量等值線圖（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布數量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計（圖4），發現河北省發布頻次最多是暴雨、雷電、大霧、大風4類災害預警信號。暴雨預警信號每年發布數量基本在3000～4000條，每年變化率不大。雷電預警信號發布次數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，另外說明雷電監測預警對有可能發生閃電的區域進行識別、跟蹤和預報預警的能力越來越強；2016年和2017年發布雷電預警信號次數最多，2018年略微有所下降。大霧預警信號發布條數在3000～4000條，2015—2017年發布數量逐年增加，2018年有所下降。大風預警信號發布次數多的年份大霧的預警發布數量相應減少；大風預警信號發布次數逐年增加，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據統計分析得出，河北省大風日數逐年減少，風災發生次數總體呈增加趨勢，與連年增長的災害預警信號數量是一致的。

3 結論

1）河北省發布頻次最多是暴雨、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）河北省發布災害預警信號頻次較高的地區主要為石家莊、承德、邢臺和保定地區，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，災害預警信號發布數量整體分布為南多北少。

3）河北省預警信息發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，主要發布在石家莊、邢臺、邯鄲、滄州和衡水中南部地區。