我国气象灾害预警信息时空特征分析

2022-03-10王昊宇

安徽农学通报 2022年3期

王昊宇

摘要：利用2018—2020年的相关统计数据，对我国气象灾害预警信息的时空分布特征进行了分析。结果表明：（1）全国范围内发布的气象灾害预警类型占比前6位的分别是：雷电、大风、暴雨、大雾、道路结冰和高温，占气象预警信息总发布量的88%。（2）全国气象灾害预警信息发布有着明显的时空差异;冬季道路结冰、大风和大雾预警发布量列前3位，夏季雷电、暴雨和高温预警发布量列前3位，春、秋季是过渡季节;（3）全国发布的气象灾害预警中，红色预警占1.7%，橙色预警占17.4%，黄色预警占57.2%，蓝色预警占23.67%。红色预警列前6位的预警类型分别是暴雨、大雾、高温、森林火险、台风和暴雪，橙色预警列前6位的预警类型分别是高温、暴雨、大雾、雷电、冰雹和道路结冰。（4）气象灾害预警信息的时空特征符合我国天气气候特点。

关键词：气象灾害预警信息;气象灾害预警空间分布特征

中图分类号 TP393.4 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2022）03-0154-05

Abstract： The spatial and temporal distribution characteristics of meteorological disaster warning information of China were analyzed and the fog intensity index was studied using the related statistical data from 2018 to 2020. The results showed that：（1） Nationwide， the top six types of weather warnings are lightning， gale， rainstorm， fog， road icing and high temperature， which accounts for 88% of the total amount of weather warning information issued.（2）There are obvious space-time differences in the release of weather warning information nationwide. Road icing， gale and fog warnings are among the top three issued in winter， lightning， rainstorm and high temperature warnings are among the top three issued in summer， and spring and autumn are transitional seasons. （3）Among the weather warnings issued nationwide， red warnings accounted for 1.7 percent， orange warnings accounted for 17.4%， yellow warnings accounted for 57.2%， and blue warnings accounted for 23.67%. The top six types of red warnings are heavy rain， fog， high temperature， forest fire danger， typhoon and snowstorm， the top six types of orange warnings are high temperature， heavy rain， fog， lightning， hail and road icing， the top six types of yellow warnings are lightning， road icing， fog， heavy rain， high temperature and high wind， the top six types of blue warnings are high wind， heavy rain， cold wave， frost， typhoon and thunderstorm wind.

Key words： Meteorological warning information; Distribution characteristics of meteorological warning

中國是世界上自然灾害最为严重的国家之一，且灾害种类多，分布地域广，发生频率高，气象灾害平均每年造成的直接经济损失占全部自然灾害损失的70%以上[1-2]。因此，加强气象灾害监测预警及信息发布是防灾减灾工作的关键环节，是防御和减轻灾害损失的重要基础。而对气象灾害预警信息的时空分布进行研究，是气象灾害研究的重要内容，对于认识气象灾害的规律具有重要意义。

2007年，中国气象局颁布了《气象灾害预警信号发布与传播办法》，明确气象灾害预警信息按照灾害的严重性和紧急程度，分为蓝色、黄色、橙色和红色等4个等级，分别代表一般、较重、严重和特别严重。黄归兰等[3]对广西气象灾害预警信号时空分布特征、发布频次及发布准确率进行了研究;张硕等[4]对辽宁省气象灾害预警信号的分布特征、发布频次和发布策略进行了研究;杨荣芳等[5]对河北省气象灾害预警信号的分布特征、发布频次和预警信息发布级别占比进行了分析。2015年，国家预警中心成立，5年来国家预警信息发布系统发布预警或提示信息136万条，预警提示短信送达78亿人次，预警信息覆盖率超过87%[6]。预警信息在有效减少气象灾害造成的损失方面发挥了积极作用。国家预警信息发布中心从2018年开始发布预警信息年度报告，对全国的各类预警信息的年度时空分布特征进行了分析。

本研究利用国家预警信息中心2018—2020年发布的预警信息，对我国16种气象灾害预警信息的时空分布特征进行了分析，旨在分析全国范围内气象灾害预警信息的平均时空特征，以便进一步认识气象灾害发生发展规律，充分发挥气象灾害预警信息在防灾减灾中的作用。

1 资料和方法

1.1 资料来源本研究所用数据主要来自国家预警信息中心2018—2020年发布的预警信息。由于台湾省、香港和澳门特别行政区的数据不完整，故本文未进行统计。

1.2 研究方法对台风、暴雨、暴雪、寒潮、大风、沙尘暴、高温、干旱、雷电、冰雹、霜冻、大雾、霾、道路结冰、雷雨大风、森林火灾等16种气象灾害的预警信息进行统计分析，得出气象灾害预警信息的时空分布特征。

2 结果与分析

2.1 预警信息类型和级别特征 2018—2020年平均而言，全国发布的16种气象灾害预警信息中，发布量列前6位的气象灾害预警类型为雷电、大风、暴雨、大雾、道路结冰和高温，占气象预警总量的88%，雷雨大风等其余10种气象预警占气象预警总量的12%（图1）。雷电、大风和暴雨等气象灾害发生范围广，对生产生活造成的影响大。虽然台风、森林火险和冰雹气象灾害占比小，但造成的灾害损失重。气象灾害预警信息的级别反映了气象灾害的严重性和紧急程度，2018—2020年全国发布的气象灾害预警中，红色预警占1.7%，橙色预警占17.4%，黄色预警占57.2%，蓝色预警占23.67%。

2.2 预警信息时间分布特征

2.2.1 预警信息月际分布按预警信息发布量的月际分布来说，全国每年平均发布气象灾害预警信息270700条，7—8月最多，月发布量超过4万条，6月其次，月发布量超过3万条，10月最少，预警发布量不到1万条，其余月预警发布量在1万～3万条（图2）。

中国处于东亚季风区，相关学者研究表明[7-13]：我国春季气温变化幅度大，空气干燥，多大风和沙尘天气;夏季受副热带高压、东北冷涡和台风等天气系统影响，多暴雨和雷电天气;秋季不同强度的冷暖气团在某些区域持续对峙，可带来暴雨等极端天气事件;冬季极地冷空气南下，易发生强降雪、霜冻及寒潮天气，大部分地区的雾发生在秋冬季。气象灾害预警信息的季节分布特征基本上与这些规律一致。1—2月和12月，降雪和低温引发的道路结冰、大风和大雾预警发布量列前3位，1月道路结冰和大雾预警发布量全年最多;3—5月是春季向夏季的过渡季节，3—4月大风、雷电和大雾预警发布量列前3位，3月大风预警发布量全年最多，5月雷电、大风和暴雨预警发布量列前3位;6—8月，雷电、暴雨和高温预警发布量列前3位，6月雷电和暴雨预警发布量全年最多，8月高温预警发布量全年最多;9—11月是秋季向冬季的过渡季节，9月雷电、暴雨和大风预警发布量列前3位，10月大风、大雾和雷电预警发布量列前3位，11月大雾、大风和道路结冰预警发布量列前3位（图3）。

2.2.2 发布数量列前六位气象预警信息月际分布发布数量列前6位气象灾害预警信息月际分布特征是（图4），雷电预警集中在5—8月，月发布量超1万条，尤其是7月预警发布量达2万条，7月是雷电高风险月。6—8月东北冷涡、气旋和台风等低值系统活跃，强对流天气较多，因此，雷电预警较多。大风预警全年均有发布，主要集中在3—5月，月发布量超0.5万条。3—5月为春季，是冬季风和夏季风转换的季节，南来和北来气流均比较活跃，因此，大风预警较多。暴雨预警主要集中在5—9月，其中7—8月发布量最高，月发布量超过1万条。5—9月我国主要受东亚夏季风影响，全国各地水汽相对最为充沛，其中7—8月为盛夏，西太平洋副热带高压对我国影响相对最大，带来的偏南水汽相对较多，因此，暴雨预警较多。降雪和低温引发的道路结冰预警集中在1—2月和11—12月，其中1月发布量最高，超过0.8万条。冬季，我国受东亚冬季风影响，高纬度地区南下的冷空气频繁，造成低温事件频发，而冬季冷空气与水汽配合，多降雪天气，进而引发道路结冰等灾害，因此，道路结冰预警较多。大雾预警全年均有发布，主要集中在1—2月和11—12月。由于冬季昼夜温差相对较大，为大雾的形成提供了有力的气象条件。此外，大雾与气溶胶粒子有关，由于冬季供暖等造成排放较多，使得大雾天气较多，因此，大雾预警较多。高温预警4—9月均有发布，其中7—8月發布量最高，月发布量超过0.7万条。6月下旬，太阳直射北回归线，随后的7—8月，由于太阳辐射较多，我国升温明显。此外，盛夏西太平洋副热带高压对我国影响相对较大，副高控制的地区，盛行下沉气流，天气晴朗，亦对应太阳辐射较多，气温相对较高，高温预警较多。

2.3 预警信息空间分布特征

2.3.1 预警信息发布量空间分布预警信息发布量空间分布特征反映了各省份气象灾害的发生频次。2018—2020年全国每年平均发布气象灾害预警信息27万余条，福建、河南、河北和云南的预警发布数量居全国前4位，均超过1.5万条;重庆、宁夏、海南、北京、上海、天津、西藏、辽宁和青海预警发布量在0.5万条以内，是预警信息发布较少的省份;其余18个省份预警发布量在0.5万～1.5万条（图5）。从空间分布来看，预警信息发布量西北和东北比其他区域少（图略）。

2.3.2 各省份主要气象灾害类型各省份预警发布量前6位的预警占比反映了各省份的主要气象灾害类型（图6）。华北地区主要的气象灾害类型是雷电、大风、暴雨、高温、大雾、雷雨大风、寒潮、冰雹和霜冻，其中北京、天津和内蒙古大风预警占发布总量的1/3以上，河北雷电预警占发布总量的1/3以上。东北地区主要的气象灾害类型是大风、雷电、暴雨、大雾、冰雹和寒潮，其中辽宁和黑龙江大风预警占发布总量的1/3以上。华东地区主要的气象灾害类型是雷电、暴雨、大风、大雾、高温、台风和雷雨大风，其中江西和福建雷电预警占发布总量的1/3以上。华中地区主要的气象灾害类型雷电、暴雨、高温、大雾、大风和雷雨大风，其中湖南雷电预警占发布总量的1/3以上。华南地区主要气象灾害类型是暴雨、雷电、大风、高温、大雾、雷雨大风、台风和冰雹，其中广西雷电预警占发布总量的1/3以上。西南地区主要的气象灾害类型是雷电、暴雨、大雾、大风、高温、道路结冰和雷雨大风，其中四川、贵州和云南雷电预警占发布总量的1/3以上，西藏道路结冰预警占发布总量的1/3以上。西北地区主要的气象灾害类型雷电、大风、道路结冰、暴雨、寒潮、霜冻和冰雹，其中青海雷电预警占发布总量的1/3以上，宁夏大风预警占发布总量的1/3以上。

2.3.3 各种气象灾害发布量空间分布各种气象预警发布量列前6位的省份反映了不同气象灾害的多发区域（图6），图7给出了各种气象预警发布量空间分布。雷电预警呈现南多北少、东多西少的分布特征，多发区域在福建、江西和云南等地。2h内发生雷电活动可能性非常大的雷电红色预警集中湖南和福建，橙色预警的区域主要在广西、湖南、山东和海南。大风预警多发区域在河北、河南和山东等地。12级以上大风的红色预警主要在新疆、浙江和辽宁，橙色预警主要在新疆和浙江。暴雨预警分布呈现东南部多西北部少的特点，多发区域在主要在广东、福建和广西等地。3h内降水量将达到100mm以上的暴雨红色预警主要在广西、湖北、贵州、湖南、广东和福建。暴雨多发地区降水受夏季风影响较大，易出现强降水。大雾预警分布呈现东南部多西北部少的特点，多发区域在河南、山东和安徽等地。对交通有严重影响的大雾红色预警主要在河南、山东、河北、江苏、辽宁和安徽。大雾集中的区域基本上都分布在河谷盆地或沿海，这些地区容易满足大雾形成的风、温、湿条件[7]。西部高原和沙漠等地区的雾极少，西藏和青海几乎没有大雾预警。高温预警多发区域在江西、河南和湖北等地。最高气温升至40℃以上的高温红色预警主要在河南、重庆和河北。高温红色预警排名前列的省份并非以低纬度的南方省份为主，可能与北方部分省份降水较少、晴天较多、太阳辐射强等因素有关。寒潮预警分布呈现北多南少特征，多发区域在内蒙古、黑龙江和山西等地。24h内最低气温下降16℃以上的寒潮红色预警3年内仅出现过3次，其中新疆2次、黑龙江1次。寒潮橙色预警主要集中在云南、黑龙江、江苏、江西、浙江和吉林。北方距离寒潮源地近，受寒潮影响强烈。沙尘暴预警多发区域在新疆、内蒙古和甘肃等地。6h内可能出现能见度小于50米的沙尘暴红色预警主要在新疆，沙尘暴橙色预警集中在新疆和内蒙古。我国西北部有浩瀚的沙漠，加之有蒙古气旋的存在，能将大量沙尘卷入高空，形成沙尘暴。台风预警主要集中在沿海地区，多发区域在福建、广东和浙江等地。冰雹预警北方多于南方、内陆多于沿海，多发区域在吉林、贵州和新疆等地。道路结冰预警主要在北方，多发区域在陕西、甘肃和山西等地。雷雨大风预警主要在东南部，多发区域在广东、安徽和海南等地。霜冻预警多发区域在福建、山西和广西等地。森林火险预警多发区域在吉林、广东和黑龙江等地。暴雪预警主要在北方，多发区域在黑龙江、河南和安徽等地。干旱预警多发区域在云南、湖北和江西等地。以上结论与我国各省份的天气气候特点基本一致。

3 结论

（1）全国范围内发布的气象灾害预警类型占比前6位的分别是雷电、大风、暴雨、大雾、道路结冰和高温，占气象预警信息总发布量的88%。

（2）全国气象灾害预警信息发布有明显的时空差异。冬季道路结冰、大风和大雾预警发布量列前3位，春季大风、雷电和大雾预警发布量列前3位，夏季雷电、暴雨和高温预警发布量列前3位，秋季大风、大雾和雷电预警发布量列前3位。雷电、霜冻和台风预警福建最多，大風预警河北最多，暴雨和雷雨大风预警广东最多，大雾和霾预警河南最多，道路结冰预警陕西最多，寒潮预警内蒙古最多，森林火灾和冰雹预警吉林最多，暴雪预警黑龙江最多，高温预警江西最多，沙尘暴预警新疆最多，干旱预警云南最多。

（3）全国发布的气象灾害预警中，红色预警占1.7%，橙色预警占17.4%，黄色预警占57.2%，蓝色预警占23.67%。红色预警列前6位的预警类型分别是暴雨、大雾、高温、森林火险、台风和暴雪，橙色预警列前6位的预警类型分别是高温、暴雨、大雾、雷电、冰雹和道路结冰。

（4）气象预警信息的时空特征符合我国天气气候特点。

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