畢節市冰雹氣候及特征參數分析

周庶 黃秀文 鄭園

摘要：

利用畢節市2009[CD1]2018年，共124個人工防雹作業點的冰雹觀測資料，以及近10年共20次典型的冰雹天氣過程的探空資料，采用統計分析的方法，較為全面的研究了畢節市冰雹天氣的時空分布特征及冰雹天氣發生前的相關參數。結果表明：威寧縣為冰雹天氣的高發地區，織金和大方屬于次高發區；3[CD1]9月為高發時段，春季多，夏季次之，5月最多，4月次之；冰雹可發生在下午13：00至凌晨02：00，15：00[CD1]19：00發生冰雹頻率最高；發生冰雹的0℃層高度為4000～5000m，-20℃層高度為7000～8000m，-30℃層高度為8000～10000m；SI指數在-137～-54之間；抬升凝結高度在646～876m之間；垂直風切變系數在03～25之間。

關鍵詞：

冰雹時空分布；冰雹高發時段；特征參數

中圖分類號：S16

文獻標識碼：A

DOI：1019754/jnyyjs20190315063

引言

冰雹是一種局地強風暴，產生于強烈發展的積雨云中，畢節位于貴州西北部的高原山區，受地理地形影響，冰雹天氣頻繁，對生產生活影響大，危害重。王瑾等[1]基于GIS 對貴州省冰雹分布與地形因子的作用進行了分析研究，周永水等[2]、許弋利用貴州省現有 84 個氣象觀測站冰雹實測資料對貴州冰雹天氣的時空分布特征進行過系統深入的分析研究。劉俄[3]利用1979—1989年3—5月的貴州的冰雹資料對貴州省的冰雹天氣進行了研究，指出貴州全年的冰雹天氣有715%發生在春季（3—5月），且強度最大、危害最重的降雹天氣也集中在春季。本文主要研究畢節市冰雹的時空分布特征及冰雹發生前的大氣層結情況，以期對于冰雹天氣的預報服務工作有所貢獻。

1資料來源

采用2009[CD1]2018年畢節市開展人工防雹作業的124個雹點冰雹觀測記錄資料，經統計分析確定近20個天氣過程個例，結合冰雹日的Micaps探空資料對0℃層高度、-20℃層高度、-30℃層高度、CAPE值、抬升凝結高度、垂直風切變系數等參數進行分析。

2畢節冰雹天氣的時空分布特征

21畢節市近10年降雹日數空間分布

對近10年畢節市各縣區的冰雹資料進行分析（圖1），發現在畢節市的西部地區，即威寧縣為冰雹天氣的高發地區，平均每年有48d出現冰雹天氣，而織金和大方屬于次高發區，平均每年有36d出現冰雹天氣，赫章縣、七星關區平均每年有39個冰雹日，在納雍縣、黔西縣、金沙縣等海拔較低的地區出現冰雹的頻率較低，最少出現冰雹天氣的是黔西縣，平均每年出現08d。通過分析得到，在高海拔地區（威寧、大方等）以及迎風坡出現冰雹頻率高，而在較低海拔以及背風坡出現冰雹頻率低。

22冰雹的月變化特征

根據對過去10a的冰雹觀測記錄來分析（圖2），發現畢節市冰雹天氣主要發生在3[CD1]9月，其中，春季的冰雹最多，占全年冰雹日數的645%，夏季冰雹日數較春季少，而在秋季，僅記錄到1次冰雹過程，發生在9月。整體而言，5月是冰雹發生最多的月份，其次是4月，夏季中7月發生頻率最高。

23冰雹日數年變化

根據統計分析（圖3），過去10a平均每年冰雹發生日數為111d，冰雹日數的年際變化幅度較小，多數年份的冰雹日數在平均值上下浮動，2010[CD1]2012年，冰雹日數逐漸上升，2012[CD1]2015年，冰雹日數逐漸下降，而在2016年，冰雹日數突增，達到2015年的2倍，是10a中發生次數最多的1a，2017年冰雹日數迅速下降，2018年冰雹日數上升，僅次于2016年。從每年冰雹出現最早和最晚的日期來看，2018年為10a中出現冰雹最早的年份，為3月13日，而最后1次冰雹出現在5月19日，也是10a中冰雹天氣結束的最早的1a。

24冰雹發生時間

對過去10a，共110次冰雹天氣過程發生時間的分析總結來看（圖4），從下午13：00[CD1]凌晨02：00均可能出現冰雹，在這個時間段內，冰雹頻率呈現先增加而后逐漸減少的趨勢。在14：00以前，冰雹發生頻率較小，14：00[CD1]18：00逐漸增加，18：00以后逐漸減小，在15：00[CD1]19：00這4h中發生冰雹頻率最高，占1d中冰雹發生頻率的621%，特別是17：00[CD1]18：00以及18：00[CD1]19：00這2個時段，各占20%和184%。

根據觀測記錄來看，冰雹直徑大于10mm的過程（表1）發生在14：00[CD1]21：00，其中17：00[CD1]18：00發生的最多；冰雹直徑大于15mm的過程（表2）發生在17：00[CD1]20：00，也在17：00[CD1]20：00這個

時段發生最多。可見，午后17：00[CD1]20：00為1d中冰雹的高發時段，除了發生概率高以外，這個時段內出現的冰雹直徑大、密度高。而在14：00之前和21：00之后，雖有冰雹發生，但是這時的冰雹直徑小、密度小，造成的災害程度輕，對生產生活影響較小。

3冰雹天氣過程的特征參數分析

冰雹天氣是產生于不穩定的大氣層結中，出現時間主要在空氣對流發展旺盛的午后，屬于強對流天氣。冰雹的發生發展與大氣層結穩定度、熱力條件和動力條件密切相關，通過對過去10a近20個冰雹天氣個例的大氣層結進行分析，發現發生冰雹的大氣層結中，0℃層高度、-20℃層高度、-30℃層高度、CAPE值、抬升凝結高度、垂直風切變系數等特征參數存在一定的取值范圍，試圖找到這些特征參數的預報參考值，從而提高對冰雹天氣的預報服務。

選取威寧站和貴陽站近10a較為典型的冰雹天氣過程的08：00探空資料進行分析，各參數的取值范圍如下表（表3）所示，通過對實際觀測值的統計分析，發現威寧站和貴陽站冰雹天氣的大氣層結中0℃層、-20℃層、-30℃層的高度幾乎一致，90%以上的個例0℃層高度為4000～5000m，-20℃層高度為7000～8000m，-30℃層高度為8000～10000m。威寧站和貴陽站有將近20%的個例在早晨08：00CAPE值為0，其余個例中，威寧站CAPE值在120～759之間，貴陽站CAPE值在180～1500之間，可見 ，CAPE在08：00的變化幅度較大，在使用08：00的實況資料預報冰雹天氣時，CAPE值沒有很好的指示意義。從SI指數來看，08：00威寧站SI指數變化幅度大，貴陽站有75%的冰雹個例SI指數在-137～-54之間，SI指數越小，越有利于強對流天氣的發生，相對而言，貴陽站的SI指數對預報冰雹天氣有較好的指示作用。從抬升凝結高度來看，威寧站的抬升凝結高度明顯小于貴陽站，威寧在646～775m之間，貴陽在833～876m之間。另外，對流層中下層的風場對冰雹的形成起到至關重要的作用，通過分析垂直風切變系數，發現威寧站和貴陽站系數大小接近，在03～25之間。

4小結

畢節市的西部地區，即威寧縣為冰雹天氣的高發地區，而織金和大方屬于次高發區，納雍縣、黔西縣、金沙縣等海拔較低的地區出現冰雹的頻率較低，最少出現冰雹天氣的是黔西縣；在高海拔地區以及迎風坡出現冰雹頻率高，而在較低海拔以及背風坡出現冰雹頻率低。

畢節市冰雹天氣主要發生在3[CD1]9月，春季的冰雹最多，夏季冰雹日數次之，整體而言，5月是冰雹發生最多的月份，其次是4月，夏季中7月發生頻率最高。

過去10a平均冰雹日數為111d，冰雹日數的年變化幅度較小，呈先上升后減少的趨勢，2016年冰雹日數突增，是10a中發生次數最多的一年，2018年冰雹日數僅次于2016年，2018年冰雹出現最早，結束的最早。

一天中從下午13：00[CD1]凌晨02：00均可能出現冰雹，在15：00[CD1]19：00這個時段中發生冰雹頻率最高，占一天中冰雹發生頻率的621%，特別是17：00[CD1]18：00以及18：00[CD1]19：00這2個時段，各占20%和184%。

威寧站和貴陽站發生冰雹的0℃層高度為4000～5000m，-20℃層高度為7000～8000m，-30℃層高度為8000～10000m；貴陽站發生冰雹的SI指數在-137～-54之間；威寧站的抬升凝結高度在646～775m之間，貴陽站在833～876m之間；垂直風切變系數在03～25之間。各參數達到以上范圍時發生冰雹概率高。

參考文獻

[1]

王瑾，劉黎平.基于 GIS 的貴州省冰雹分布與地形因子關系分析[J].應用氣象學報，2008（10）：627-634.

[2] 周永水，汪超.貴州省冰雹的時空分布特征[J].貴州氣象，2009（6）：9-11.

[3] 劉俄.貴州冰雹天氣的雷達氣候統計分析[J].貴州氣象，1990（2）：39-41.