毕节市冰雹气候及特征参数分析
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摘要：
利用毕节市2009[CD1]2018年，共124个人工防雹作业点的冰雹观测资料，以及近10年共20次典型的冰雹天气过程的探空资料，采用统计分析的方法，较为全面的研究了毕节市冰雹天气的时空分布特征及冰雹天气发生前的相关参数。结果表明：威宁县为冰雹天气的高發地区，织金和大方属于次高发区；3[CD1]9月为高发时段，春季多，夏季次之，5月最多，4月次之；冰雹可发生在下午13：00至凌晨02：00，15：00[CD1]19：00发生冰雹频率最高；发生冰雹的0℃层高度为4000～5000m，-20℃层高度为7000～8000m，-30℃层高度为8000～10000m；SI指数在-137～-54之间；抬升凝结高度在646～876m之间；垂直风切变系数在03～25之间。
关键词：
冰雹时空分布；冰雹高发时段；特征参数
中图分类号：S16
文献标识码：A
DOI：1019754/jnyyjs20190315063
引言
冰雹是一种局地强风暴，产生于强烈发展的积雨云中，毕节位于贵州西北部的高原山区，受地理地形影响，冰雹天气频繁，对生产生活影响大，危害重。王瑾等[1]基于GIS 对贵州省冰雹分布与地形因子的作用进行了分析研究，周永水等[2]、许弋利用贵州省现有 84 个气象观测站冰雹实测资料对贵州冰雹天气的时空分布特征进行过系统深入的分析研究。刘俄[3]利用1979—1989年3—5月的贵州的冰雹资料对贵州省的冰雹天气进行了研究，指出贵州全年的冰雹天气有715%发生在春季（3—5月），且强度最大、危害最重的降雹天气也集中在春季。本文主要研究毕节市冰雹的时空分布特征及冰雹发生前的大气层结情况，以期对于冰雹天气的预报服务工作有所贡献。
1资料来源
采用2009[CD1]2018年毕节市开展人工防雹作业的124个雹点冰雹观测记录资料，经统计分析确定近20个天气过程个例，结合冰雹日的Micaps探空资料对0℃层高度、-20℃层高度、-30℃层高度、CAPE值、抬升凝结高度、垂直风切变系数等参数进行分析。
2毕节冰雹天气的时空分布特征
21毕节市近10年降雹日数空间分布
对近10年毕节市各县区的冰雹资料进行分析（图1），发现在毕节市的西部地区，即威宁县为冰雹天气的高发地区，平均每年有48d出现冰雹天气，而织金和大方属于次高发区，平均每年有36d出现冰雹天气，赫章县、七星关区平均每年有39个冰雹日，在纳雍县、黔西县、金沙县等海拔较低的地区出现冰雹的频率较低，最少出现冰雹天气的是黔西县，平均每年出现08d。通过分析得到，在高海拔地区（威宁、大方等）以及迎风坡出现冰雹频率高，而在较低海拔以及背风坡出现冰雹频率低。
22冰雹的月变化特征
根据对过去10a的冰雹观测记录来分析（图2），发现毕节市冰雹天气主要发生在3[CD1]9月，其中，春季的冰雹最多，占全年冰雹日数的645%，夏季冰雹日数较春季少，而在秋季，仅记录到1次冰雹过程，发生在9月。整体而言，5月是冰雹发生最多的月份，其次是4月，夏季中7月发生频率最高。
23冰雹日数年变化
根据统计分析（图3），过去10a平均每年冰雹发生日数为111d，冰雹日数的年际变化幅度较小，多数年份的冰雹日数在平均值上下浮动，2010[CD1]2012年，冰雹日数逐渐上升，2012[CD1]2015年，冰雹日数逐渐下降，而在2016年，冰雹日数突增，达到2015年的2倍，是10a中发生次数最多的1a，2017年冰雹日数迅速下降，2018年冰雹日数上升，仅次于2016年。从每年冰雹出现最早和最晚的日期来看，2018年为10a中出现冰雹最早的年份，为3月13日，而最后1次冰雹出现在5月19日，也是10a中冰雹天气结束的最早的1a。
24冰雹发生时间
对过去10a，共110次冰雹天气过程发生时间的分析总结来看（图4），从下午13：00[CD1]凌晨02：00均可能出现冰雹，在这个时间段内，冰雹频率呈现先增加而后逐渐减少的趋势。在14：00以前，冰雹发生频率较小，14：00[CD1]18：00逐渐增加，18：00以后逐渐减小，在15：00[CD1]19：00这4h中发生冰雹频率最高，占1d中冰雹发生频率的621%，特别是17：00[CD1]18：00以及18：00[CD1]19：00这2个时段，各占20%和184%。
根据观测记录来看，冰雹直径大于10mm的过程（表1）发生在14：00[CD1]21：00，其中17：00[CD1]18：00发生的最多；冰雹直径大于15mm的过程（表2）发生在17：00[CD1]20：00，也在17：00[CD1]20：00这个
时段发生最多。可见，午后17：00[CD1]20：00为1d中冰雹的高发时段，除了发生概率高以外，这个时段内出现的冰雹直径大、密度高。而在14：00之前和21：00之后，虽有冰雹发生，但是这时的冰雹直径小、密度小，造成的灾害程度轻，对生产生活影响较小。
3冰雹天气过程的特征参数分析
冰雹天气是产生于不稳定的大气层结中，出现时间主要在空气对流发展旺盛的午后，属于强对流天气。冰雹的发生发展与大气层结稳定度、热力条件和动力条件密切相关，通过对过去10a近20个冰雹天气个例的大气层结进行分析，发现发生冰雹的大气层结中，0℃层高度、-20℃层高度、-30℃层高度、CAPE值、抬升凝结高度、垂直风切变系数等特征参数存在一定的取值范围，试图找到这些特征参数的预报参考值，从而提高对冰雹天气的预报服务。
选取威宁站和贵阳站近10a较为典型的冰雹天气过程的08：00探空资料进行分析，各参数的取值范围如下表（表3）所示，通过对实际观测值的统计分析，发现威宁站和贵阳站冰雹天气的大气层结中0℃层、-20℃层、-30℃层的高度几乎一致，90%以上的个例0℃层高度为4000～5000m，-20℃层高度为7000～8000m，-30℃层高度为8000～10000m。威宁站和贵阳站有将近20%的个例在早晨08：00CAPE值为0，其余个例中，威宁站CAPE值在120～759之间，贵阳站CAPE值在180～1500之间，可见 ，CAPE在08：00的变化幅度较大，在使用08：00的实况资料预报冰雹天气时，CAPE值没有很好的指示意义。从SI指数来看，08：00威宁站SI指数变化幅度大，贵阳站有75%的冰雹个例SI指数在-137～-54之间，SI指数越小，越有利于强对流天气的发生，相对而言，贵阳站的SI指数对预报冰雹天气有较好的指示作用。从抬升凝结高度来看，威宁站的抬升凝结高度明显小于贵阳站，威宁在646～775m之间，贵阳在833～876m之间。另外，对流层中下层的风场对冰雹的形成起到至关重要的作用，通过分析垂直风切变系数，发现威宁站和贵阳站系数大小接近，在03～25之间。
4小结
毕节市的西部地区，即威宁县为冰雹天气的高发地区，而织金和大方属于次高发区，纳雍县、黔西县、金沙县等海拔较低的地区出现冰雹的频率较低，最少出现冰雹天气的是黔西县；在高海拔地区以及迎风坡出现冰雹频率高，而在较低海拔以及背风坡出现冰雹频率低。
毕节市冰雹天气主要发生在3[CD1]9月，春季的冰雹最多，夏季冰雹日数次之，整体而言，5月是冰雹发生最多的月份，其次是4月，夏季中7月发生频率最高。
过去10a平均冰雹日数为111d，冰雹日数的年变化幅度较小，呈先上升后减少的趋势，2016年冰雹日数突增，是10a中发生次数最多的一年，2018年冰雹日数仅次于2016年，2018年冰雹出现最早，结束的最早。
一天中从下午13：00[CD1]凌晨02：00均可能出现冰雹，在15：00[CD1]19：00这个时段中发生冰雹频率最高，占一天中冰雹发生频率的621%，特别是17：00[CD1]18：00以及18：00[CD1]19：00这2个时段，各占20%和184%。
威宁站和贵阳站发生冰雹的0℃层高度为4000～5000m，-20℃层高度为7000～8000m，-30℃层高度为8000～10000m；贵阳站发生冰雹的SI指数在-137～-54之间；威宁站的抬升凝结高度在646～775m之间，贵阳站在833～876m之间；垂直风切变系数在03～25之间。各参数达到以上范围时发生冰雹概率高。
参考文献
[1]
王瑾，刘黎平.基于 GIS 的贵州省冰雹分布与地形因子关系分析[J].应用气象学报，2008（10）：627-634.
[2] 周永水，汪超.贵州省冰雹的时空分布特征[J].贵州气象，2009（6）：9-11.
[3] 刘俄.贵州冰雹天气的雷达气候统计分析[J].贵州气象，1990（2）：39-41.
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