1961～2015年中国地区冰雹持续时间的时空分布特征及影响因子研究

本文利用1961～2015年（55年）中国地区577个地面观测站的冰雹资料,应用统计学方法,分析了冰雹持续时间的空间分布、年际变化以及日变化特征,包括站点降雹累积持续时间、平均单次降雹持续时间、区域平均单次降雹持续时间、小时降雹累积持续时间和总降雹累积持续时间。结果表明:（1）1961～2015年中国地区站点降雹累积持续时间与海拔高度呈现较高的正相关关系,相关系数高达0.99。站点降雹累积持续时间的最大值出现在青藏高原地区,累积持续时间高达250分钟,其次为内蒙古中部以及东北部的山区地带,累积持续时间约为150分钟。（2）1961～2015年平均单次降雹持续时间呈现上升趋势,55年冰雹累积持续时间大约增长1分钟,且通过了95%信度水平的显著性检验。（3）西北地区、北部平原地区和东南地区在1961～1980年期间,区域平均单次降雹持续时间都有显著的下降趋势,而在1970～2015年期间西北地区和青藏高原地区呈现显著的上升趋势。1961～1980年期间区域平均单次降雹持续时间在西北地区的长期趋势变化主要受到日最低气温以及温度日较差长期年际变化的影响,在北部平原地区仅与温度日较差相关,而在东南地区与三个对流参数都有较好的相关性;1970～2015年和1961～2015年期间西北地区和青藏高原地区的区域平均单次降雹持续时间的上升趋势分别与这两个区域的区域平均日最高气温、日最低气温呈正相关。（4）单次降雹持续时间的日变化明显,午后至夜间出现的冰雹持续时间长于凌晨和上午的冰雹持续时间,持续时间峰值出现在当地时间17时和18时。本文还利用探空资料分析了对流有效势能和Totals-totals指数与冰雹持续时间的关系,结果表明中国地区20时（北京时）的对流有效势能和Totals-totals指数可能是冰雹持续时间日变化的影响因子之一。     

1968—2017年湖南省冰雹时空分布特征

基于湖南省92个站点1968—2017年冰雹观测资料,采用回归分析、小波分析、主成分分析等方法,研究了湖南冰雹时空分布特征。结果表明,湖南近50年冰雹天气年际下降趋势显著,近20年来有记录的冰雹天气发生频次明显降低。湖南初次降雹的时间都集中在1—3月。冰雹月季变化显著,一年中以3月冰雹最多,2月的次之,从5月份起雹日骤然减少。春季是降雹最多的季节,占雹灾总数的56.06%,冬季的次之,夏季和秋季冰雹发生频率分别仅为全年的2.53%和0.69%。年冰雹日数主要存在4~5 a和19 a左右的振荡周期,20世纪90年代前还存在明显的9~10 a的振荡周期。各季节冰雹日数振荡周期不一。湖南冰雹空间分布呈自湘西北向湘东南递减的规律,年冰雹日数的空间分布特征与春季、冬季冰雹分布特征相似。湘北和湘中地区冰雹天气年际变化以下降趋势为主,湘南地区其气候趋势变化不明显。对湖南近50年冰雹日数进行主成分分析的前3个主要模态,在空间向量场上分别呈现出全省一致型、地势主导型和南北呼应型。     

西北地区冰雹时空分布特征

应用1991—2000年西北地区基本站资料,统计分析了西北地区降雹的时空分布特征。结果表明：西北地区降雹主要的高频区在青藏高原中部、祁连山和天山山脉西段,并呈带状分布,多雹中心一般位于东西走向山脉的南坡,南北走向山脉的东坡。西北地区降雹旬、侯分布不均匀,产生双一多峰特征,从多雹区各代表站的旬或候际演变看,高原北部降冰雹来的比其南部早且持续时间长,但降雹日数明显少于其南部。天山山脉、祁连山降雹盛发期处于波动状态而高原中部降雹盛发期比较集中。     

延安市冰雹时空分布及灾害特征

利用延安市2011—2020年13个国家气象站的冰雹观测资料和各县区防雹作业点收集的冰雹资料,对延安市冰雹时空分布及灾害特征进行了分析。结果表明：延安市2011—2020年每年均有冰雹出现,年均冰雹日23.2 d;冰雹主要出现在6—8月,占总冰雹日数的75%,7月最多;15—18时为一日中出现冰雹的高峰时段;冰雹直径主要在10 mm以下,最大冰雹直径为60 mm;冰雹落区离散性强,单个冰雹日主要以影响1～2个县区为主,占总冰雹日数的63%。1日内影响范围涉及11个县区的仅有1次;冰雹日以出现1 d为主,2016年连续11 d出现冰雹天气过程,期间有10 d造成雹灾,属历史罕见。宝塔区、黄龙县、洛川县、富县、延长县、宜川县为冰雹多发地带,也是雹灾多发区。全市冰雹成灾率为50.0%;4—10月均有冰雹灾害发生,9月成灾率最高;10 a间因冰雹灾害造成的直接经济损失累计达30余亿元。     

宁夏冰雹时空分布特征

利用宁夏20个气象站1961～2006年冰雹天气实测资料及NCEP/NCAR再分析资料,统计分析了宁夏冰雹日数的空间分布、年际变化、月际变化和持续时间等时空分布特征.分析表明:宁夏20世纪60～80年代为冰雹多发期;冰雹集中出现在4～9月;受地形和海拔高度的影响,南部山区是宁夏冰雹的多发区.90年代以后冰雹日数、同日出现冰雹的地域范围、冰雹持续时间均明显减少,大气环流的变化起着主要的作用.     

1961—2020年贵州冰雹气候特征

基于1961—2020年贵州省84个地面气象观测站的冰雹天气观测资料,分析贵州冰雹的时空分布特征,并对首末次降雹时间、冰雹直径、持续时间等开展讨论,最后提出人工防雹的建议。结果表明,贵州年平均冰雹日数空间分布不均,呈现西多东少、中部多南北少的特征;近60 a冰雹日数呈显著（P<0.01）减少趋势;每年2—5月是贵州降雹频发月份,占全年雹日的85.0%;雹日中14:00至次日02:00是降雹的多发时段;近60 a贵州冰雹首次出现的平均时间从2月下旬至5月中旬自东向西推进,而末次出现平均时间从3月下旬至7月下旬自东向西依次结束;冰雹直径以中冰雹出现的频率最大达68.9%,一次冰雹的持续时间主要集中在10 min以内。因月季变化、日变化、首末次冰雹出现时间均存在明显地域差异,各地开展防雹工作时应充分掌握本地的冰雹规律,合理安排人工防雹各项工作。     

贵州省冰雹的时空分布特征

利用贵州省1971--2007年观测站有记录的实测冰雹资料,采用统计分析的方法,较系统地研究了贵州省冰雹时空分布特征。结果表明：贵州省冰雹主要分布在中部以西地区,多雹中心出现在六盘水市、黔西南自治州北部和安顺市西部。贵州省冰雹出现季节和月份以及时间上的不均,季节变化来看春季冰雹最多而秋季冰雹最少,同时春季还是大冰雹多发的季节;月份变化上4月冰雹最多而9月冰雹最少;发生时间变化上则是17-19时最多而05—07时最少。通过以10a为周期对最近30a的冰雹频数研究还发现,贵州的冰雹发生频数呈现逐渐减少的趋势。     

1980-2018年青海高原冰雹分布特征及其关键影响因素分析

基于青海高原50个地面气象观测站点1980-2018年的观测数据,结合欧洲中心ERA-Interim再分析资料,利用线性倾向估计、皮尔逊相关分析以及概率密度分布等方法,揭示青海高原降雹频次、大小、持续时间的时空分布特征,以及海拔高度、特殊层高度和气温变化对冰雹分布特征的影响.结果 表明:近39年来,青海高原年降雹次数总...     

河南省冰雹时空分布及天气形势特征

利用河南省121个气象台站1971—2010年共40a的冰雹资料,应用统计学方法,分析了河南省冰雹日的年际、月际和日变化特征,以及降雹的落区和范围等空间分布特征等,结果表明:河南省冰雹的年际变化较不稳定,20世纪80年代到90年代中期冰雹日出现较多,到21世纪初又出现一个小高峰,2006年之后则保持较低值;每年4—8月为河南省冰雹多发期,而冰雹在一天之内绝大部分发生在午后到傍晚,这是由形成冰雹的热力条件决定的。40a间冰雹主要发生在河南省中北部、西部和西南部山区,而在东部和东南部的平原地区冰雹发生次数较少。通过对1999—2010年45个冰雹日天气形势的分析发现,河南省易产生冰雹的4种主要天气形势分别为西北气流型、东北冷涡型、华北冷涡型和低槽型,西北气流型造成的冰雹日为最多,低槽型冰雹日最少,不同天气形势背景下的降雹落区有较大差异。     

黑龙江省冰雹的时空分布特征

利用1960-2018年83个气象观测站的数据资料对黑龙江省冰雹天气的时空分布特征进行研究。结果表明,1960-2018年黑龙江省累计发生冰雹6228站次,其中1972年的全年累计降雹次数最多(为230站次),2008年最少(为27站次)。降雹次数的增长速度从5月初开始迅速增加,到9月底趋于平稳,其中7月中旬到8月下旬增长缓慢。全年的冰雹次数共出现三个峰值和两个波谷。黑龙江省初雹日发生在3月下旬-4月下旬,终雹日出现在9月中旬-11月下旬。冰雹主要发生在5-9月(约为91%),具有明显的季节变化。冰雹分布受地形因素影响很大,山地及其迎风坡降雹机会较多,其次是江、河沿岸地带,平原区相对很少。     

武威市冰雹灾害气候特征及短时临近预报

冰雹天气是武威市多发的灾害天气之一。利用1961—2010年武威市5个气象站冰雹资料,采用统计学方法分析武威市冰雹天气的时空分布特征及变化趋势;选取1991—2010年5—9月武威市逐日NCEP再分析资料,对冰雹天气进行诊断分析并进行短时临近预报。结果表明:武威市冰雹有明显的地域特征,南部天祝山区冰雹日数远多于其他地区,占武威市冰雹总日数的76.1%。武威市逐年代及年冰雹日数总体呈减少的趋势,6—8月是冰雹的高发期,冰雹日数占全年冰雹总日数的80.2%。冰雹的日变化明显,11—19时为冰雹多发时段,集中发生时段为13—16时,冰雹的平均持续时间为10 min。结合当地实际可知,影响武威市的冰雹云大部分是由天祝县境内生成发展或从青海省移动来的。依据气流的南北配置将发生冰雹的环流形势分为3大类,分别为西北气流型、西南气流型和西风气流型。采用相关系数、经验预报和最大靠近原则等诊断分析方法,确定各类型冰雹的预报指标和阈值。诊断模式为冰雹的预报预警提供了客观有效的指导产品。     

1951-2008年辽宁冰雹的时空分布特征

选取1951-2008年辽宁省56个站气象资料和中国气象灾害大典等资料,对冰雹时空分布进行了统计分析。结果表明：辽宁冰雹日数以山地为最多,丘陵次之,平原和沿海最少。移动路径基本与山脉、河流、海岸线等地形走向一致。冰雹具有明显的季节变化,主要出现在4-10月。5-6月为冰雹多发期,6月为最多,5月次之。近30a辽宁省年冰雹日数呈减少趋势。冰雹发生主要集中在中午至傍晚。辽西走廊、辽宁中部平原及辽东半岛南部大连地区为冰雹灾害重点防御区。产生冰雹的天气系统按高空形势分类主要有4种：冷涡、冷涡后部横槽、高空槽和槽后西北气流,对应地面形势多为低压冷锋。     

青海省东北部近41a降雹持续时间时空分布特征及影响因子研究

利用青海省东北部11个地面观测站1980-2020年的降雹和高空资料,分析了降雹持续时间的时空分布及海拔、气温、相对湿度、0°和-20°高度层变化对降雹持续时间的影响。结果表明：近41a青海省东北部站点平均单次降雹持续时间的最大值出现在化隆县,高达9 min,最小值出现在同仁县,仅为4.89 min;年平均降雹持续时间以0.9 mim/10a趋势下降,持续时间小于9 min频率最高,占总观测次数的73.55 %;降雹持续时间月变化明显,日变化呈单峰型,峰值出现在午后16时,占总降雹累计持续时间的19.12 %;降雹持续时间与海拔高度呈显著的正相关,相关系数高达0.81(通过α=0.05显著性检验);降雹持续时间的减少与平均气温升高、0 ℃和-20 ℃层高度升高、气温日较差及相对湿度的减小相关。     

2017年7月昭通冰雹天气分析

本文利用NCEP再分析资料、宜宾和威宁探空资料、昭通多普勒天气雷达观测资料对2017年7月昭通出现的冰雹灾害天气进行统计分析,结果表明出现的冰雹天气具有以下几个主要特征：1)冰雹的发生与西太平洋副热带高压、青藏高压有紧密的联系; 2)在干入侵、上干下湿、湿层深厚这三种中低空配置下昭通都可能会出现冰雹天气;3)订正到14时后的对流有效位能比08时的更具指示意义;4)冰雹云的最大回波强度在55dBz以上,回波顶高达到10km以上,风暴顶高超过回波顶高的70%,最大单体垂直液态含水量值在14 kg/m₂以上。     

基于SPEI的1961—2015年淮北地区干旱时空分布特征

基于标准化降水蒸散指数（SPEI）,利用淮北地区108个气象站逐月气温、降水观测资料,采用线性趋势、M K突变检验等方法,从不同时间尺度（年、季）和干旱程度（轻旱、中旱、重旱和特旱）分析了淮北地区1961—2015年干旱频率和时空变化特征。结果表明：淮北地区1961—2015年总体呈干旱略加强趋势,其中1998—2001年干旱发生最频繁,干旱强度、极端干旱及中等干旱的频次均呈增加趋势。2011年淮北地区干旱程度发生了突变性增强;20世纪90年代起淮北地区夏季经历了先湿后干的转变,2013年是夏季转向干旱化的突变点。秋冬两季是淮北地区发生干旱频率较高的季节。秋季干旱分布广、旱情最为严重,淮北地区北部是秋季干旱的高发区;冬季发生中旱以上干旱的地区分布较广,主要位于淮北地区内的安徽片西部和江苏片中部。春夏季发生高频率干旱的区域相对较小。     

1961-2009年新疆伊犁地区暴雨日数时空变化特征

根据1961-2009年伊犁地区10个自动站逐日降水资料,采用线性趋势、累积距平、M-K 突变检验、以及周期分析等方法,分析近 49 a暴雨日数的年代际、年际、月、旬、空间的变化规律及其周期变化,并对该地区近 49 a暴雨日数进行突变检验。结果表明：近49 a来伊犁地区的暴雨日数呈上升趋势,其线性倾向率为0.107 d/10 a;暴雨主要发生在5-7月,约占总数的73.2 %,其中6月最多,7月次之;暴雨异常偏少年为1995年,暴雨异常偏多年为1996、1999、2002、2003和2007年;暴雨日数由西向东、由北向南均呈逐渐增加趋势;暴雨日数发生频次存在显著2.8 a左右年际变化周期。     

基于紫外辐射测量冰雹的新方法研究

冰雹对农业、工业等会造成很大危害,多年来一直没有一种比较有效、简单的方法来对冰雹进行测量和预测.本文给出了一种利用测量闪电中紫外线的方法进行冰雹的测量和预测的方法和设备,经实验验证,这种方法能够较精确地测量出冰雹存在的类型(非雹云、弱雹云和强雹云),从而为有效地进行消雹作业提供依据.     

贵州中西部冰雹云中闪电特征观测研究

利用贵州省三维闪电监测网资料、新一代天气雷达资料、地面观测资料,对贵州省中西部地区13次冰雹天气过程中闪电特征进行了分析。结果表明：雹暴整个生命史内主要以负地闪为主,且伴随强降水。冰雹云发展阶段,降雹区域闪电频次增加明显,降雹前闪电频次变化均出现“跃增”,部分降雹点出现闪电频次二次跃增;冰雹云消散阶段,闪电频次显著减少。冰雹云总闪、正闪均高于雷雨云,5 min闪电频数大于16次且闪电频次上升度大于12次/5 min可作为识别冰雹云的参考指标。另外,降雹落区与闪电密度中心区域较为吻合,闪电密度中心位置略偏降雹位置之前,闪电逐时分布标识出冰雹云的发展移动方向。以上这些特征可以为冰雹识别、冰雹短时预警预报及人工防雹作业提供参考。