基于气候变化背景下的人工防雹效果统计检验：以青海省东部农业区为例

采用青海省东部农业区1961--2010年6-9月雷暴日数、降雹日数及雹灾面积资料,利用气候变化趋势分析、历史回归分析及显著性检验等方法,分析了近50a雷暴日数、降雹日数的变化趋势,以雷暴日数变化趋势的最优显著性拟合值为自变量预测了降雹日数的自然变化趋势,并由降雹日数趋势值与自然趋势期望值的差异显著性检验定性说明了气候变化背景下人工防雹效果,通过雷暴日数和雹灾面积的历史回归分析及显著性检验定量估计了人工防雹效果。结果表明：在自然背景也发生同样趋势性变化的情况下,降雹日数在1961--1990年没有显著的减少趋势,未能检验出显著的人工防雹效果;1991--2010年减少趋势显著,通过了0．001信度的显著性检验,人工防雹效果显著。1991-2010年青海省东部农业区平均人工防雹减灾率为52．6％,可信度为95％,但具体年份之间差异较大。     

降雹类型及相关因子的分布特征

通过对全自动雹雨分测计所测16次降雹天气系统自记纸做雹雨分档、同步读数分析,得到5种降雹类型及相关因子的分布特征:(1)降雹强度特大类;(2)降雹强度中小类;(3)降雹总量特大且具有毁灭性灾害类;(4)雹量成脉冲式涌动;(5)降雹云系弱、持续时间长、降雹量小及强度弱。这对研究冰雹云的结构、雹胚的生成起引导作用,为模拟冰雹生成和落地提供了观测数据。     

青海省降雹天气过程K指数统计分析

利用2001年—2006年青海省的7个探空站的资料,将青海省分为7个区域,每个区域用一个探空站的资料,根据2001年-2006年青海省56个气象站的冰雹历史个例,分析了冰雹过程环流背景和每个区域的降雹日数时空分布特征,计算了每个区域探空站的08时的k指数,得出这7个分区发生降雹天气时本区域内的探空站08时的k指数的特点,在做青海省的降雹预报时提供一些依据。     

新乡降雹气候特征分析

利用新乡所辖8个县站建站－1998年气象资料，统计分析了降雹日的地理分布和时间分布特征。结果表明：冰雹的地理分布特征是北部、西部多，南部、东部少；成灾冰雹主要在5－8月（占整个降雹日数的74％），集中在5月下旬－7月中旬（占整个降雹日数的64％），降雹主要发生在14－21时（占93．4％），其中16－17时1个小时内为最多（占42．1％）。     

黔西南州近51a冰雹天气气候特征分析

根据1961-2011年近51a黔西南州8县市测站的冰雹观测资料,利用M—K突变检测、小波分析及相关分析等统计分析方法,分析近51a黔西南州冰雹的时空分布特征及演变规律。结果表明：黔西南州降雹受地形影响较大;降雹概率呈减少趋势,每10a减少1．2次,并在2005年发生了一次明显的突变,雹灾突然减少;降雹主要集中在春季并存在4a与13a的准周期变化。     

吉林省冰雹天气的时空分布

对1990～2003年4～10月吉林省9个市(州)51个气象站冰雹天气的降雹日数、年分布、年变化、日变化和降雹的主要路径等时空分布特征进行统计分析。把近14年与过去30年吉林省冰雹天气气候特征相比较,除冰雹年变化和日变化无差异外,降雹日数年分布和主要冰雹路径有所不同。分析表明,近14年降雹线共9条,大部分大致呈NW-SE走向,其中有2条SW-NE向降雹线穿过全省中部地区。     

德州市冰雹灾害特征及防御

分析德州11县市1957—2009年冰雹记录及全市范围内收集的所有冰雹灾害资料,计算站点冰雹日数线性变化趋势系数,得出年冰雹日数平均每10a减少0.735d。冰雹出现在3—10月,6月冰雹日数最多。降雹主要集中在14—20时。降雹持续时间一般较短,持续10min以内的占81.3%。冰雹最大直径为60mm。用降雹日数与雹灾日数的平均代表各地冰雹灾害频数,选取区域面积、总人口数、国民生产总值作为雹灾防御区划因子,计算雹灾防御区划指数,将德州市冰雹灾害防御区分为3级。     

那曲市历年冰雹日数变化特征及冰雹、雷暴环境条件分析

利用那曲市7个国家气象观测站建站至2015年的冰雹日数资料,分析了那曲市冰雹日数时空分布特征及气候突变情况,并分析了2012—2016年色尼区单站冰雹日、雷雨日个例,揭示了色尼区冰雹、雷暴发生前的环境条件。结果表明:那曲市年平均冰雹日数呈减少趋势,减少趋势最明显的是申扎县,每10 a减少4. 9天,减少趋势最弱的为色尼区和班戈县,每10 a减少1. 9天,减少趋势均通过了0. 01的显著性检验;不同区域各代表站均显示减少趋势且出现突变现象;那曲市冰雹天气具有明显的季节特征,大多集中在6—9月;降雹时间多集中在14—20时,占全天的78%。对那曲市色尼区冰雹日和雷雨(无降雹)日个例分析表明,高原较强对流发生在0℃层高度低(多在1.5 km高度以下)、CAPE值小(多在500 J·kg~(-1)以下)、风垂直切变弱的环境下,与平原地区大冰雹环境差异显著,因而高原冰雹绝大部分为直径5 mm以下的小冰雹,严格意义上应称为霰;雷雨天气低层较雹日的更暖湿,其温度露点差略小于雹日的,露点比雹日的高,因而雹日抬升凝结高度高于雷雨日的。     

贵州威宁1997-2017年冰雹时空变化特征分析

利用威宁县37个人影作业点收集1997～2017年35个乡镇的地面降雹资料,应用统计学方法和ArcGis地理信息分析工具,分析了威宁县冰雹日的年际、月际、日变化特征、空间分布特征以及海拔高程与降雹频次相关性。分析结果表明:威宁县年平均冰雹日数为15.3d,冰雹日数的年际变化总体呈现先减少后增加趋势,但冰雹日数均小于20世纪末期;冰雹日数M-K检验表明从2003年开始冰雹日数呈逐渐上升趋势,在2010年后出现冰雹日数突变现象;冰雹主要发生在4～8月,占整个降雹日的98.36%,春季、夏季多,秋季、冬季少。春季冰雹日数占31.15%,夏季冰雹日数占67.21%;一天内冰雹主要发生在13～21时,占全部冰雹发生次数的85.07%,即午后到傍晚发生频率高;冰雹主要出现在县的北部、中部、西部至西北部、南部至西南部一线,各个乡镇海拔高程与降雹次数存在正相关,相关系数为0.412,降雹次数随地形高程增加呈现增加趋势,降雹次数与经纬度差异没有相关性。以上这些结论可为威宁县冰雹预报指标研究和开展人工防雹提供科学参考,为冰雹防灾减灾提供技术支撑。      

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。     

1965—2016年乌审旗冰雹时空分布特征

利用乌审旗3个站的1965—2016年逐时、逐日冰雹资料,分析乌审旗近52a来冰雹发生的空间分布、年际变化、月际变化和持续时间等特征。结果表明,乌审旗近52a平均降雹日数总体呈减少趋势,平均每10a减少0.8d;1965-1990年冰雹较多;2000—2015年相对较少;3—10月为降雹月,主要集中在6—9月,其中8月最多;一日发生降雹的时间主要集中在14—18时,以15—16、17—18时最多;降雹持续时间以5min以内居多;空间分布为北部降雹日数多于中部及南部。     

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。     

甘肃省天水市近40a冰雹分布特征

根据甘肃省天水市7个气象站1971～2010年冰雹观测资料,分析了近40 a来该地冰雹变化规律。结果表明:天水市的冰雹分布特征呈现明显的日变化和年际变化。日分布以午后型(13～18时)为主,占全年降雹日数的49.1%;月际变化成单峰型,降雹时段集中在5～8月,占总日数的74.8%;年均累计降雹平均日数为6.4 d,降雹总日数呈逐年下降趋势。拔海高的地区冰雹发生较多,山区多于平川地区。影响天水市的冰雹路径大多呈西北—东南方向,降雹天气以西北气流型为主。     

1961-2018年宁夏地区降雹时空分布特征

利用宁夏地区24个国家气象观测站1961—2018年的逐日观测资料，对降雹时空分布特征进行研究。结果表明：①宁夏地区20世纪60至80年代为降雹多发期;②宁夏降雹整体上多发生在夏、秋两季，但不同区域发生时间又有所不同，北部川区降雹类型属于夏季频发型，中南部地区属于春末夏初频发型，两种类型降雹高峰期相差1个月左右;③9成以上的降雹出现在12:00—20:00;④空间分布总体呈现为高原和山地多，平原和沙漠少的特征，主要降雹区域集中在六盘山山脉所在的固原地区。     

1961～2017年遵义地区冰雹时空分布特征

本文利用CIMISS、遵义13个气象站月报表等数据,收集了1961年1月1日至2017年12月31日遵义地区气象站的冰雹、大风和降水情况,从冰雹直径、冰雹时间和空间分布、冰雹与大风的关系、冰雹与降水的关系等方面综合分析了遵义地区冰雹时空分布特征。结果表明：遵义地区降雹以小冰雹为主,发生大冰雹的概率小;降雹持续时间以短时降雹为主,降雹点1日内多次降雹可能性小;降雹日数余庆最多,赤水最少,遵义东部降雹日数最多,中部、西部和北部依次递减,大范围降雹的可能性较小;降雹时间集中在2～5月,其中4月最多,旬分布上看,5月上旬降雹日数最多;遵义地区降雹主要出现在夜间,白天集中在14～20 时;冰雹日数的年际变化和年代际变化总体呈下降的趋势,2011～2020年冰雹日数总和很可能跌破历史极值;降雹点出现大风的可能性较小,但整个遵义地区在同一天内既出现降雹又出现大风的概率高达74.23%;冰雹直径和降雨量之间呈弱的正相关。     

冷涡背景下京津冀地区连续降雹统计分析

首先对冷涡进行定义,利用2000—2011年4—9月天气图普查冷涡,分析冷涡的时空分布特征及生命史特征。应用2000—2011年4—9月京津冀地区176站灾害天气报资料和分辨率为1°×1° NCEP再分析资料,统计分析冷涡背景下京津冀地区4—9月连续降雹天气过程的时空分布特征及其与冷涡的关系。结果表明： 2000—2011年4—9月的冷涡个数呈增长趋势,主要发生在东北地区到贝加尔湖以东地区,70%为长生命史冷涡。2000—2011年4—9月京津冀地区的降雹主要为长生命史冷涡背景下连续降雹,且具有明显的日变化,山区多于平原,北部多于南部。京津冀地区连续降雹主要是位于冷涡中心的偏南方位,能够发生在冷涡的各个时期。连续降雹的位置在冷涡中心偏南200~1200 km,主要受冷涡直接影响和冷涡后部横槽影响。不同移速的冷涡产生连续降雹过程的位置距离冷涡中心的位置不同。     

青藏高原东北侧雹云单体最大垂直累积液态含水量的演变特征及其在降雹定时判断中的应用

以3D-Barnes方案插值的新一代天气雷达反射率因子等高平面资料,用垂直累积液态含水量(Vertically Integrated Liquid Water Content,简称:VIL)的理论模式计算雹云单体在演变过程中的VIL、用MAX函数逐个提取最大VIL(简称;VILmax),采用统计和分段函数处理技术,对2004-2005年5-8月青藏高原东北侧的16个雹云单体的VILmax的演变特征及其与地面降雹的时间关系进行详细分析.结果表明,(1)雹云单体出现降雹时所需的VILmax存在明显的时空差异,但同一雹云单体在演变过程中其VILmax均存在"爆发式增长"和"爆发式降低"现象;(2)雹云单体在首次降雹前4个资料时间间隔(22 min)内其VILmax将出现2次"爆发式增长"现象,出现第1次"爆发式增长"现象时地面不会降雹,维持1-2个资料时间间隔(5-11 min)后出现第2次"爆发式增长"现象时地面开始降雹;同一雹云单体再次降雹时没有第1次"爆发式增长"现象,出现"爆发式降低"现象时地面降雹停止;(3)通过个例总结并定义的雹云单体最大垂直累积液态含水量变化率(简称:GVILmax)的"正(负)峰"现象与VILmax的"爆发式增长(降低)"现象所对应的时间完全吻合,且利用GVILmax "正(负)峰"现象识别雹云单体"爆发式增长(降低)"现象具有明显的指示意义;根据雹云单体GVILmax "正(负)峰"现象与地面降雹的时间关系建立的经验公式计算降雹的时间误差在1个资料时间间隔(5-6 min)内.     

测站降雹和区域降雹气候特征对比分析

应用1960～2001年测站降雹和区域降雹(包括非测站资料)两种资料,对山东省降雹气候特征进行了对比分析,计算分析了山东省两种降雹资料气候图的相似离度。分析结果表明,区域降雹比测站降雹明显偏多,但时间和空间分布趋势基本一致,相似度在86％%以上,应用测站降雹资料制作的气候图具有86％的代表性。     

息烽四坪“980511”降雹天气过程分析

四坪位于我县北部乌江沿岸,以前是多雹区,自乌江电厂建成后,这一带10多年来未降过冰雹,以致在防雹选点时也确定为无雹区未考虑,而1998年5月11日下午,以四坪为中心,几公里范围内出现雹灾,降雹时间长,雹粒大,造成较重的局地雹灾,根据调查情况结合当天的天气形势和地形条件,对本次过程进行分析总结。l调查情况11日下午,天气闷热,偏南风,日照较强,15h左右云层开始增厚,天空逐渐变黑,16h许乌云滚滚,雷电交加,狂风暴雨,夹降冰雹,降雹时间约持续了对讪n,大的直径有4－scm,一般的2－3cm,降雹密集,平地积雹厚3cm,四坪、新…     

呼和浩特地区降雹特征和多年防雹作业情况统计分析

对呼和浩特地区1969～2000年的1375条降雹记录进行了统计分析．得出了呼和浩特地区的多年降雹频率年、月变化和降雹的发生时段、持续时间、雹径尺度、受灾等特征。并且对1985～2000年的3000多条高炮防雹作业情况进行了统计分析．初步得出了呼和浩特地区高炮防雹作业的特点。