咸阳市冰雹分布及环流特征分析

2017-03-16史创社丁军窦辉

现代农业科技 2017年2期

史创社++丁军++窦辉

摘要通过对咸阳市历年降雹情况进行统计分析，总结了咸阳冰雹时间分布、空间分布特点及路径；对1991—2010年冰雹历史个例进行分析，总结了咸阳冰雹出现的几种环流形势；同时，对基本物理量场的特征进行总结。

关键词冰雹；时空分布；路径；环流形势；物理量场；陕西咸阳

中图分类号 P426.63 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2017）02-0194-02

咸阳市位于陕西省中西部，其北部为黄土高原南麓丘陵沟壑区，南部为渭河冲积平原。地势由北向南降低，北部丘陵沟壑区之东北、东南为马栏山区及石门山区，属子午岭山系南支。特殊的地理环境使咸阳市成为陕西省冰雹灾害多发区。冰雹灾害成为影响咸阳市农业产量和效益的主要气象灾害之一，研究冰雹形成机理及灾害防御工作对咸阳市农业发展具有重要影响。本文拟通过对咸阳市各县1991—2010年20年的气象资料分析，根据冰雹灾害环流形势特征，分析咸阳市冰雹的气候特点及主要环流形势，以期为数值预报应用提供分析依据。

1 冰雹的分布与主要路径

1.1 时间分布

咸阳市冰雹灾害发生的时间为5—10月，以6—8月最多，属夏季多发雹区类型，与陕西省冰雹发生月际分布相一致。其雹灾发生频数自1960—1970年逐渐上升，1970—1980年出现高峰值，1990年后有逐渐减少的趋势，进入新世纪前几年又出现增多趋势。1991—2010年5—9月共出现冰雹日592站次，月均5.9个雹日，区域性（≥3站）冰雹日46个，月均0.5个。从近20年降雹次数分布来看，每年5月冰雹出现最多，占年发生次数的38%，其中1985年的5月出现冰雹最多，达20县次；其次为7月，达年出现次数的34%。冰雹出现的年月分布不均，最少年仅12县次，最多年达82县次。

冰雹发生主要是以2站和3～4站发生为主，各占冰雹总数的46%和32%，单站和5站或5站以上发生的概率比较低，仅为9.7%和12%。

1.2 空间分布

从全市1991—2010年降雹日数累计分布（表1）来看[1]，从北向南逐渐减少，以旬邑、彬县、淳化为高发区，长武、永寿、礼泉为次高发区，其余县区为低发区。但是雹灾高峰区与冰雹发生高值区并不一致。

1.3 主要路径

咸阳市冰雹有一定的活动规律，它常常随积雨云（俗称雷雨云）的移动路径而降于某一狭长地段内，主要的冰雹路径有5条：一是从甘肃正宁县入境，经旬邑县后掌、土桥、淳化县安子洼、南村，再经泾阳县口镇、白王，翻越泾河南下到达礼泉县境内；二是从甘肃正宁县入境，经旬邑县底庙、彬县龙高乡，越过泾河进入礼泉县北牌、南坊，折向乾县阳洪、马连，抵达兴平；三是从甘肃泾川入境，向東南经长武县马寨、亭口、彬县水帘、新堡子、永寿县碾子沟、永平，由渡马折向偏南方向再经乾县阳峪、漠西，抵达武功；四是从甘肃正宁入境，经旬邑马兰、铜川耀县，再进入三原徐木、大程，或由铜川耀县入境向南经三原陵前、鲁桥，抵达经阳龙泉、雪河、永乐一带；五是从宝鸡麟游入境，经永寿永平、马坊、常宁、上邑到达淳化。

2 冰雹出现的环流形势

2.1 西北气流型

西北气流型是影响咸阳市区域冰雹的最主要环流形势，该类型冰雹占总降雹次数的41%。西北气流型即是产生陕西冰雹过程的一种主要天气形势，也是咸阳市冰雹形成的首要气流型，该环流形式具有气压东低西高的特点，该天气系统的高空冷温度槽是影响系统的主要因素，西北温度差与南、北温度差场较大，西北气流中的冷平流东南下，造成咸阳北部上空降温而达到不稳定，促使热力对流发展，形成阵性冰雹天气[2]。

2.2 高空冷涡型

高空冷涡型环流形势在咸阳区域冰雹发生机理中占重要地位。高空冷涡型冰雹占总降雹次数的32%，也是产生冰雹过程的一种主要天气形势[3]。高空冷涡又是一个深厚的辐合系统。强的正涡度中心及其后部不断有冷空气南下，有利于底层暖湿气流抬升，常造成连续几天的降雹天气且雹灾严重。

2.3 高空冷槽型

高空冷槽型是咸阳区域冰雹发生的又一重要环流形势。高空冷槽型占总降雹次数的22%，对流层内有清楚锋区的高空冷槽，移动性显著。主要降雹机制是锋面移动造成前方暖湿空气抬升而形成。

2.4 高空切变型

高空切变型对咸阳区域冰雹有一定的影响。高空切变型占不足5%，当陕西处于青藏高压和副高之间的低压区时，形成南北切变，使暖湿气流抬升，形成强烈不稳定天气。有时河套以北或以西地区上空有小高压存在时，此小高压和青藏高压前部偏北气流南下时，常东移影响咸阳地区。

3 定量预报指标

3.1 热力条件指标

热力条件指标用500 hPa、850 hPa和300 hPa的温度及湿度表示。当T850-T500≥25 ℃，且500 hPa温度在-12～-8 ℃时或T850-T500在48～55 ℃之间，咸阳市大部分有冰雹，当西安SI<0，延安SI<-2时北部旬邑一带易出现冰雹。K指数方面，K>30 ℃/km易出现冰雹，K<-5 ℃/km易出现冰雹。

3.2 湿度条件

多数是在弱降水后或低压有偏南风条件下，由于水汽条件较好，易形成上干下湿的不稳定层结，850 hPa和700 hPa西安站的T-Td在4～10 ℃之间，易出现冰雹。

4 基本物理量场特征

4.1 大气层结

冰雹产生的一个必要条件是大气层结呈相当强的位势不稳定或对流性不稳定，不稳定层愈厚，愈有利于降雹[4-6]。强对流天气发生前常有一种典型的层结结构，即探空温湿曲线呈现“喇叭型”。沙氏指数是表示大气层结不稳定度的指标，一般SI≤-2时常有降雹天气发生。

4.2 上升气流

上升气流的大小、强弱是冰雹发展的重要因素。深厚的上升气流是破坏阻挡层、释放不稳定能量的重要条件。当700 hPa和850 hPa有切变或辐合存在时，构成了较强的触发机制；当500 hPa有急流、≥12 m/s的强风核、冷涡、短波槽等时，增强了低层的辐合扰动，使上升气流进一步加强，构成了不稳定能量释放的主要动力。两者叠加的过程就是不稳定能量猛然释放、对流发展加强之时。

4.3 水汽条件

冰雹的发生不需要特别充沛的水汽，但适当的水汽和水汽相对集中是必要的。冰雹常发生在低空的湿舌附近，此时低空往往有一支≥4 m/s的偏南风或辐合区。它们为冰雹的形成提供了水汽，又加大了上、下层之间的对流不稳定。暖湿空气的上升，特别是低空的扰动，又为强对流的发展提供了动力条件。

4.4 垂直风切变

高空垂直风切变对于对流云的发展提供了一定的动能，所提供的能量能使对流云冲到对流层顶或以上，向高层发展。强对流的发展常与高空急流的存在分不开。

5 结语

冰雹是咸阳市主要灾害性天气之一，它常伴随局地性强风暴，历时短，破坏性大，地域性强。初夏时段，阴雨转晴或连续干旱是冰雹的多发时段。咸阳北部多于南部、山地多于平原、海拔高的多于海拔低的地区。

6 参考文献

[1] 1991—2010年各年度咸阳市突发公共事件评估报告[Z].咸阳：咸阳市应急管理办公室，2011.

[2] 中国气象局科教司.省地气象台短期预报岗位培训教材[M].北京：气象出版社，1998：221-241.

[3] 张芳，徐亮，苏永玲，等.2004—2010年青海省冰雹天气时空分布特征及环流形势[J].青海科技，2011（4）：58-63.

[4] 顾光芹，史印山，池俊成，等.河北省冰雹气候特征及其与环流异常的关系[J].高原气象，2011（4）：1132-1138.

[5] 林纾，陆登荣.西北地区初夏冰雹及其环流背景气候特征[J].气象科技，2006（4）：400-404.