1961—2017年遵义地区冰雹时空分布特征

张云秋，唐 海，陈茜茜，胡玉娟

(1.贵州省遵义市气象局，贵州 遵义 563000；2.贵州省仁怀市气象局，贵州 仁怀 564500；3.贵州省余庆县气象局，贵州 余庆 564400；4.贵州省绥阳县气象局，贵州 绥阳 563300)

1 引言

冰雹是重大灾害性天气之一，也是遵义地区常见的灾害性天气，突发性强，给农业和基础设施等带来了极大的危害，冰雹直径越大，降雹持续时间越长，往往造成的灾害就越大。目前对冰雹的预报还有许多有待解决的难题，它的发生也时常伴随其他灾害性天气，如大风、暴雨等。例如2016年5月6—7日，遵义市10县(市、区)59个乡镇遭受暴雨和冰雹灾害，受灾人口66 338人，农作物受灾面积3 697 hm2，2户农房倒塌，316户农房不同程度损坏，直接经济损失1 978万元，此外强对流天气还造成桐梓县楚米至松坎段铁路塌方中断，桐梓县火车站滞留客人3 000余人。了解冰雹发生的时间分布、空间分布、大小分布及它与其他灾害性天气之间的关系，有助于给灾害性天气预报提供更多的参考和依据。高晓梅[1]等和刘晓璐[2]等人从冰雹直径、冰雹持续时间、时空分布等方面详细地分析了冰雹时空分布特征，清晰地展现了当地冰雹的各种信息；肖蕾等[3]统计分析了1984—2011年遵义市的冰雹发生县次，通过线性拟合显示其年际变化呈现逐年增多的趋势；张蕾[4]等统计了1971—2004年遵义市各地的冰雹记录，建立了较完整的冰雹资料库，通过对冰雹过程天气系统的垂直分析，提出了预报着眼点。遵义地区各气象站开始地面观测的时间不同，桐梓站和湄潭站开始记录于20世纪30—40年代，汇川站开始记录于2005年，其余11个气象站开始记录于20世纪50年代，为了使分析数据既完整又具有代表性，需要各站在统计时段内都在运行地面观测业务，因此本文选取1961—2017年各站(除汇川站)的冰雹资料进行统计分析。

2 资料的分析与处理

为了确保统计数据的完整性和可靠性，本文通过对比分析CIMISS数据环境、遵义地区13个气象站(赤水、习水、桐梓、仁怀、遵义、播州、绥阳、正安、道真、务川、湄潭、凤冈、余庆，另外汇川站建站时间较晚，不纳入统计)月报表、遵义各县(市、区)县志或气象志、决策服务材料等途径的冰雹、大风和降水数据，对其中的疑误和缺测数据进行判断或剔除，收集了1961年1月1日—2017年12月31日遵义地区的冰雹、大风和降水情况，利用SPSS(Statistical Product and Service Solutions)等软件进行统计分析和相关分析。

本文定义1 d内在遵义市各县(市、区)出现1次或多次降雹现象为1个冰雹日，以北京时20时为日界。

3 冰雹直径和降雹持续时间特征

3.1 冰雹直径

冰雹直径<2 cm为小冰雹，直径2 cm以上的为大冰雹[5]。根据1961—2017年记录的169站次冰雹直径进行统计分析，如表1所示，冰雹直径为0.2～0.5 cm发生的概率最大，大于4.0 cm的概率最小，冰雹直径越大，发生的概率越小。据记载，1971年5月23日遵义站观测到的冰雹直径最大，最大冰雹直径为7.5 cm，冰雹平均重量20 g。

表1 遵义地区不同冰雹直径的次数占总冰雹总数的百分比Tab.1 Percentage of the number of different hail diameter in total in the Zunyi area

3.2 降雹持续时间

由于夜间降雹时间的记录较少，因此只对1961—2017年白天的降雹持续时间进行统计分析，共计150个降雹日。如表2所示，遵义地区降雹持续时间为1～5 min的占比最大，16～20 min的占比最小；同一站点1日内只有1次降雹的有130 d，占冰雹总日数的86.67%，1日内连续2次降雹的有19 d，占冰雹总日数的12.67%，1日内连续3次降雹的只有1 d，占冰雹总日数的0.66%。

表2 遵义地区不同降雹持续时间的次数占总冰雹总数的百分比Tab.2 Percentage of the number of different hail durations in total in the Zunyi area

4 冰雹气候特征

4.1 冰雹日数的空间分布

1961—2017年遵义地区13个气象站共有降雹记录291 d，年平均冰雹日数为5.1 d。由图1可知，余庆冰雹总日数最多，为51 d，赤水、道真、务川降雹相对较少，冰雹总日数分别为10 d、13 d、20 d，其余县(市、区)冰雹总日数在29～45 d之间。

图1 1961—2017年遵义地区各站降雹日数分布图Fig.1 Distribution map of hail days at stations in Zunyi area between 1961 and 2017

从区域来看，遵义东部(湄潭、凤冈、余庆)的降雹日数最多，平均日数为39.7 d，随后依次是中部(桐梓、绥阳、遵义城区、播州)38.5 d、西部(赤水、习水、仁怀)24 d、北部(务川、正安、道真)21 d。

4.2 冰雹日数的时间分布

由图2a可见，1961—2017年，除9月未出现降雹外，其余月份均出现过降雹，降雹主要集中在2—5月，其中4月冰雹日数最多，占冰雹总日数29.90%，3月占24.05%，5月占18.90%，2月占11.00%，其余月份占比较小。

通过对2—5月的旬降雹日数分析发现(图2b)，2月上、中、下旬降雹日数分别占2月冰雹总日数的12.50%、40.62%、46.88%，呈递增趋势；3月上、中、下旬降雹日数分别占3月冰雹总日数的22.86%、40.00%、37.14%；4月上、中、下旬降雹日数分别占4月冰雹总日数的26.44%、39.08%、34.48%；5月上、中、下旬降雹日数分别占5月冰雹总日数的65.45%、20.00%、14.55%，呈递减趋势；降雹概率大值区主要集中3月中旬—5月上旬，成波动变化，其中5月上旬降雹日数最多，为36 d。

4.3 冰雹日变化

图2 1961—2017年遵义地区每月冰雹日数的时间分布(a)和冰雹日数的旬分布(b)Fig.2 The monthly distribution of hail days in Zunyi (a) and the distribution of hail days in every ten-day( (b) between 1961 and 2017

图3a为1961—2017年遵义地区冰雹日数的日分布，由图可见，降雹主要出现在夜间，降雹概率为58.01%，18—20时的降雹概率最大，为 17.22%，16—18时降雹概率为12.69%，14—16时为7.55%，12—14时与10—12时的降雹概率都为1.81%，08—10时降雹概率最小，为0.91%。

在遵义地区291个降雹日中(图3b)，1 d内仅1站出现冰雹天气的日数最多，为210 d，占冰雹总日数的72.16%；1 d内有2站的为54 d，占冰雹总日数的18.56%；1 d内有3站的为21 d，占冰雹总日数的7.22%；1 d内有4或5站的都为3 d，分别占冰雹总日数的1.03%，1 d内出现6站或6站以上的天数为0。综上说明遵义地区的冰雹天气局地性较强，出现大范围降雹的可能性小。

5 冰雹日数年际变化和年代际变化特征

图3 1961—2017年遵义地区冰雹日数的日分布(a)和日冰雹出现站数的分布(b)Fig.3 Daily distribution of hail days in Zunyi (a) and distribution of daily appeared stations of hail (b) between 1961 and 2017

图4 1961—2017年遵义地区冰雹日数年变化(a)和1961—2010年遵义地区冰雹日数年代际变化(b)Fig.4 Annual change of hail days in Zunyi from 1961 to 2017 (a) and interdecadal change of hail days in Zunyi from 1961 to 2010 (b)

图4a为1961—2017年遵义地区冰雹日数的年变化，可以看出年冰雹日数总体呈现下降趋势。1963年冰雹日数最多，为14 d；2014年和2017年冰雹日数最少，为0 d。图4b是1961—2010年遵义地区冰雹日数的年代际变化图，以10 a为周期，可以看出10 a冰雹日数总和逐渐减少，1961—1970年最多，为80 d，2001—2010年最少，为32 d，减少了60%；1981—1990年和1991—2000年分别是48 d和47 d，基本持平。

2011—2017年的冰雹日数总和为15 d，1998—2017年之间连续3 a冰雹日数总和最大值为14 d，最小值为3 d，而且图4a显示遵义地区冰雹日数总体呈下降趋势，因此可以预测2011—2020年冰雹日数总和要超过2001—2010年(32 d)的可能性很小，此10 a很可能跌破历史极值。

6 冰雹与降水量和大风的关系

6.1 冰雹与降水量的关系

从1961—2017年遵义地区405站次的降雹分析可得，降雹点降小雨的概率为42.96%，降中雨的概率为25.19%，降大雨的概率为21.73%，降暴雨的概率为9.14%，降大暴雨的概率为0.98%。通过对同一地点的冰雹直径和降水量进行相关性检验，相关系数为0.356，呈弱的正相关，通过了0.01水平的显著性检验，说明总体来看，冰雹直径越大，同一地点的降雨量则可能越大，反之亦然。

6.2 冰雹与大风的关系

1961—2017年遵义地区大风日数共计582 d，大风站点共计858站次，冰雹日数共计291 d，冰雹站点共计408站次。同一天内降雹点出现大风的共计65站次，占大风总站数的7.58%，占冰雹总站数的15.93%；遵义地区同一天内既出现降雹又出现大风的共计216 d，占大风总日数的37.11%，占冰雹总日数的74.23%，其中大风站数为1站占比最大，为78.10%，其次为2站10.65%(表3)。

表3 遵义地区不同的大风站数的出现日数(冰雹大风同一天出现)占总冰雹日数的百分比Tab.3 The number of days that different number of gale stations as a percentage of total hail days in Zunyi(Hail and gale appeared on the same day)

7 小结与讨论

以下结论均来自1961—2017年之间的气象站数据分析：

① 遵义地区降雹以小冰雹为主，占90.54%，发生大冰雹的概率较小，占9.46%；降雹持续时间以短时降雹为主，20 min以上的降雹仅占6.67%；同一站点1 d内只有1次降雹的占比最大，达到86.67%。

② 从单站来看，余庆降雹日数最多，赤水降雹日数最少；从区域来看，遵义东部降雹日数最多，随后依次是中部、西部和北部。

③ 遵义地区除9月外，其余月份均出现过降雹，降雹主要在2—5月，其中4月最多。2月上、中、下旬的降雹日数呈递增趋势，5月上、中、下旬呈递减趋势，降雹概率大值区主要集中在3月中旬—5月上旬，成波动变化，其中5月上旬降雹日数最多。

④ 遵义地区降雹主要出现在夜间，白天降雹主要出现在14—20时之间，其中18—20时的降雹概率最大，08—14时的降雹概率最小。1 d内仅1站出现冰雹天气的日数最多，达到72.16%，局地性强，出现大范围降雹的可能性小。

⑤ 冰雹日数的年际变化和年代际变化总体呈现下降趋势，2011—2020年冰雹日数总和很有可能跌破历史极值。

⑥ 降雹点降小雨的概率最大，降大暴雨的概率最小，冰雹直径和降雨量之间呈弱的正相关，冰雹直径越大，同一地点的降雨量则可能越大。降雹点出现大风的可能性较小，但是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%，因此在预报预警冰雹时，大风也要重点关注。