陇县冰雹灾害的特征研究

马硕鸿

摘 要：陇县是陕西宝鸡地区典型的冰雹灾害高发区，冰雹灾害带来的损失巨大。本文以陇县 1990-2015年的冰雹统计资料为研究对象，利用 GIS 空间分析方法和统计方法，就 1990--2015年陇县典型冰雹灾害事件资料进行分析研究，并配合实际调查，分析冰雹灾害发作的年度分布特征、月度分布特征和日变化特征，找出降雹时的变化规律。结果显示，陇县降雹集中在 5 月-8 月，占全年度的 80.2%，冰雹月季波动呈单峰型、降雹直径越大，降雹继续功夫越长；降雹具有明显日变化特征，日内 12-20 时是冰雹最集中的时段，占总数的 87%；陇县有明显的四条降雹路径图；雷达回波顶高，垂直液态水含量和云层厚度是判断冰雹灾害的主要指标；宝鸡市人工影响天气办公室在陇县地区设置的炮点显著降低了冰雹灾害对农作物造成的损失，陇县的冰雹灾害的下降趋势与陇县炮点的设置以及大量及时的发射有很强相关性。

关键词：冰雹灾害；灾害特征；冰雹

0 引言

冰雹灾害是源于强对流天气系统引发的一种激烈气候灾害。尽管它表现的领域相对较小，相比而言时间也比较仓促，但来势凶猛强度大，并时常伴有着暴风、强降水、急剧降温等阵发性灾害性气候进程。据相关材料调查整理，中国每一年由于冰雹所形成的经济耗损达几亿元甚至几十亿元。因而，对冰雹灾害时空动乱以及冰雹灾害所构成的耗损状况必须进行很好的掌握，从而更好地防治冰雹灾害，缩小经济损失。陇县地理位置为东经 106°26′32″-107°8′11″，北纬 34°35′17″-35°6′45″，境内沟壑纵横，地势起伏大，高差达 1664 米。该地属于暖温带大陆性季风气候。复杂的地质条件和气候条件使得陇县成为冰雹灾害重发区。为了全面了解冰雹灾害在陇县的发生规律，为陇县的防灾减灾作出贡献，有必要对陇县冰雹灾害的发生条件和发展规律着重进行分析和归纳研究。

1 陇县各乡镇受雹灾情况

宝鸡市陇县乡镇有 10 镇 5 乡 1 个管委会，158 个行政村，1000 个村民小组，总人口 25.03 万，其中农业人口 22.27 万。 宝中铁路、宝汉高速和 212 省道贯通全境，为陕、甘、宁“三省通衢”和边贸重镇。根据宝鸡气象局 1990 年--2015 年的统计资料可得到主要乡镇冰雹发生情况如下：固关镇、河北乡、李家河乡、火烧寨乡为主要受灾地区。固关镇 1990年以来发生冰雹次数最多为 13次，李家河乡 1990 年以来发生冰雹次数为 9 次，河北乡和火烧寨乡从 1990 年来发生冰雹次数为 5 次，新集川乡为 4 次，八渡镇、城关镇、天成镇、温水镇、牙科镇都为3次，曹家湾乡发生次数为 1 次，杜阳镇 1 次，东风镇和东南镇发生冰雹次数为 0次。

2 陇县冰雹时空分布特征

2.1 降雹年度分布

由图1 可知，陇县在 1990 年-2006 年期间降雹次数呈降落趋向。尤其在 20 世纪90 年代最为分明，从 2005 之后，陇县冰雹次数明显下降。这与陇县气象局加强防雹作业有关。这与陇县气象局加强防雹作业有关。如2002陇县受灾情况下降，主要由于该年共发射炮弹87发，作业2轮，共89发发射火箭1枚炮弹78发，保护作物27.2万亩经济效益278万元。

2.2 降雹月季分布

通过整理得，宝鸡市陇县降雹有显著的月份走向趋向，冰雹月季波动呈单峰 型。1月-9月都涌现冰雹，10月-12月没有涌现冰雹灾难。下雹关键会结在 5 月-8月，占据这一整年下雹的 80.2%，此中，7月降雹最多，占27.4%。1990 年-2015 年间降雹日最早出现在 1 月 17 日，最晚出现在 9 月 21 日。下雹强度与下雹的半径以及继续功夫有关系，降雹直径与持续时间呈正比例关系，降雹直径越大，降雹继续功夫越长。其中平均最大雹径为 4cm，持续时间最长为 1h；平均最小雹径为 1cm，持续时间为 10min。8 月和 9 月降雹的直径和时间比其它月份强烈。

2.3 降雹日变化

冰雹具有明显的日变化，冰雹最集中的时段是一日中12-20 时，占总数的 87 %，20-24 时其冰雹的次数占总数的 11%，8-12时其冰雹的次数占总数的 11%，15-17 时是冰雹的高峰时段，占总数48%，1- 08时无冰雹，在一个雹日中最长降雹时间为 9小时，最短为一分钟，以连续出现大于等于3天的降雹日为一个连续降雹过程，6月份最多，占全年的 44%，最长的连续降雹日达7天（1977年 6月21-27日）。

3 冰雹灾害分区及路径分析

对陇县 1990—2015 年实际记录的冰雹灾难的剖析和筛选，由于时间跨度大、记录不详细、以前的工作不规范等原因。在 26 年资料中详细记载的受灾乡镇的 55 次，通过对陇县造成灾难的 55 次灾难资料的剖析研究，寻找冰雹灾难进入该县的区域和每个进入区域在陇县形成的受灾范围，即陇县主要的雹县分布，在 55 次冰雹灾难中有 4 个进入陇县的区域，即河北乡，火烧寨乡，固关镇、新集川乡，关山管委区域。

通过对此 55 次冰雹灾难和受灾乡镇的详细分析和调研，陇县冰雹灾难的冰雹带，即雹线主要有几下几条：

1）从河北乡进入陇县的冰雹带，最主要的是 NE-SE 走向。经过河北乡牵连李家 河乡东邊小面积和城关镇。一共发生的冰雹次数为九次，成灾率为 16.7%。

2）从火烧寨乡进入陇县的冰雹带，最主要的是 N-S 走向，经过火烧寨乡、温水 镇、城关镇。一共发生的冰雹次数为 5 次，成灾率为 5%。

3）从固关镇、新集川乡进入陇县的冰雹带，分为 NE-SE 和 NW-SE 两个走向，NE-SE 走向经过新集川、温水镇、曹家湾镇、愣底下镇、东南镇、牙科乡。NW-SE 走向经过固关镇、曹家湾镇、天成镇、愣底下镇、牙科乡。一共发生的次数为 17 次，成灾率为 30.9%。这条路径冰雹形成于六盘山，它从甘肃华亭县侵入陇县。

4）从关山管委会进入陇县的冰雹带，最主要为 SW-SN 走向，经过关山管委会、关山草原、天成镇。一共发生的冰雹次数为 1 次，成灾率为 2%。这条路径从甘肃张家川县沿关山东南下，危害关山八龙潭地区。

通过图 2可以得出，在四个冰雹带中，重叠乡镇次数最多的是固关镇、城关镇、天成镇。属于特别容易遭受冰雹灾难袭击的乡镇，自统计资料以来，3 次以上的乡镇有 10个，占发生灾难乡镇次数的 66.7%。

为了防止冰雹灾难的发生，首先要对冰雹的发生情况进行检测。在气象站可以通 过雷达回波分布图对灾害进行有效预测。根据对宝鸡地区冰雹灾害机理研究，由雷达 分布图5图6可得出（2013 年 9 月 12 日；2016 年 6 月 12 日）在这两个冰雹灾害天气中，回波强度大于 45dbz，回波顶高 ET 大于负 20 摄氏度层，垂直液态含水量大于 45（kg/m3），有弱回波区并且形成有界弱回波区则百分之百有冰雹下降。

典型的 2016 年 6 月 12 日的大冰雹天气为例分析，12 日下午 6 时至傍晚出现短时强对流天气，暴雨伴随着冰雹大风，冰雹直径最大 40 毫米。早晨凉，湿度大，中午太阳辐射强烈，造成空气对流旺盛，较容易发展成积雨云从而变成冰雹。在云层温度太低，液态水含量大，而下方，天气有相对比较炎热，所以容易形成强对流天气，冰雹也容易发生。因此，陇县的冰雹灾害有以下几点：1）发生季节迟，结束早。陇县冰雹开始于三月，个别情况1月和2月也发生过，从9月开始在没有发生过冰雹天气。2）强度大，破坏性强。陇县出现的强对流天气通常有速度快，突发性强的特点。出现冰雹天气都伴随着暴风和大雨。并且降雹持续时间不长。3）水平尺度小，时间尺度小。陇县冰雹灾害的发生在固关镇、李家河乡的次数最多，在陇县北边冰雹发生最为频繁。并且强对流天气的发生，暴风大雨也都出现。持续的时间也比较小，一般没有超过一个小时，冰雹灾害来得及走的也快。

4 陇县炮点分布及防雹分析

陇县地处青藏高原与黄土高原冷热强气流的交汇点，是陕西有名的多雹区，年均 降雹十余次，最多的一年达 37 次。为了解决雹灾问题，陇县于 1974 年 5 月组建成立民兵女子防雹高炮连。该连在冰雹多发的山头设立炮点，采用高炮打雹云的方法来消除雹灾。

由图 3可得，陇县目前有炮点 15个，分为高山炮和火箭炮，其中，火箭炮 4个，分别在八渡镇、愣底下乡、曹家湾镇、李家河乡，高山炮 11个，分布在新集川乡、东风镇、牙科乡八渡镇临界、天成镇、曹家湾乡、固关镇、火烧寨乡两个、李家河乡、河北乡、温水镇。此外，关山管委会、城关镇、杜阳镇三处没有分布高山炮和火箭炮。对应四个侵入陇县的四个冰雹带，在东北方向有三处炮点，其中，高山炮两个，火箭炮一处。在西北路路径处有炮点 12 处，其中高山炮三处，火箭炮九处，共同防护冰雹，并且保護了陇县人民的生命财产。

2002陇县受灾情况下降，主要由于该年共发射炮弹87发，作业2轮，共89发发射火箭1枚炮弹78发，保护作物27.2万亩经济效益278万元。2003年6月三七炮弹共耗弹26发，三七火箭弹两枚，保护了22.6万亩庄稼。在2004年，陇县共耗弹182发，三七火箭弹6枚，保护了27.2万亩庄稼，获得效益278万。对2005年的统计7月发射炮弹34发，保护了37平方公里庄稼，获得效益50万。对于2006年的资料统计，2006年1月17日共耗弹342发，保护庄稼1500亩，获得效益600万。6月18日，共耗弹1447发，保护庄稼1000亩，获得效益78万。陇县炮点的设置在降低冰雹灾害方面起到了很大的作用，因此更要加强对于冰雹的提前预防。

5 结语

（1）从对陇县冰雹灾害 20 年的数据资料的整理、总结，分析得出 4 个进入陇县的冰雹路径，对 20 年来冰雹灾害发生的年、月和日等不同时间尺度的分布特征进行 分析，结果显示：陇县年降雹呈下降的趋势，冰雹月季波动呈单峰型、降雹直径越大，降雹继续时间越长。降雹具有明显日变化特征，主要集中在 5 月-8 月，占据这一整年下雹的 80.2%，日内的 12-20 时是冰雹最集中的时段，占总数的 87%。

（2）陇县炮点的合理设置以及炮弹的及时发射对于陇县冰雹高发期的农作物保 护意义重大，陇县北部固关镇和李家河乡是降雹最频繁的地区，这两个地方的天气特 征利于冰雹的发生，应加强这两个地方冰雹灾害的预警和防护。

（3）通过监测天气情况和雷达回波图，回波强度、回波顶高和垂直液态水含量 等指标均可预测冰雹的发生，回波强度大于 45dbz，回波顶高 ET 大于负 20 摄氏度层 或者垂直液态含水量大于 45（kg/m3）时，冰雹发生概率较高。