黔西南州近51 a 冰雹天氣氣候特征分析

崔 庭，趙玉金，孫旭東，肖 偉，黃天福

(1.貴州省黔西南自治州氣象局，貴州 興義 562400;2.貴州省興仁縣氣象局，貴州 興仁 562300;3.貴州省六盤水市氣象局，貴州 六盤水 553001)

1 引言

冰雹天氣是影響黔西南州的重要災(zāi)害之一，它具有空間尺度小，時(shí)間尺度短，突發(fā)性強(qiáng)，破壞力大的特點(diǎn)，黔西南州每年都不同程度的遭受冰雹天氣襲擊，給人民的生命財(cái)產(chǎn)安全、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等等帶來嚴(yán)重的威脅。因此，深入研究冰雹發(fā)生前的天氣氣候特征非常有必要。幾十年來，國內(nèi)外許多學(xué)者在冰雹的時(shí)空分布特征，天氣氣候特征、預(yù)報(bào)方法等研究上做了大量工作。顧光芹等［1］等通過研究河北省冰雹氣候特征及其與環(huán)流異常的關(guān)系得出了冰雹出現(xiàn)頻次與大尺度環(huán)流有關(guān);陶云等［2］對云南冰雹的變化特征進(jìn)行分析得出了冰雹的頻次對氣候變暖有極好的響應(yīng)，氣候變暖冰雹頻次偏少，反之則偏多;陳曉燕等［3］對黔西南州冰雹時(shí)空分布及春夏冰雹環(huán)境條件分析，得出了黔西南州降雹的0°C 層與－20°C 層的高度。

黔西南州經(jīng)濟(jì)是以農(nóng)業(yè)為主的地區(qū)。在全球變暖的大背景下，本地區(qū)發(fā)生極端天氣氣候事件也尤為頻繁，影響黔西南州農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的災(zāi)害性天氣主要有低溫凝凍、干旱、冰雹、暴雨等，因此，提高氣象防災(zāi)減災(zāi)能力，加強(qiáng)災(zāi)害性天氣防御和應(yīng)對，是促進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的重要措施。

2 資料和方法

本文選取黔西南州氣象臺(tái)提供的黔西南州8 個(gè)測站1960—2011年的逐月冰雹統(tǒng)計(jì)資料。統(tǒng)計(jì)某站的冰雹日數(shù)時(shí)，只要該站在某日觀測到一個(gè)或以上時(shí)次冰雹現(xiàn)象，不論時(shí)間長短，都定義該站該日為一個(gè)冰雹日。本文主要利用M—K 突變檢測、小波分析及相關(guān)分析等統(tǒng)計(jì)分析方法。

3 時(shí)空分布特征

3.1 地理分布特征

黔西南州位于104°31'～106°32'E 和24°37'～26°11'N 之間，地處黔、滇、桂三省區(qū)結(jié)合部，系云貴高原東南邊緣山地向廣西丘陵山地過渡的斜坡地帶，海拔高差明顯呈西高東低型，晴隆、普安位于黔西南州北部，興義、安龍、興仁、貞豐位于州中部一線，冊亨、望謨位于西南部。降雹最多的縣份是晴隆縣，平均每年3.2 次，最少望謨縣，平均每年0.6次。經(jīng)統(tǒng)計(jì)計(jì)算可知，黔西南州年平均降雹日數(shù)與海拔高度呈較好的正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)達(dá)0.938，說明海拔越高的地方，降雹的概率越大，這也是合理布局防雹地點(diǎn)的依據(jù)。

3.2 冰雹的長期趨勢

3.2.1 年際分布特征 圖1 是黔西南州冰雹年際變化曲線、趨勢線。從1961—2011年逐年降雹序列可以看出，1969、1997年降雹日數(shù)最多，為29 次;1962、2010年降雹日數(shù)最少，為4 次。從趨勢線可以看出，黔西南州降雹概率趨勢是趨于減少的，每10 a 減少1.2 次，此傾向率通過了α =0.05的顯著性F 檢驗(yàn)。從2000年以后，全州冰雹呈明顯減少趨勢，這可能與全州大規(guī)模開展人工防雹作業(yè)有一定的關(guān)系。

圖1 1961—2011年降雹逐年變化和線性趨勢圖

3.2.2 黔西南州冰雹發(fā)生的突變分析 氣候突變是氣候從一個(gè)平均值到另一個(gè)平均值的急劇變化，它表現(xiàn)為氣候變化的不連續(xù)性。本文用Mann－Kendall 法對黔西南州1961—2011年年降雹日序列進(jìn)行突變分析。

由圖2的UFk 曲線可見，1961—2011年年降雹日有一明顯的減小趨勢，自2005年以來，有一明顯的減少趨勢，2005年以來這種趨勢大大超過了顯著性水平0.05 臨界線，表明黔西南州年降雹日減少趨勢是十分顯著的，說明在2005年開始發(fā)生了一次明顯的突變，發(fā)生突變的原因可能是2005年以后我州年平均氣溫呈升高趨勢，導(dǎo)致冰雹有減少趨勢。同時(shí)，在顯著性水平0.05的臨界線之間，UFk 、UBk 曲線有4 個(gè)交點(diǎn)，說明黔西南州在1995年、1996年、1999年和2001年附近年降雹日可能也發(fā)生了突變。

圖2 1961—2011年降雹日數(shù)的M—K 曲線圖

3.2.3 年變化特征 黔西南州月降雹分布如圖2，由圖可見，黔西南州每年平均降雹15.1 次，一年中每個(gè)月都可能降雹，冰雹主要出現(xiàn)在春季(3—5月)，約占全年的71.5%，夏季出現(xiàn)1.5 次，約占10.1%，秋季最少，出現(xiàn)0.8 次，約占5.2%，冬季出現(xiàn)2 次，約占13.2%。從累年各月來看，4月最多，年平均為5.4 次，9月最少，年平均為0.1 次。

圖3 1961—2011年黔西南州降雹月平均分布圖

3.2.4 冰雹年日數(shù)周期分析 本文用Morlet 小波研究分析黔西南州年冰雹日數(shù)的特征尺度和周期性。通過圖4 可以看出，黔西南州年冰雹日數(shù)存在明顯的2的周期，分別是4 a 與13 a，在總體小波功率譜都通過了α=0.05的顯著水平檢驗(yàn)。

圖4 黔西南州逐年冰雹日數(shù)小波系數(shù)

4 結(jié)論

①黔西南州降雹受地形影響較大，北多南少，西多東少。

②黔西南州降雹概率趨勢呈減少趨勢，每10 a減少1.2 次，并在2005年發(fā)生了一次明顯的突變，雹災(zāi)突然減少。

③黔西南州降雹主要集中在春季，秋季最少。4月最多，9月最少。

④小波分析結(jié)果表明，黔西南州年冰雹日數(shù)存在4 a 與13 a的準(zhǔn)周期變化。

［1］顧光芹，史印山，池俊成，等.河北省冰雹氣候特征及其與環(huán)流異常的關(guān)系［J］.高原災(zāi)害，2011，30(4):1 132－1 138.

［2］陶云，段旭，段長春，等.云南冰雹的變化特征［J］.高原災(zāi)害，2011，30(4):1 108－1 118.

［3］陳曉燕，羅松，楊玲.黔西南州冰雹時(shí)空分布及春夏冰雹環(huán)境條件分析［J］.暴雨災(zāi)害，2010，29(1):1－6.