咸陽市冰雹分布及環(huán)流特征分析

史創(chuàng)社++丁軍++竇輝

摘要 通過對咸陽市歷年降雹情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，總結(jié)了咸陽冰雹時(shí)間分布、空間分布特點(diǎn)及路徑；對1991—2010年冰雹歷史個(gè)例進(jìn)行分析，總結(jié)了咸陽冰雹出現(xiàn)的幾種環(huán)流形勢；同時(shí)，對基本物理量場的特征進(jìn)行總結(jié)。

關(guān)鍵詞 冰雹；時(shí)空分布；路徑；環(huán)流形勢；物理量場；陜西咸陽

中圖分類號 P426.63 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1007-5739（2017）02-0194-02

咸陽市位于陜西省中西部，其北部為黃土高原南麓丘陵溝壑區(qū)，南部為渭河沖積平原。地勢由北向南降低，北部丘陵溝壑區(qū)之東北、東南為馬欄山區(qū)及石門山區(qū)，屬子午嶺山系南支。特殊的地理環(huán)境使咸陽市成為陜西省冰雹災(zāi)害多發(fā)區(qū)。冰雹災(zāi)害成為影響咸陽市農(nóng)業(yè)產(chǎn)量和效益的主要?dú)庀鬄?zāi)害之一，研究冰雹形成機(jī)理及災(zāi)害防御工作對咸陽市農(nóng)業(yè)發(fā)展具有重要影響。本文擬通過對咸陽市各縣1991—2010年20年的氣象資料分析，根據(jù)冰雹災(zāi)害環(huán)流形勢特征，分析咸陽市冰雹的氣候特點(diǎn)及主要環(huán)流形勢，以期為數(shù)值預(yù)報(bào)應(yīng)用提供分析依據(jù)。

1 冰雹的分布與主要路徑

1.1 時(shí)間分布

咸陽市冰雹災(zāi)害發(fā)生的時(shí)間為5—10月，以6—8月最多，屬夏季多發(fā)雹區(qū)類型，與陜西省冰雹發(fā)生月際分布相一致。其雹災(zāi)發(fā)生頻數(shù)自1960—1970年逐漸上升，1970—1980年出現(xiàn)高峰值，1990年后有逐漸減少的趨勢，進(jìn)入新世紀(jì)前幾年又出現(xiàn)增多趨勢。1991—2010年5—9月共出現(xiàn)冰雹日592站次，月均5.9個(gè)雹日，區(qū)域性（≥3站）冰雹日46個(gè)，月均0.5個(gè)。從近20年降雹次數(shù)分布來看，每年5月冰雹出現(xiàn)最多，占年發(fā)生次數(shù)的38%，其中1985年的5月出現(xiàn)冰雹最多，達(dá)20縣次；其次為7月，達(dá)年出現(xiàn)次數(shù)的34%。冰雹出現(xiàn)的年月分布不均，最少年僅12縣次，最多年達(dá)82縣次。

冰雹發(fā)生主要是以2站和3～4站發(fā)生為主，各占冰雹總數(shù)的46%和32%，單站和5站或5站以上發(fā)生的概率比較低，僅為9.7%和12%。

1.2 空間分布

從全市1991—2010年降雹日數(shù)累計(jì)分布（表1）來看[1]，從北向南逐漸減少，以旬邑、彬縣、淳化為高發(fā)區(qū)，長武、永壽、禮泉為次高發(fā)區(qū)，其余縣區(qū)為低發(fā)區(qū)。但是雹災(zāi)高峰區(qū)與冰雹發(fā)生高值區(qū)并不一致。

1.3 主要路徑

咸陽市冰雹有一定的活動(dòng)規(guī)律，它常常隨積雨云（俗稱雷雨云）的移動(dòng)路徑而降于某一狹長地段內(nèi)，主要的冰雹路徑有5條：一是從甘肅正寧縣入境，經(jīng)旬邑縣后掌、土橋、淳化縣安子洼、南村，再經(jīng)涇陽縣口鎮(zhèn)、白王，翻越?jīng)芎幽舷碌竭_(dá)禮泉縣境內(nèi)；二是從甘肅正寧縣入境，經(jīng)旬邑縣底廟、彬縣龍高鄉(xiāng)，越過涇河進(jìn)入禮泉縣北牌、南坊，折向乾縣陽洪、馬連，抵達(dá)興平；三是從甘肅涇川入境，向東南經(jīng)長武縣馬寨、亭口、彬縣水簾、新堡子、永壽縣碾子溝、永平，由渡馬折向偏南方向再經(jīng)乾縣陽峪、漠西，抵達(dá)武功；四是從甘肅正寧入境，經(jīng)旬邑馬蘭、銅川耀縣，再進(jìn)入三原徐木、大程，或由銅川耀縣入境向南經(jīng)三原陵前、魯橋，抵達(dá)經(jīng)陽龍泉、雪河、永樂一帶；五是從寶雞麟游入境，經(jīng)永壽永平、馬坊、常寧、上邑到達(dá)淳化。

2 冰雹出現(xiàn)的環(huán)流形勢

2.1 西北氣流型

西北氣流型是影響咸陽市區(qū)域冰雹的最主要環(huán)流形勢，該類型冰雹占總降雹次數(shù)的41%。西北氣流型即是產(chǎn)生陜西冰雹過程的一種主要天氣形勢，也是咸陽市冰雹形成的首要?dú)饬餍?，該環(huán)流形式具有氣壓東低西高的特點(diǎn)，該天氣系統(tǒng)的高空冷溫度槽是影響系統(tǒng)的主要因素，西北溫度差與南、北溫度差場較大，西北氣流中的冷平流東南下，造成咸陽北部上空降溫而達(dá)到不穩(wěn)定，促使熱力對流發(fā)展，形成陣性冰雹天氣[2]。

2.2 高空冷渦型

高空冷渦型環(huán)流形勢在咸陽區(qū)域冰雹發(fā)生機(jī)理中占重要地位。高空冷渦型冰雹占總降雹次數(shù)的32%，也是產(chǎn)生冰雹過程的一種主要天氣形勢[3]。高空冷渦又是一個(gè)深厚的輻合系統(tǒng)。強(qiáng)的正渦度中心及其后部不斷有冷空氣南下，有利于底層暖濕氣流抬升，常造成連續(xù)幾天的降雹天氣且雹災(zāi)嚴(yán)重。

2.3 高空冷槽型

高空冷槽型是咸陽區(qū)域冰雹發(fā)生的又一重要環(huán)流形勢。高空冷槽型占總降雹次數(shù)的22%，對流層內(nèi)有清楚鋒區(qū)的高空冷槽，移動(dòng)性顯著。主要降雹機(jī)制是鋒面移動(dòng)造成前方暖濕空氣抬升而形成。

2.4 高空切變型

高空切變型對咸陽區(qū)域冰雹有一定的影響。高空切變型占不足5%，當(dāng)陜西處于青藏高壓和副高之間的低壓區(qū)時(shí)，形成南北切變，使暖濕氣流抬升，形成強(qiáng)烈不穩(wěn)定天氣。有時(shí)河套以北或以西地區(qū)上空有小高壓存在時(shí)，此小高壓和青藏高壓前部偏北氣流南下時(shí)，常東移影響咸陽地區(qū)。

3 定量預(yù)報(bào)指標(biāo)

3.1 熱力條件指標(biāo)

熱力條件指標(biāo)用500 hPa、850 hPa和300 hPa的溫度及濕度表示。當(dāng)T850-T500≥25 ℃，且500 hPa溫度在-12～-8 ℃時(shí)或T850-T500在48～55 ℃之間，咸陽市大部分有冰雹，當(dāng)西安SI<0，延安SI<-2時(shí)北部旬邑一帶易出現(xiàn)冰雹。K指數(shù)方面，K>30 ℃/km易出現(xiàn)冰雹，K<-5 ℃/km易出現(xiàn)冰雹。

3.2 濕度條件

多數(shù)是在弱降水后或低壓有偏南風(fēng)條件下，由于水汽條件較好，易形成上干下濕的不穩(wěn)定層結(jié)，850 hPa和700 hPa西安站的T-Td在4～10 ℃之間，易出現(xiàn)冰雹。

4 基本物理量場特征

4.1 大氣層結(jié)

冰雹產(chǎn)生的一個(gè)必要條件是大氣層結(jié)呈相當(dāng)強(qiáng)的位勢不穩(wěn)定或?qū)α餍圆环€(wěn)定，不穩(wěn)定層愈厚，愈有利于降雹[4-6]。強(qiáng)對流天氣發(fā)生前常有一種典型的層結(jié)結(jié)構(gòu)，即探空溫濕曲線呈現(xiàn)“喇叭型”。沙氏指數(shù)是表示大氣層結(jié)不穩(wěn)定度的指標(biāo)，一般SI≤-2時(shí)常有降雹天氣發(fā)生。

4.2 上升氣流

上升氣流的大小、強(qiáng)弱是冰雹發(fā)展的重要因素。深厚的上升氣流是破壞阻擋層、釋放不穩(wěn)定能量的重要條件。當(dāng)700 hPa和850 hPa有切變或輻合存在時(shí)，構(gòu)成了較強(qiáng)的觸發(fā)機(jī)制；當(dāng)500 hPa有急流、≥12 m/s的強(qiáng)風(fēng)核、冷渦、短波槽等時(shí)，增強(qiáng)了低層的輻合擾動(dòng)，使上升氣流進(jìn)一步加強(qiáng)，構(gòu)成了不穩(wěn)定能量釋放的主要?jiǎng)恿Α烧忒B加的過程就是不穩(wěn)定能量猛然釋放、對流發(fā)展加強(qiáng)之時(shí)。

4.3 水汽條件

冰雹的發(fā)生不需要特別充沛的水汽，但適當(dāng)?shù)乃退鄬惺潜匾摹１⒊０l(fā)生在低空的濕舌附近，此時(shí)低空往往有一支≥4 m/s的偏南風(fēng)或輻合區(qū)。它們?yōu)楸⒌男纬商峁┝怂?，又加大了上、下層之間的對流不穩(wěn)定。暖濕空氣的上升，特別是低空的擾動(dòng)，又為強(qiáng)對流的發(fā)展提供了動(dòng)力條件。

4.4 垂直風(fēng)切變

高空垂直風(fēng)切變對于對流云的發(fā)展提供了一定的動(dòng)能，所提供的能量能使對流云沖到對流層頂或以上，向高層發(fā)展。強(qiáng)對流的發(fā)展常與高空急流的存在分不開。

5 結(jié)語

冰雹是咸陽市主要災(zāi)害性天氣之一，它常伴隨局地性強(qiáng)風(fēng)暴，歷時(shí)短，破壞性大，地域性強(qiáng)。初夏時(shí)段，陰雨轉(zhuǎn)晴或連續(xù)干旱是冰雹的多發(fā)時(shí)段。咸陽北部多于南部、山地多于平原、海拔高的多于海拔低的地區(qū)。

6 參考文獻(xiàn)

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