山西省冰雹天氣變化的氣候特征

摘要：對冰雹天氣氣候變化特征的正確把握能夠有效預(yù)測區(qū)域氣象特征，有利于對地方工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的指導(dǎo)，做到趨利避害。本文以山西省為例，簡要分析該省過去15年的冰雹天氣的日變化氣候特征，并給出結(jié)論。

關(guān)鍵詞：冰雹天氣；日變化氣候特征；研究方法

中圖分類號： P426.64 文獻標識碼： A DOI編號： 10.14025/j.cnki.jlny.2017.20.057

山西省屬于暖溫帶大陸性氣候，夏暖冬寒，四季相對分明，且南北地區(qū)氣候差異較大，在氣候的時空分布方面極不均勻，常有惡劣氣候現(xiàn)象出現(xiàn)，其中冰雹天氣就比較常見。冰雹屬于強對流發(fā)生過程中會伴隨出現(xiàn)的強烈天氣現(xiàn)象，它也是當前山西省內(nèi)最為嚴重的災(zāi)害性天氣之一，其擁有局地性、瞬時性和突發(fā)性等特征，且對于定點定時定量的預(yù)報難度極大，容易為省內(nèi)工農(nóng)業(yè)及畜牧業(yè)生產(chǎn)造成無法估量損失。

1 基于山西省冰雹天氣時空分布特征的研究方法

1.1 研究思路

根據(jù)山西省內(nèi)冰雹天氣的時空分布特征，可以總結(jié)出氣候規(guī)律，摸清該天氣類型發(fā)生發(fā)展的主要誘因，并建立基于省內(nèi)冰雹天氣預(yù)報的預(yù)測模型，最終達到冰雹災(zāi)害預(yù)防的指導(dǎo)目的。

山西省氣象信息中心數(shù)據(jù)管理部門歸納總結(jié)了過去15年省內(nèi)冰雹發(fā)生的開始與結(jié)束時刻日值資料，并按照四季劃分的氣象季節(jié)劃分方法來設(shè)計判別冰雹降雹系統(tǒng)。在劃分季節(jié)以后，將觀測記錄中的每一次或每一天定義為1個冰雹日，以下給出針對省內(nèi)冰雹天氣變化特征的科學(xué)預(yù)測方法。

1.2 研究方法

可以考慮根據(jù)線性趨勢與檢驗趨勢變化是否顯著這兩項內(nèi)容來給出預(yù)測研究方法，計算省內(nèi)冰雹日數(shù)的逐年序列線性變化趨勢。具體來講就是將某一個氣候要素X所對應(yīng)的時間序列視為是時間T元素的一元線性回歸函數(shù)，它的函數(shù)表達公式為：

繼續(xù)用最小二乘法來計算線性回歸方程斜率b，它的表達式應(yīng)該為：

在上述表達式中， 代表了冰雹氣候要素的逐年序列表達方式， 代表了冰雹氣候所對應(yīng)的年份時間序列，其中 則代表了兩個序列的平均值，而b的數(shù)值則能夠客觀反映在冰雹天氣變化的氣候特征下其氣候要素伴隨時間變化的快慢與總體變化趨勢。如果 ，表示冰雹氣候會根據(jù)要素X伴隨時間T不斷增加，整體變化呈現(xiàn)上升趨勢。反之，則代表下降趨勢?？偨Y(jié)來講，即b值數(shù)值越高，則說明冰雹天氣變化的氣候特征要素X變化浮動越快[1]。

2 研究結(jié)果分析

根據(jù)上述研究方法來展開研究，得出省內(nèi)冰雹天氣變化中冰雹的日變化氣候特征，分析過去15年山西省的逐日冰雹資料，并計算每日0～23時的逐時次冰雹開始的次數(shù)。

2.1 冰雹日變化特征——開始階段

對山西省所有站點過去15年的逐日冰雹資料進行分析，全面分析了每日0～23時的逐日逐時冰雹開始次數(shù)，并得出每時冰雹次數(shù)占到年總冰雹次數(shù)的比例。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，每一日冰雹開始發(fā)生的時間多集中在11～20時，該時段冰雹的的發(fā)生次數(shù)要高達92%以上，這其中以15～17時間冰雹降雹最多，占到了總比例的32%。另外，從晚上20時～次日10時的冰雹降雹量最少，只占到逐時冰雹降雹次數(shù)的1%，其中，凌晨1～3時、3～5時的冰雹降雹次數(shù)比例只有0.14%和0.16%。

2.2 結(jié)束階段

與開始階段的統(tǒng)計方法相同，山西省冰雹的日變化特征中冰雹結(jié)束時段則多集中在11～20時，和開始時段一樣占到總比例的93%，而且與開始時次情況與所占比例也非常類似。其中，冰雹結(jié)束的逐日次數(shù)比例在凌晨1～3時、3～5時所表現(xiàn)比例更低，只有0.125%左右。

2.3 持續(xù)時長特征分析

按照上述兩點對山西省每日冰雹的逐時開始與結(jié)束時刻數(shù)據(jù)記錄進行統(tǒng)計，計算出每日每次冰雹的持續(xù)時長，并相應(yīng)作出比例曲線。

按照冰雹每日開始時刻與結(jié)束時刻的時長數(shù)據(jù)記錄，能夠了解到山西省在這方面的冰雹逐日發(fā)生、結(jié)束時長比例。根據(jù)統(tǒng)計結(jié)果發(fā)現(xiàn)每次冰雹持續(xù)時長均不足1小時，這一時長比例可以占到總冰雹次數(shù)比例的99.5%，而1～2小時持續(xù)時長平均每年只有12次，占到總比例的0.23%，2～3小時更少只有0.09%，4～5或5～6小時持續(xù)時長據(jù)統(tǒng)計過去15年山西省僅出現(xiàn)過一次，其余時長沒有統(tǒng)計結(jié)果。根據(jù)這一統(tǒng)計結(jié)果進一步計算省內(nèi)每日1小時內(nèi)的冰雹降雹發(fā)生次數(shù)與不同持續(xù)次數(shù)特征，可以簡單將每10分鐘作為一個間隔期，并按照不同時間比例將1小時內(nèi)的冰雹降雹次數(shù)劃分開來形成比例曲線，最終得出省內(nèi)逐日冰雹持續(xù)10分鐘內(nèi)比例占到80.5%左右，而持續(xù)30分鐘則占到97.2%，持續(xù)40分鐘只占到0.98%，說明省內(nèi)冰雹的降雹持續(xù)時間特征多是集中在30分鐘以內(nèi)的短促降雹[2]。

3 結(jié)語

綜上所述，本文簡要分析了山西省內(nèi)過去15年的冰雹天氣變化氣象特征，基于科學(xué)統(tǒng)計方法對它的局地性、突發(fā)性、逐日降雹時間特征進行了客觀精細分析。總體來講，證明了山西省冰雹的降雹特征與它所處的地勢地形、海拔高度都有關(guān)聯(lián)，特別是它的區(qū)域盆地特征分布較廣與冷切變線在北部更容易出現(xiàn)等因素與冰雹降雹頻率有一定因果關(guān)系。

參考文獻

[1]吳占華，竇利軍，李瑞芳，等.山西省冰雹天氣變化的氣候特征分析[J].中國農(nóng)學(xué)通報，2015，31（29）：212-220.

[2]徐桂玉，楊修群.中國南方冰雹氣候特征的三維EOF分析[J].熱帶氣象學(xué)報，2002，18（4）：383-392.

作者簡介：劉宏業(yè)，本科學(xué)歷，助理工程師，研究方向：氣候與氣候變化。endprint