日喀則強(qiáng)對(duì)流天氣變化特征及其影響系統(tǒng)分析

格桑卓瑪 巴桑次仁

摘 要：利用日喀則1957—2016年氣象觀測要素，結(jié)合2008—2017年強(qiáng)對(duì)流天氣個(gè)例及其對(duì)應(yīng)的Micaps常規(guī)數(shù)據(jù)，用統(tǒng)計(jì)學(xué)方法和常規(guī)天氣學(xué)方法對(duì)日喀則強(qiáng)對(duì)流天氣特征進(jìn)行了分析。結(jié)果表明：1957—2016年，日喀則冰雹和雷暴日數(shù)均呈減少的趨勢，氣候變化傾向率分別為0.6d/10a、2.5d/10a，冰雹在1993年發(fā)生了1次突變，雷暴在1970年發(fā)生了1次突變。冰雹和雷暴都集中在夏季，分別占66.6%、72.6%，且呈單峰型，峰值出現(xiàn)在7—8月。近10年來，日喀則強(qiáng)對(duì)流天氣以冰雹為主，占70.7%，短時(shí)強(qiáng)降水占24.4%，雷雨大風(fēng)只占4.9%。冰雹主要出現(xiàn)在下午至傍晚，短時(shí)強(qiáng)降水主要出現(xiàn)在夜間，而雷雨大風(fēng)主要出現(xiàn)在下午;冰雹以中、小直徑冰雹居多，其中又以直徑≤5mm的小冰雹為主，占86.2%，且持續(xù)時(shí)間多在10min以內(nèi)，占89.7%;短時(shí)強(qiáng)降水天氣降水量不大，10～15mm占80%;雷雨大風(fēng)的風(fēng)速在17～19m/s，日降水量不超過7mm。造成西藏日喀則強(qiáng)對(duì)流天氣的高空影響系統(tǒng)有高原中西部低渦、沿江切變線以及高原低槽，其中切變線是造成日喀則強(qiáng)對(duì)流天氣的主要影響系統(tǒng)，占63.4%。

關(guān)鍵詞：日喀則;強(qiáng)對(duì)流;特征;影響系統(tǒng)

中圖分類號(hào) P432.1文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A文章編號(hào) 1007-7731（2019）17-0143-05

A Systematic Analysis of the Characteristics and Influence of Strong Convective Weather in Shigaze

Gesang Zhuoma et al.

（Meteorological Bureau of Shigaze City，Shigaze 857000，China）

Abstract：Based on the Meteorological Observation data from 1957 to 2016 in Xigazê Railway Station，combined with the severe convective weather cases and Micaps data from 2008 to 2017，the characteristics of strong convective weather at Samzhubzê District station are analyzed by statistical method and conventional synoptic method. The results show that the number of days of hail and thunderstorm in Samzhubzê District has a decreasing trend from 1957 to 2016，the climate change tendency rate is 0.6 D10a and 2.5 D10a，respectively. A sudden change of hail occurred in 1993，and a sudden change of thunderstorm occurred in 1970. Both hail and thunderstorm are concentrated in summer，accounting for 66.6% and 72.6%，respectively. In the past 10 years，hail accounted for 70.7%，short-term heavy precipitation for 24.4%，and thunderstorm and gale for 4.9%. Hail mainly occurs from afternoon to evening，short-term heavy precipitation mainly occurs at night，while thunderstorm and strong wind mainly occur in afternoon. The hail is mainly medium and small-diameter hail，and the small hail with diameter ≤5 mm is the main hail，accounting for 86.2% The duration was less than 10 minutes，accounting for 89.7%，the short-term heavy precipitation was small，10-15 mm accounted for 80% ，the thunderstorm wind speed was between 17-19 m/s，the daily precipitation was not more than 7 mm. The upper-air influence system causing the strong convective weather in Samzhubzê District is composed of the mid-western Vortex，the riverine shear line and the plateau trough，among which the shear line is the main influence system causing the strong convective weather in Samzhubzê District，accounting for 63.4%.

Key words：Shigaze;Strong convection;Characteristic;Influencing system

日喀則藏語稱“喜卡孜”，意為土地肥美的莊園，素有“西藏糧倉”的美譽(yù)，是西藏最大的青稞生產(chǎn)基地。但短時(shí)強(qiáng)降水、冰雹和雷電等對(duì)流性天氣引發(fā)了局地山洪、雹災(zāi)和雷擊等災(zāi)害，對(duì)日喀則地區(qū)農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)和人民的生命財(cái)產(chǎn)造成了嚴(yán)重的影響。進(jìn)入21世紀(jì)以來，在全球性持續(xù)變暖的氣候背景下，各類極端氣象事件發(fā)生的概率不斷增加[1]，西藏地區(qū)生態(tài)脆弱，受其影響更大。強(qiáng)對(duì)流天氣屬于中小尺度天氣系統(tǒng)，具有突發(fā)性、局地性以及持續(xù)時(shí)間短的特點(diǎn)，因而一直以來是預(yù)報(bào)上的一個(gè)難點(diǎn)。在強(qiáng)天氣頻繁發(fā)生而天氣氣候要求無縫隙預(yù)報(bào)的情況下，人們對(duì)災(zāi)害性天氣及其短臨預(yù)報(bào)尤為關(guān)注。了解本地強(qiáng)對(duì)流天氣特征及其變化規(guī)律，進(jìn)而找到適合本地的參數(shù)指標(biāo)，對(duì)提高短臨預(yù)報(bào)預(yù)警能力具有重要的意義。

1 資料與方法

1.1 數(shù)據(jù)資料 資料來源于1957—2016年日喀則站地面氣象要素觀測數(shù)據(jù)、2008—2017年日喀則站強(qiáng)對(duì)流天氣個(gè)例數(shù)據(jù)以及其對(duì)應(yīng)的Micaps常規(guī)數(shù)據(jù)。

1.2 研究方法 利用線性趨勢函數(shù)和Mann.Kendall統(tǒng)計(jì)診斷方法，分析1957—2016年日喀則冰雹和雷暴的時(shí)間變化特征，獲得長序列資料的變化規(guī)律;同時(shí)，統(tǒng)計(jì)2008—2017年強(qiáng)對(duì)流天氣個(gè)例數(shù)據(jù)，分析日喀則強(qiáng)對(duì)流天氣特征，并采用天氣學(xué)方法和合成分析方法，分析強(qiáng)對(duì)流天氣的高空影響系統(tǒng)。

2 結(jié)果與分析

2.1 近60年日喀則冰雹和雷暴日數(shù)的時(shí)間變化特征2.1.1 年際變化特征

2.1.1.1 冰雹 對(duì)1957—2016年日喀則冰雹日數(shù)的年變化特征進(jìn)行分析，其結(jié)果如圖1所示。從圖1可以看出，1957—2016年日喀則年平均冰雹日數(shù)為6d。近60年來，日喀則年冰雹日數(shù)呈減少的趨勢，氣候變化傾向率為0.6d/10a。具體變化特征呈先增后減的趨勢，1957—1987年冰雹日數(shù)呈緩慢增加的趨勢，多數(shù)年份的冰雹日數(shù)均超過多年平均值，至1987年達(dá)到近60年冰雹日數(shù)的峰值，年冰雹日數(shù)為13d;自1988年后日喀則冰雹日數(shù)呈減少的趨勢，除2000年、2001和2003年的冰雹日數(shù)在多年平均值以上外，其余各年份的冰雹日數(shù)都在均值以下，1992年達(dá)到谷值0，整年內(nèi)未出現(xiàn)冰雹天氣。

2.1.1.2 雷暴 1957—2013年日喀則年平均雷暴日數(shù)為74d，從圖2可以看出，近57年來，日喀則年雷暴日數(shù)呈減少的趨勢，氣候變化傾向率為2.5d/10a。具體變化特征為先減少后增加的趨勢，1957—1983年相對(duì)而言是多雷時(shí)段，多數(shù)年份的雷暴日數(shù)均超過多年平均值，雷暴日數(shù)變化特征呈緩慢減少的趨勢，1983年達(dá)到近60年雷暴日數(shù)的谷值，年雷暴日數(shù)只有54d;1984—2016年日喀則雷暴日數(shù)呈緩慢增加的趨勢，但增加的幅度并不明顯。

2.1.2 突變特征分析 利用Mann.Kendall檢驗(yàn)方法對(duì)日喀則冰雹和雷暴日數(shù)進(jìn)行突變分析，繪制出正向序列（UB）和反向序列（UF）曲線。UF或UB的值大于0，則表明序列呈上升趨勢，小于0則表明序列呈下降趨勢。它們超過臨界直線時(shí)，則表明上升或下降趨勢顯著[3]。本文給定顯著性水平為0.05的臨界值為±1.96，若在UF和UB出現(xiàn)交點(diǎn)，且交點(diǎn)位于上下臨界線之間，便記為突變開始的時(shí)間。

2.1.2.1 冰雹日數(shù)的突變特 圖3給出了1957—2013年日喀則冰雹日數(shù)的Mann.Kendall檢驗(yàn)特征，從圖3可以看出：1959—1964年、1965—1969年、1978—1991年，日喀則冰雹日數(shù)呈增多的趨勢，其余時(shí)段冰雹日數(shù)呈減少的趨勢。根據(jù)UF和UB曲線在置信區(qū)間內(nèi)的交點(diǎn)位置，確定在1993年冰雹日數(shù)發(fā)生了1次突變，之后冰雹日數(shù)呈減少的趨勢，并且在2000年和2006—2016年UF值超過臨界值，說明這段時(shí)間減少趨勢顯著，通過了0.05顯著性水平。

2.1.2.2 雷暴日數(shù) 從雷暴日數(shù)Mann.Kendall檢驗(yàn)可以看出（圖4）：1969年之前，日喀則的雷暴日數(shù)呈增加的趨勢，之后呈減少的趨勢。根據(jù)UF和UB曲線在置信區(qū)間內(nèi)的交點(diǎn)位置，確定在1970年雷暴日數(shù)發(fā)生了1次突變，并且在1983—2016年UF值超過臨界值，說明這段時(shí)間雷暴日數(shù)減少趨勢顯著，通過了0.05顯著性水平。

2.1.3 季節(jié)分布特征 統(tǒng)計(jì)1957—2016年日喀則冰雹和雷暴日數(shù)的季節(jié)分布特征，其結(jié)果見表1。從表1可以看出，日喀則冰雹主要集中在夏季，平均冰雹日數(shù)為4d，占全年冰雹日數(shù)的66.6%，其次為春季和秋季，各占16.7%，冬季冰雹日數(shù)為0。日喀則的雷暴也主要集中在夏季，夏季平均雷暴日數(shù)高達(dá)53d，占全年雷暴日數(shù)的72.6%，其次為秋季，平均雷暴日數(shù)為12d，占全年平均雷暴的日數(shù)的16.4%，春季平均雷暴日數(shù)為8d，占全年雷暴日數(shù)的11%，冬季雷暴日數(shù)為0。

2.1.4 逐月分布特征 對(duì)日喀則1957—2016年冰雹和雷暴日數(shù)的逐月分布特征進(jìn)行分析（圖5）。從圖5可以看出，冰雹主要集中在汛期5—9月，占全年冰雹日數(shù)的95.3%，其中8月為冰雹的高發(fā)期，平均冰雹日數(shù)為2d，占年平均冰雹日數(shù)的52.7%，而10月至次年的4月，冰雹日數(shù)僅占全年冰雹日數(shù)的5.4%，其中11月至次年3月日喀則未出現(xiàn)冰雹天氣。各月雷暴日數(shù)也呈單峰型，雷暴的活躍期起始于5月份，其中6—9月為高發(fā)期，7月和8月雷暴日數(shù)達(dá)到峰值，平均雷暴日數(shù)分別達(dá)到19d和18d，占全年雷暴日數(shù)的54.5%。10月至次年的3月，隨著干季的來臨，各地雷暴日數(shù)迅速減少，僅占全年雷暴日數(shù)的1.4%，其中11月至次年2月份未發(fā)生雷暴天氣。日喀則冰雹和雷暴的這種月季節(jié)變化特征與大氣環(huán)流的季節(jié)性調(diào)整以及高原熱力作用的季節(jié)變化密切相關(guān)。

2.2 近10年日喀則強(qiáng)對(duì)流天氣特征 強(qiáng)對(duì)流天氣是指出現(xiàn)短時(shí)強(qiáng)降水、雷雨大風(fēng)、龍卷風(fēng)、颮線、冰雹等現(xiàn)象的災(zāi)害性天氣，具有突發(fā)性強(qiáng)、影響范圍小、持續(xù)時(shí)間短等特點(diǎn)[4]。龍卷風(fēng)和颮線主要分布在我國東部沿海地區(qū)，日喀則市的強(qiáng)對(duì)流天氣主要包括短時(shí)強(qiáng)降水、雷雨大風(fēng)及冰雹天氣。

2.2.1 強(qiáng)對(duì)流天氣統(tǒng)計(jì)特征 短時(shí)強(qiáng)降水是指短時(shí)間內(nèi)降水強(qiáng)度較大，降水量達(dá)到或超過某一量值的天氣現(xiàn)象。中國氣象局對(duì)于短時(shí)強(qiáng)降水標(biāo)準(zhǔn)是1h降水量大于20mm為一次短時(shí)強(qiáng)降水過程。根據(jù)西藏地區(qū)的天氣氣候特點(diǎn)以及近10年日喀則市逐日逐小時(shí)降水量的統(tǒng)計(jì)結(jié)果，1h降水量從未超過20mm，故本文規(guī)定1h降水量大于10mm算作一次短時(shí)強(qiáng)降水天氣。雷雨大風(fēng)指在出現(xiàn)雷、雨天氣現(xiàn)象時(shí)，平均風(fēng)力≥6級(jí)、陣風(fēng)≥8級(jí)（風(fēng)速≥17.2m/s）的天氣現(xiàn)象。統(tǒng)計(jì)2008—2017年日喀則出現(xiàn)的強(qiáng)對(duì)流天氣發(fā)現(xiàn)，近10年來，日喀則共出現(xiàn)了10次短時(shí)強(qiáng)降水、2次雷雨大風(fēng)和29次冰雹天氣。由此可以看出，日喀則的強(qiáng)對(duì)流天氣以冰雹為主，占個(gè)例總數(shù)的70.7%，短時(shí)強(qiáng)降水占24.4%，而雷雨大風(fēng)只占4.9%。從逐月分布看，絕大多數(shù)冰雹出現(xiàn)在8月份，占個(gè)例總數(shù)的38.5%，其次為7月和6月，分別占23.1%和19.2%，短時(shí)強(qiáng)降水主要出現(xiàn)在7月份，占個(gè)例總數(shù)的70%，其次為8月份，占個(gè)20%;而近10年出現(xiàn)的2次雷雨大風(fēng)天氣分別出現(xiàn)在5月和8月。

2.2.2 強(qiáng)對(duì)流天氣的日變化特征 對(duì)日喀則市近10年強(qiáng)對(duì)流天氣日變化特征進(jìn)行統(tǒng)計(jì)可知（表2），日喀則短時(shí)強(qiáng)降水主要出現(xiàn)在夜間，冰雹主要出現(xiàn)在下午至傍晚，雷雨大風(fēng)天氣主要出現(xiàn)在下午至傍晚。具體來講，在10個(gè)短時(shí)強(qiáng)降水天氣過程中共有7個(gè)個(gè)例出現(xiàn)在21—02時(shí)，占該類型個(gè)例總數(shù)的70%，2個(gè)個(gè)例出現(xiàn)在15—17時(shí)，1個(gè)個(gè)例出現(xiàn)在09—11時(shí)。在29個(gè)冰雹天氣個(gè)例中，共有25個(gè)個(gè)例出現(xiàn)在下午至傍晚，并集中出現(xiàn)在14—20時(shí)，占該類型個(gè)例總數(shù)的86.2%;3個(gè)冰雹個(gè)例出現(xiàn)在20—02時(shí)，1個(gè)個(gè)例出現(xiàn)在11—14時(shí);2個(gè)雷雨大風(fēng)天氣過程各出現(xiàn)在下午和傍晚。

2.2.3 日喀則強(qiáng)對(duì)流天氣的強(qiáng)度特征 通過統(tǒng)計(jì)2008—2017年出現(xiàn)的10次短時(shí)強(qiáng)降水過程發(fā)現(xiàn)，共有8個(gè)個(gè)例的1h降水量在10～15mm，占個(gè)例總數(shù)的80%，而只有2個(gè)個(gè)例的1h降水量達(dá)到了17～18mm，相對(duì)而言，日喀則短時(shí)強(qiáng)降水的降水量級(jí)不大。對(duì)于雷雨大風(fēng)天氣，根據(jù)日喀則2008—2017年雷雨大風(fēng)天氣個(gè)例的統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，近10年來，日喀則只出現(xiàn)了2次雷雨大風(fēng)過程。2次個(gè)例的瞬間最大風(fēng)速在17～19m/s，日降水量不超過7mm。由此可見，日喀則雷雨大風(fēng)天氣強(qiáng)度不大，并且出現(xiàn)的概率很低。決定冰雹天氣強(qiáng)度的主要因素為冰雹的直徑和冰雹持續(xù)的時(shí)間。一般冰雹直徑越大，其下落的速度就越快，造成的破壞力也越大。由近10年日喀則冰雹統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示，造成災(zāi)害的日喀則冰雹最大直徑多在2mm以上。本文根據(jù)冰雹的危害性，將日喀則的冰雹分成3個(gè)等級(jí)：直徑<5mm為小冰雹，5mm<直徑10mm為中雹，直徑≥10mm為大冰雹。統(tǒng)計(jì)表明（表3），日喀則小冰雹占降雹總次數(shù)的86.2%，中雹只占13.8%，而大冰雹近10年內(nèi)還未出現(xiàn)。由此可見，日喀則冰雹以中、小直徑冰雹居多，其中又以小冰雹為主，大冰雹出現(xiàn)的概率極少。主要原因是高原上空水汽含量相對(duì)較少，導(dǎo)致冰雹在對(duì)流云中上下往返歷程較短，因而大部分降雹雹粒較小。

進(jìn)一步分析日喀則市近10年汛期冰雹的持續(xù)時(shí)間（表4），日喀則市近10年一共出現(xiàn)了29次冰雹天氣，但每個(gè)個(gè)例的持續(xù)時(shí)間相對(duì)較短，大多數(shù)冰雹降雹持續(xù)時(shí)間在10min以內(nèi)，其中冰雹持續(xù)時(shí)間在5min以內(nèi)的占48.3%;時(shí)間持續(xù)在5～10min的占41.4%，超過10min的冰雹很少出現(xiàn)，只占個(gè)例總數(shù)的10.3%。

2.3 日喀則強(qiáng)對(duì)流天氣的高空影響系統(tǒng) 通過對(duì)近10年日喀則出現(xiàn)的41個(gè)強(qiáng)對(duì)流天氣個(gè)例對(duì)應(yīng)的Micap常規(guī)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)資料進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析發(fā)現(xiàn)，造成日喀則強(qiáng)對(duì)流天氣的高空主要影響系統(tǒng)有以下3類：位于高原中西部的低渦系統(tǒng)、位于沿江一線的切變線以及高原低槽，分別占個(gè)例總數(shù)的29.3%、63.4%及7.3%（表5）。其中，切變線是造成日喀則對(duì)流性天氣的主要影響系統(tǒng)，有69%的冰雹和60%的短時(shí)強(qiáng)降水天氣均由切變線造成的。

存在以上3個(gè)影響系統(tǒng)的同時(shí)，一般日喀則發(fā)生強(qiáng)對(duì)流天氣時(shí)，孟加拉灣至印度半島一帶常存在低壓系統(tǒng)，或西太副高西伸脊線附近的外圍東南氣流偏強(qiáng)，兩者為日喀則強(qiáng)對(duì)流天氣發(fā)生發(fā)展提供充沛的水汽條件，與此同時(shí)，位置偏東北的伊朗高壓和南疆盆地、阿里至那曲中西部的小高壓單體的外圍偏北氣流輸送冷空氣南下，造成日喀則的強(qiáng)對(duì)流天氣。

3 結(jié)論

（1）1957—2016年日喀則冰雹日數(shù)呈減少的趨勢，氣候變化傾向率為0.6d/10a，在1993年發(fā)生了1次突變;雷暴日數(shù)也呈減少的趨勢，氣候變化傾向率為2.5d/10a，在1970年發(fā)生了一次突變。

（2）近60年來，日喀則冰雹和雷暴主要集中在夏季，分別占66.6%和72.6%，其次為秋季，分別占16.7%和16.4%。從逐月分布特點(diǎn)看，冰雹和雷暴均呈單峰型，峰值出現(xiàn)在7—8月。

（3）近10年來，日喀則強(qiáng)對(duì)流天氣以冰雹為主，占個(gè)例總數(shù)的70.7%，短時(shí)強(qiáng)降水占24.4%，而雷雨大風(fēng)天氣只占4.9%。

（4）從月分布特征來看，大多數(shù)冰雹出現(xiàn)在8月，短時(shí)強(qiáng)降水出現(xiàn)在7月，而雷雨大風(fēng)出現(xiàn)在5月;從日變化特征來看，冰雹主要出現(xiàn)在下午至傍晚，短時(shí)強(qiáng)降水主要出現(xiàn)在夜間，而雷雨大風(fēng)天氣主要出現(xiàn)在下午。從強(qiáng)度變化來看，日喀則冰雹以中、小直徑冰雹居多，其中又以直徑≤5mm的小冰雹為主，占86.2%，持續(xù)時(shí)間多在10min以內(nèi)，占89.7%;短時(shí)強(qiáng)降水天氣降水量級(jí)不大，降水量在10～15mm占80%;對(duì)于雷雨大風(fēng)而言，風(fēng)速在17～19m/s，日降水量不超過7mm。

（4）造成西藏日喀則強(qiáng)對(duì)流天氣的高空主要影響系統(tǒng)有3類：高原中西部低渦系統(tǒng)、沿江切變系統(tǒng)以及高原低槽，其中切變線是造成日喀則強(qiáng)對(duì)流天氣的主要影響系統(tǒng)，占總數(shù)的63.4%。

參考文獻(xiàn)

[1]肖天貴，假拉，肖光梁.西藏高原強(qiáng)對(duì)流天氣及短臨預(yù)報(bào)研究進(jìn)展[J].成都信息工程大學(xué)學(xué)報(bào)，2011，26（2）：163-170

[2]假拉，杜軍，邊巴扎西.西藏氣象災(zāi)害區(qū)劃研究[M].北京：氣象出版社，2008：36-54.

[3]魏鳳英.現(xiàn)代氣候統(tǒng)計(jì)診斷與預(yù)測技術(shù)（第一版）[M].北京：氣象出版社，2008：63-66.

[4]俞小鼎，姚秀萍，熊廷南，等.多普勒天氣雷達(dá)原理與業(yè)務(wù)應(yīng)用[M].北京：氣象出版社，2006：314-315.

[5]杜軍，馬玉才.西藏高原降水變化趨勢的氣候分析[J].地理學(xué)報(bào)，2004，59（3）：375-382.

[6]唐小萍，張核真.西藏雷暴氣候特征初步分析[J].西藏科技，2004（5）：38-40.

[7]鄭秀書，張廣庶，孔祥貞，等.青藏高原東北部地區(qū)夏季雷電特征的觀測研究[J].高原氣象，2003，22（3）：210-215.

[8]張核真，假拉.西藏冰雹的時(shí)空分布特征及危險(xiǎn)性區(qū)劃[J].氣象科技，2007，2（1）：54-55.

[9]任景軒，朱克云，張杰，等.近30年西藏地區(qū)雷暴變化特征[J].氣象科技，2011，39（3）：289-294.

（責(zé)編：張宏民）