黑龍江省冰雹的時(shí)空分布特征

高倩楠，孫鵬飛，張苗苗，賀 錚，林嘉楠

(1.黑龍江省人工影響天氣辦公室，黑龍江 哈爾濱 150030；2.伊春市氣象局，黑龍江 伊春 153000）

1 引言

黑龍江省是冰雹多發(fā)區(qū)，據(jù)氣象部門(mén)統(tǒng)計(jì)，近幾年來(lái)因?yàn)楸⑺鶎?dǎo)致的災(zāi)害性天氣越來(lái)越多，因?yàn)楸?zāi)害造成的經(jīng)濟(jì)損失也越來(lái)越大[1-4]。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)很多學(xué)者針對(duì)冰雹災(zāi)害的分布特征、成因等進(jìn)行了大量研究[5-8]。其中，冰雹的分布與海拔高度密切相關(guān)，冰雹發(fā)生的源地和移動(dòng)路徑，對(duì)探索冰雹的成因有一定的指示意義[9-10]。

本文利用黑龍江省1960-2018年83個(gè)氣象觀測(cè)站的數(shù)據(jù)資料(其中有14個(gè)氣象觀測(cè)站建在1960年以后，文中統(tǒng)計(jì)分析時(shí)，做了相應(yīng)年份的訂正處理)，對(duì)黑龍江省59 a的冰雹天氣的時(shí)空分布特征進(jìn)行分析，包括降雹的初終日、月際變化、年際變化和時(shí)空分布特征，并在此基礎(chǔ)上根據(jù)黑龍江省的實(shí)際情況給出了人工防雹的作業(yè)策略。為黑龍江省冰雹的預(yù)報(bào)提供了參考，并為人工防雹作業(yè)的指揮及作業(yè)點(diǎn)布局提供了依據(jù)。

2 黑龍江省冰雹的時(shí)間變化特征

2.1 冰雹日變化

黑龍江省逐日降雹次數(shù)累計(jì)百分比顯示（圖1），從5月初開(kāi)始，降雹次數(shù)增長(zhǎng)速度迅速增加，到9月底趨于平穩(wěn)，其中7月中旬到8月下旬增長(zhǎng)緩慢。黑龍江省冰雹次數(shù)共出現(xiàn)三個(gè)峰值，分別出現(xiàn)在5月上旬、6月上旬和9月中旬；三個(gè)峰值間有兩個(gè)波谷，分別出現(xiàn)在5月下旬和8月上旬。初雹日一般發(fā)生在3月末-4月中，根據(jù)站點(diǎn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，最早降雹初日為3月28日，最晚的降雹初日為5月14日，從全省站點(diǎn)數(shù)據(jù)來(lái)看，80%的年份在4月27日開(kāi)始有冰雹產(chǎn)生。終雹日一般出現(xiàn)在9月中旬-11月上旬，80%的年份在10月27日前降雹結(jié)束。

圖1 1960-2018年黑龍江省日降雹次數(shù)

2.2 冰雹月際變化

黑龍江省冰雹具有明顯的季節(jié)變化特征（圖2），降雹月變化存在2個(gè)峰值，分別為春末夏初（5月、6月）和初秋（9月），相對(duì)于春夏季節(jié)，秋季降雹次數(shù)較少。4月，隨著東亞季風(fēng)的季節(jié)轉(zhuǎn)換，冷暖空氣活動(dòng)變得頻繁，熱力不穩(wěn)定條件逐漸增強(qiáng)，對(duì)流性天氣出現(xiàn)的頻率也隨之增多，4月降雹次數(shù)占全年降雹總數(shù)的4.7%；5-6月，冷暖空氣活動(dòng)更加頻繁，強(qiáng)對(duì)流天氣發(fā)生頻次也顯著升高，5月降雹次數(shù)占全年降雹總數(shù)的24.6%，6月降雹次數(shù)占全年降雹總數(shù)的30.2%；7-8月，冰雹發(fā)生的次數(shù)顯著降低，7月降雹次數(shù)占全年降雹總數(shù)的12.3%，8月降雹次數(shù)占全年降雹總數(shù)的9.8%；9月出現(xiàn)全年降雹月變化特征的次峰值，降雹比例為14.1%；10月逐漸減少，降雹比例為4%；11月-次年3月基本上沒(méi)有冰雹發(fā)生。

圖2 1960-2018年黑龍江省降雹次數(shù)月際變化

2.3 冰雹年際變化

59 a間黑龍江省降雹次數(shù)隨時(shí)間呈現(xiàn)明顯的年際變化特征（圖3），在1960-1980年期間降雹次數(shù)曲線波動(dòng)最大，年際變化率也最大。59 a間全省累計(jì)發(fā)生冰雹6228站次，其中1972年的全年累計(jì)降雹次數(shù)最多（為230站次），2008年最少（為27站次）。從累積距平曲線可以看出，1960-1991年累積距平曲線呈上升趨勢(shì)，以正距平為主；1991-2018年累積距平曲線呈下降趨勢(shì)，以負(fù)距平為主，降雹次數(shù)在均值以下，并且整體呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。降雹次數(shù)整體呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。

圖3 1960-2018年黑龍江省降雹次數(shù)年際變化

3 黑龍江省冰雹的空間分布特征

3.1 降雹初終日

通過(guò)對(duì)黑龍江省降雹初終日的空間分布（圖4、圖5）的分析，黑龍江省降雹初日在3月的有7個(gè)站(占比8%)，主要集中在綏化西部、哈爾濱和牡丹江；在5月的有6個(gè)站（占比7%）；黑龍江大部地區(qū)(有70個(gè)站，占比84%)初雹日在4月。初雹日最早出現(xiàn)在3月9日(明水)，最晚出現(xiàn)在5月8日（呼中）。黑龍江省終雹日在9月的有8個(gè)站（占比10%），主要集中在大興安嶺南部和黑河北部；在11月的有9個(gè)站（占比11%），主要集中在綏化、哈爾濱北部、牡丹江東部和雞西；黑龍江大部地區(qū)（有65個(gè)站，占比78%）終雹日在10月。終雹日最早出現(xiàn)在9月17日（北極村），最晚出現(xiàn)在11月24日（綏化）。

圖4 1960-2018年黑龍江省初雹日空間分布圖（以最早初雹日3月9日為第1日，其他初雹日向后按日期加日數(shù)）

圖5 1960-2018年黑龍江省終雹日空間分布圖（以最晚終雹日11月24為第1日，其他終雹日向前按日期加日數(shù)）

3.2 年平均降雹日數(shù)

由圖6可見(jiàn)，黑龍江省冰雹分布受地形因素的影響很大，山地及迎風(fēng)坡降雹的機(jī)會(huì)較多，其次是江、河沿岸的地帶，平原地區(qū)相對(duì)較少。

圖6 1960-2018年黑龍江省歷年平均降雹日數(shù)空間分布

冰雹出現(xiàn)較多的地區(qū)主要位于大興安嶺、小興安嶺，以及小興安嶺山脈的迎風(fēng)坡和松花江、興凱湖沿岸；大興安嶺地區(qū)的中東部，黑河，綏化中東部，哈爾濱西南部，雞西中部，牡丹江東部，鶴崗西部以及伊春大部地區(qū)的32個(gè)臺(tái)站歷年平均降雹日數(shù)在1.5 d以上。三江平原、松嫩平原的大部分地區(qū)降雹日數(shù)相對(duì)較少。

黑龍江省冰雹主要集中在4-10月（圖7），4月冰雹出現(xiàn)較多的地區(qū)為黑河南部、綏化北部以及七臺(tái)河，其他地區(qū)出現(xiàn)頻次較少。5月冰雹出現(xiàn)較多的地區(qū)在黑龍江省中東部，其中大興安嶺中部、黑河南部、綏化北部降雹日數(shù)偏多，綏化西部出現(xiàn)降雹的次數(shù)較少。6月為冰雹高發(fā)期，黑龍江省大部分地區(qū)都容易出現(xiàn)冰雹，其中大興安嶺南部、黑河、伊春、齊齊哈爾北部、綏化、哈爾濱降雹日數(shù)偏多。7月黑龍江省降雹次數(shù)有所下降，降雹日數(shù)偏多的地區(qū)主要集中在黑龍江省的中西部，東部地區(qū)降雹日數(shù)相對(duì)較少。8月黑龍江省降雹次數(shù)繼續(xù)下降，降雹日數(shù)偏多的地區(qū)主要集中在黑龍江省的西部，大興安嶺南部降雹日數(shù)最多，大慶和牡丹江東部降雹日數(shù)最少。9月降雹頻率有所增加，降雹日數(shù)最多的地區(qū)為黑河和大興安嶺南部，伊春、鶴崗和佳木斯西部次之。10月降雹發(fā)生幾率減小，綏化南部、哈爾濱西部和雞西出現(xiàn)冰雹日數(shù)相對(duì)較多。

圖7 1960-2018年黑龍江省歷年（a)4月,(b).5月,(c)6月,(d)7月,(e)8月,(f)9月,(g)10月月平均降雹日數(shù)空間分布

4 結(jié)論

本文利用1960-2018年83個(gè)氣象觀測(cè)站的數(shù)據(jù)資料，統(tǒng)計(jì)分析了59 a來(lái)黑龍江省冰雹的時(shí)空分布特征，主要結(jié)論如下：

（1）黑龍江省降雹次數(shù)的增長(zhǎng)速度從5月初開(kāi)始迅速增加，到9月底趨于平穩(wěn)，其中7月中旬到8月下旬增長(zhǎng)緩慢。黑龍江省冰雹次數(shù)共出現(xiàn)三個(gè)峰值，分別出現(xiàn)在5月4日（79次）、6月9日（104次）和9月13日（66次）；三個(gè)峰值間有兩個(gè)波谷，分別出現(xiàn)在5月21日（24次）和8月2日（4次）。

（2）黑龍江省冰雹的出現(xiàn)具有明顯的季節(jié)變化。冰雹主要集中在5-9月，占全年降雹總數(shù)的91%；4月和10月降雹次數(shù)較少，分別為4.7%和4%；11月-次年3月基本上沒(méi)有冰雹發(fā)生。

（3）1960-2018年黑龍江省累計(jì)發(fā)生冰雹6228站次，其中1972年的全年累計(jì)降雹次數(shù)最多（為230站次），2008年最少（為27站次）。1960-1991年累積距平曲線呈上升趨勢(shì)，以正距平為主；1991-2018年累積距平曲線呈下降趨勢(shì)，以負(fù)距平為主，降雹次數(shù)在均值以下，并且整體呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。

（4）黑龍江省降雹初雹日一般發(fā)生在3月下旬-4月下旬，最早降雹日為3月9日，最晚降雹日為5月8日。終雹日一般出現(xiàn)在9月中旬-11月下旬。黑龍江省冰雹分布受地形因素影響很大，冰雹出現(xiàn)的較多的地區(qū)主要位于大興安嶺、小興安嶺，以及小興安嶺山脈的迎風(fēng)坡和松花江、興凱湖沿岸，三江平原、松嫩平原的大部分地區(qū)降雹日數(shù)相對(duì)較少。