基于普洱C波段天氣雷達(dá)的冰雹時空分布特征

中圖分類號：P426.64 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B 文章編號：2095-3305（2025）05-0106-03

普洱市地處云南省西南部，北回歸線橫穿普洱市中部，海拔 376～3306m ，境內(nèi)山地面積占 98.3% ，地形復(fù)雜，垂直氣候特點(diǎn)明顯，災(zāi)害性天氣頻發(fā)。而冰雹是普洱市主要的災(zāi)害性天氣之一，具有局地性強(qiáng)、持續(xù)時間短、突發(fā)性強(qiáng)、破壞性大等特點(diǎn)，同時常伴有瞬時大風(fēng)、短時強(qiáng)降水等災(zāi)害性天氣，嚴(yán)重威脅人們的生產(chǎn)生活和生命財產(chǎn)安全[。近年來，普洱市茶葉、咖啡、烤煙等經(jīng)濟(jì)作物作為高原特色農(nóng)業(yè)發(fā)展迅速，若在其生長關(guān)鍵期遭遇冰雹等災(zāi)害性天氣則易造成嚴(yán)重影響，帶來較大的經(jīng)濟(jì)損失。為保障高原特色農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展，減少冰雹造成的損失，從普洱市實(shí)際業(yè)務(wù)需求出發(fā)，總結(jié)分析了普洱市的冰雹時空分布特征，以期對普洱市優(yōu)化人工影響天氣作業(yè)點(diǎn)規(guī)劃布局、增強(qiáng)防雹作業(yè)針對性等方面提供參考。

近年來，很多學(xué)者圍繞冰雹的分布特征進(jìn)行了研究并取得了明顯進(jìn)展。部分學(xué)者對我國冰雹日數(shù)時空演變特征進(jìn)行了研究，指出了我國冰雹日數(shù)時空演變特征和雹災(zāi)事件時空分布特征[2-3]。也有部分學(xué)者對云南省的冰雹時空分布特征、災(zāi)害危險性區(qū)劃等進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)云南的冰雹季節(jié)分布復(fù)雜，呈現(xiàn)出春季和夏季2個峰值，且與海拔有關(guān)[46。另有較多學(xué)者對各地冰雹的時空分布規(guī)律進(jìn)行了分析，并對相應(yīng)的環(huán)流形勢、雷達(dá)參數(shù)等方面進(jìn)行了深人探討，研究成果為本地冰雹防災(zāi)減災(zāi)提供了一定的技術(shù)支撐[7-10]

1資料與方法

利用2015—2023年普洱市降雹實(shí)況資料、普洱天氣雷達(dá)資料、思茅高空觀測數(shù)據(jù)和ERA5再分析數(shù)據(jù)，統(tǒng)計分析了普洱市冰雹的時空分布特征。冰雹實(shí)況資料主要來源于災(zāi)情直報系統(tǒng)，再根據(jù)縣（區(qū)）氣象部門核實(shí)上報的冰雹實(shí)況信息作為補(bǔ)充，統(tǒng)計分析普洱市冰雹影響的時段和落區(qū)。利用2015—2023年冰雹影響的時段的普洱天氣雷達(dá)基數(shù)據(jù)分析普洱市冰雹云軌跡路徑。利用ERA5再分析數(shù)據(jù)和思茅高空觀測數(shù)據(jù)分析降雹日大尺度環(huán)流形勢和大氣環(huán)境特征。

2冰雹的時空分布特征

將1d以內(nèi)有1個及以上縣（區(qū)）行政區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)降雹記為1個降雹日；某一天在某個縣（區(qū)）行政區(qū)域內(nèi)有1個及以上鄉(xiāng)鎮(zhèn)出現(xiàn)冰雹記1次降雹，在同一時間其他縣（區(qū)）行政區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)降雹則作為新的數(shù)據(jù)記錄。

2.1 普洱冰雹的時間分布特征

（1）年際變化特征。根據(jù)圖1可以看出，2015—2023年普洱市共發(fā)生冰雹天氣76d，每年都有發(fā)生，年平均冰雹日數(shù)為 8.44d 從2015—2023年普洱市逐年冰雹日數(shù)變化來看，普洱市冰雹日數(shù)年變化較大，2023、2022、2017年冰雹日數(shù)明顯偏多，2019年最少，為 1d 從總體趨勢來看，普洱市冰雹日數(shù)存在震蕩增加的趨勢。

（2）季變化特征。普洱市降雹的季節(jié)性特征顯著。根據(jù)圖2可以看出，冬春季降雹日數(shù)最高，占比 82.89% ，其中又以春季降雹日數(shù)為最多，達(dá)42d，占比 55.26% 秋季降雹日數(shù)最低，僅 值得注意的是，2015—2022年秋季均未出現(xiàn)降雹，僅在2023年出現(xiàn) 3d

（3）月變化特征。根據(jù)圖3可以看出，3一4月是普洱市冰雹高發(fā)時期，降雹日數(shù)共37d，占比 48.68% 。其次是12、2、1月，降雹日數(shù)為6＼～8d;5、7、8月次之，為 4～5d6?9，10，11 月最少，2015—2023年9年間只出現(xiàn)過1d。5—10月為普洱的雨季，11月至翌年4月為干季。由此得出普洱冰雹日數(shù)干季多，雨季少；非汛期多，汛期少。

（4）日變化特征。根據(jù)圖4可以看出，普洱降雹開始時間呈單峰型分布，一天內(nèi)主要出現(xiàn)在14：00＼～19：00，其中高峰期集中在 在15：00＼～18：00，白天太陽對大氣和地面進(jìn)行加熱，溫度較高，對流能量充足，一旦出現(xiàn)合適的抬升觸發(fā)條件，極容易形成對流，從而導(dǎo)致冰雹形成。00：00、02：00、09：00和11：00＼～12：00未出現(xiàn)過冰雹?？傮w來說，普洱午后降雹次數(shù)多，凌晨次之，上午最少。

2.2 普洱冰雹的空間分布特征

2015—2023年普洱降雹日數(shù)呈3級階梯狀分布（圖5）。中部和東南部頻次最高，江城、寧洱、墨江、景谷降雹日數(shù)20＼～23d，其次是中西部和中北部，瀾滄、鎮(zhèn)沅、思茅降雹日數(shù)13＼～14d，北部和西南部降雹日數(shù)最少，孟連、景東、西盟降雹日數(shù)4＼～6d。

將每次降雹落區(qū)細(xì)化到鄉(xiāng) （鎮(zhèn)）可以看出，冰雹頻次最高的是在江城勐烈鎮(zhèn)，共13次；其次是寧洱縣寧洱鎮(zhèn)，9次；而墨江龍?zhí)多l(xiāng)、鎮(zhèn)沅古城鎮(zhèn)、瀾滄謙六鄉(xiāng)等區(qū)域則未統(tǒng)計到降雹，降雹日數(shù)為零（圖6）。此外，部分縣（區(qū)）中位于城區(qū)的鄉(xiāng)鎮(zhèn)降雹頻次高于不位于城區(qū)的鄉(xiāng)鎮(zhèn)，這可能是由局地雹災(zāi)收集不全面導(dǎo)致的。

2.3 普洱冰雹云軌跡特征

統(tǒng)計分析2015一2023年普洱市發(fā)生的冰雹天氣過程，利用普洱天氣雷達(dá)基數(shù)據(jù)追溯影響普洱的對流風(fēng)暴，將其分為多單體風(fēng)暴、單單體風(fēng)暴、超級單體風(fēng)暴和脈沖風(fēng)暴。由于脈沖風(fēng)暴通常生命史短、原地生消，多單體風(fēng)暴難以分析具體路徑，因此篩選出單單體風(fēng)暴和超級單體風(fēng)暴進(jìn)行冰雹云軌跡分析，再將普洱行政區(qū)域網(wǎng)格化，統(tǒng)計冰雹云軌跡路徑落到各網(wǎng)格內(nèi)的頻率，得到冰雹云格點(diǎn)頻率分布圖。

從2015—2023年普洱發(fā)生的76個冰雹日中篩選出36個冰雹日進(jìn)行了冰雹云軌跡路徑分析，得到了68條冰雹云軌跡路徑。從分析結(jié)果來看，68條冰雹云軌跡全部自西向東，多數(shù)冰雹云回波初生于普洱以西的地域，部分冰雹云在瀾滄西部、景谷、鎮(zhèn)沅西部初生，之后東移，冰雹云軌跡均具有持續(xù)時間長、影響距離遠(yuǎn)等特點(diǎn)。此外，普洱冰雹云軌跡集中發(fā)生在3一4月，占比 73.53% ，其次是1—2月占比 25.00% 。根據(jù)普洱冰雹時間分布特征來看，普洱12、5、7、8月的降雹日數(shù)也較多，但此次冰雹云軌跡路徑分析并未反映出該特征，由此推測普洱12、5、7、8月的冰雹云多以多單體或脈沖風(fēng)暴等形式出現(xiàn)，無法分析具體路徑信息。普洱天氣雷達(dá)2015—2019年探測半徑為 150km 2020—2023年探測半徑達(dá) 400km ，因此探測半徑仍選取 150km ，冰雹云軌跡分析僅限普洱雷達(dá) 150km 探測半徑區(qū)域內(nèi)，景東、孟連、西盟存在盲區(qū)。

從格點(diǎn)頻率的分布來看（圖7），普洱中部景谷縣、寧洱縣寧洱鎮(zhèn)、同心鎮(zhèn)，普洱東南部江城縣猛烈鎮(zhèn)、康平鄉(xiāng)以及普洱西部瀾滄縣竹塘鄉(xiāng)等區(qū)域是發(fā)生冰雹頻率較高的區(qū)域，這與災(zāi)情直報和縣區(qū)上報信息統(tǒng)計分析得到的分布特征一致。但冰雹云格點(diǎn)頻率分布圖中，普洱東部墨江縣聯(lián)珠鎮(zhèn)等區(qū)域的冰雹發(fā)生頻率較偏低，是此次冰雹云軌跡路徑只分析了單單體風(fēng)暴和超級單體風(fēng)暴，普洱東部墨江縣聯(lián)珠鎮(zhèn)等區(qū)域降雹的可能多為多單體風(fēng)暴和脈沖風(fēng)暴。

基于此冰雹云軌跡路徑分析，可為普洱人工影響天氣能力提升提供一定參考，如提升人工影響天氣作業(yè)點(diǎn)建設(shè)規(guī)劃的科學(xué)性和合理性，在降雹頻次高發(fā)區(qū)域規(guī)劃建設(shè)作業(yè)點(diǎn)，若在降雹頻次高發(fā)區(qū)域已建有作業(yè)點(diǎn)，則可有計劃性地往該區(qū)域作業(yè)點(diǎn)投入更多的物資、人力。同時也對普洱市冰雹預(yù)報預(yù)警服務(wù)、為人民群眾降低雹災(zāi)損失等具有重要的意義。

3結(jié)論

（1）普洱冰雹日數(shù)變化呈逐年震蕩增加的趨勢；季節(jié)性特征顯著，以冬春季最多，夏秋季較少；每年的冰雹主要集中在1一4月及12月，其中3一4月是普洱冰雹高發(fā)時期；普洱午后降雹次數(shù)多，凌晨次之，上午最少。

（2）普洱冰雹空間分布特征呈3級階梯狀分布，中東部江城、寧洱、墨江、景谷降雹頻次最高，中西部瀾滄和中北部思茅、鎮(zhèn)沅次之，北部景東和西部孟連、西盟最少。

（3）根據(jù)普洱冰雹云軌跡路徑來看，多數(shù)冰雹云回波初生于普洱以西的地區(qū)，部分冰雹云在瀾滄西部、景谷、鎮(zhèn)沅西部初生，之后東移；冰雹云軌跡均具有持續(xù)時間長、影響距離遠(yuǎn)等特點(diǎn)。

參考文獻(xiàn)

[1]王曉君，鄭媛媛.普洱市不同等級冰雹天氣的雷達(dá)回波特征對比分析[J].氣象，2022，48（7）：868-877.

[2]孔鋒，王一飛，呂麗莉，等.1961一2016年中國冰雹日數(shù)時空演變特征[J].水利水電技術(shù)，2018，49（3）：7-16.

[3]湯興芝，黃治勇，張榮，等.2010—2020年全國冰雹災(zāi)害事件時空分布特征[J].暴雨災(zāi)害，2023，42（2）：223-231.

[4]楊家康，杞明輝.云南省冰雹的時空分布特征[J].氣象科技，2005（1）：41-44.

[5]尹麗云，梅寒，張騰飛，等.云南省精細(xì)化冰雹災(zāi)害危險性區(qū)劃分析[J].災(zāi)害學(xué)，2022，37（3）：99-105.

[6]尹麗云，李俊，李辰，等.云南不同季節(jié)和區(qū)域冰雹云回波特征和預(yù)警指標(biāo)對比[J].災(zāi)害學(xué)，2023，38（4）：71-79，113.

[7]劉昭武，田世芹.黃河三角洲地區(qū)冰雹過程雷達(dá)特征分析[J].氣象研究與應(yīng)用，2022，43（4）：72-78.

[8]張惠景，秦川.1971—2023年廣西冰雹日數(shù)和范圍的氣候特征分析[J].氣象研究與應(yīng)用，2024，45（3）：63-68.

[9]馬曉玲，李德帥，胡淑娟.青海地區(qū)雷暴、冰雹空間分布及時間變化特征的精細(xì)化分析[J].氣象，2020，46（3）：301-312.

[10]于懷征，龔佃利，朱秀紅，等.山東冰雹時空分布特征與分類預(yù)報指標(biāo)研究[J].氣象科技，2023，51（2）：254-261.