1968—2013年临夏州冰雹时空分布特征分析

张淑芳++常自祎++韦伯龙++闫旭东++王琨++罗小梅++文慧

摘要 选取1968—2013年甘肃省临夏州6个站气象资料和中国气象灾害大典等资料，对冰雹时空分布特征进行统计分析。结果表明：临夏州冰雹日数以山区为最多，平川较少。移动路径基本是西北—西南—东南等一线。冰雹具有明显的季节变化，主要出现在6—9月，6月为冰雹多发期。近27年（1987—2013年）临夏州年冰雹日数呈减少趋势。冰雹发生主要集中在中午至傍晚。临夏州中南部为冰雹灾害重点防御区。

关键词 冰雹；时空分布；综合指标；甘肃临夏；1968—2013年

中图分类号 P429 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2016）22-0202-03

Abstract Based on the datas from 6 weather stations of Linxia Prefecture in Gansu Province from 1968 to 2013 and Chinese Meteor-ologicaldisaster Dictionary，the characteristics of temporal and spatial distribution of hail disaster were analyzed. The results indicated that in Linxia Prefecture，the hail days was the most in the mountainous area，and less in plain areas. The moving track of hail was from southwest to northwest，then to southeast. The seasonal change of hail was obvious，hails mainly occurred from June to September，especially in June. The days of hail deceased during the recent 27 years（1987-2013）. Hail usually occurred from noon to evening. The key hail prevention areas were central and southern Linxia Prefecture.

Key words hail；temporal and spatial distribution；comprehensive index；Linxia Gansu；1968-2013

冰雹天气是指通常在暖背景时，由于强对流天气系统所造成的短时间内剧烈变化的天气现象，该天气现象突发性非常强，并且破坏力非常大[1]。冰雹局地性强，而且持续时间短，但因来势猛、强度大，并同时伴有短时强降水、雷电、大风等，瞬间即能给农业造成较大危害[2]，同时对林业、工业、通讯、交通等也会造成极大的危害。

分析冰雹的气候态特征利于更好地理解与掌握其发生规律，大多集中于短时（0～12 h）天气预报方法研究、揭示其形成的物理机制等[3-6]。目前，较流行的观测方法是利用中尺度的观测结果同时联合分析雷达等气象资料研究该种天气现象[7-8]。基于这些方法，利用1968—2013年气象资料，对甘肃省临夏州的冰雹变化特征进行分析，重点是分析1968—2013年临夏州6个常规气象台站关于46年冰雹观测资料，以为临夏州冰雹天气预警和防灾减灾提供指导。

1 研究区概况

临夏州位于临夏州地处青藏高原和黄土高原的过渡地带，共有8个县市（积石山保安族东乡族撒拉族自治县、永靖县、和政县、东乡族自治县、临夏县、康乐县、临夏市和广河县），总面积为8 169 km2。有130个乡镇（街道办），1 149个行政村，总人口200.01万人。

全州有耕地面积14.33万hm2，各类林地面积32.4万hm2，水面7.24万hm2。农村人均占有耕地800 m2，全州森林覆盖率为16.3%，人均拥有水资源17 619 m3。全州分为3类地区，分别为山阴地区、干旱地区和川塬地区，面积各占33%左右，不同地区雨量和日照差异很大，其中山阴和川塬地区雨热资源比较丰富，适合农牧业生产。临夏州气象灾害占整个自然灾害的86%以上，对农牧业生产危害极大。冰雹是临夏主要气象灾害。据统计，全州1971—2000年30年中，遭受严重雹灾的年份达17年，一般年份因雹灾造成的经济损失在2 000万～5 000万元，并随着经济作物的价值逐年增高。因此，通过分析甘肃省临夏州冰雹的变化特征，减轻其对农牧业的危害程度是非常有必要的。

2 数据来源与研究方法

2.1 数据资料来源

本文所用数据选自《甘肃气候》[9]《临夏气象》《临夏回族自治州志（上册）》[10]《临夏州民族日报》和州民政局提供的相关数据与资料。

数据收集过程中对于2个以上县如果同年或同月，不同日期发生冰雹时，被记录为冰雹发生的不同频次。规定：当某测站在某日观测到1次或1次以上冰雹天气现象时，不论其时间长短都定义该测站在该日为1个雹日。选取临夏州资料齐全具有代表性的6个台站，资料年份段为1968—2013年。冰雹灾害资料主要采用《临夏回族自治州志》记载的相关数据。

2.2 研究方法

冰雹灾害的综合评估指标是在分项评估指标的基础上，利用模糊综合关联度模型计算得到。冰雹灾害的评估指标为冰雹强度指标、冰雹持续时间指标和覆蓋范围指标。

2.2.1 计算方法。

（1）冰雹强度指标：

其中，Zmax为雷达观测最大回波强度（单位：dBZ），Hmax为雷达观测最大回波顶高（单位：km）。

（2）冰雹持续时间指标：

其中，L为雷达观测冰雹云水平尺度（单位：km），V为雷达观测冰雹云移动速度（单位：km/h），Trep为人工观测冰雹持续时间（单位：h）。

（3）覆盖范围指标：

其中，n为被评估区域内出现冰雹云回波的下一级行政区域数，N为区域内下一级行政区域总数。

（4）冰雹灾害的综合评估指标计算方法：

Ihai=Ihin×0.5+Itim×0.3+Icov×0.2

2.2.2 冰雹灾害等级评估。冰雹灾害综合评估指标所隶属的级别即为该冰雹灾害的评估等级。冰雹灾害等级评估标准见表1。

3 冰雹时间变化特征分析

3.1 冰雹年际变化特征

分析1968—2013年临夏州冰雹数据，可知46年冰雹频次呈正向波动变化，总的变化趋势是先增加后减少，其线性倾向率为-0.247 8次/10年。同时分析发现，进入20世纪80年代以后冰雹发生的频次猛的攀升到最高点，到90年代冰雹频次开始逐渐减小，在1968—2013年间，冰雹频次有个高值，达42次，在1991年降到谷底，冰雹频次才发生2次。从1992年开始，冰雹频次又逐渐上升趋势，增幅不是很均匀，直到2011年又是一个突变点，频次有降到2次，之后又逐渐升高，冰雹频次超过20次的年份有7年，10～20次有22年，小于10次的有17年。在总体上，临夏州冰雹频次是70年代、90年代较低，80年代波动幅度增大，频次最高，至1987年达高峰，从21世纪开始有明显回落，46年来临夏州大部分年份都要发生10次以上冰雹（图1）。一般来说，降水多的年份冰雹出现的频次多，降水少的年份冰雹出现的频次也少。

在临夏州冰雹的年际变化具有明显的区域性差异。在东乡县除2009年外，其余年份均有冰雹发生，其中1987年出现最高值，频次为15次，东乡县是临夏州冰雹发生最多的县，其次是和政县，其后依次为广河县>康乐县>临夏市>永靖县。永靖县是临夏州冰雹发生频次最少的县。

从总体来看，东乡县在临夏州各县中冰雹发生频次增长趋势最显著，与临夏州冰雹频次整体变化趋势一致，即20世纪80年代后期有个增长峰值，之后逐渐回落，2009年降至谷底，其线性倾向率为-0.071 6次/10年。在和政县近46年来冰雹频次波动较大，其线性倾向率为-0.048 2次/10年（图2），20世纪70年代共发生39次，80年代30次，90年代21次，2000—2010年间27次，整体呈“W”型趋势发展，2011—2013年发生的次数明显降低，只有1次。

3.2 冰雹季节变化特征

分析临夏州1968—2013年间冰雹月频次可发现，1—3月和10—12月未发生，4—9月均有降雹，其中5—7月是冰雹多发期（图3）。临夏市最旱降雹日期在3月24日（1968年），最迟降雹在9月6日（1988年）。各地降雹集中于5—9月。而以6月最多，临夏市平均降雹日数0.6 d，最多4 d；和政平均0.8 d，最多3 d；康乐平均0.6 d，最多2 d；广河平均0.8 d，最多3 d，东乡最多的月份出现在7月，平均防雹日数0.9 d，最多3 d，永靖7月平均0.7 d，最多3 d。

降雹时间一般在午后至前半夜。根据临夏市1970—1979年31次冰雹统计，降雹时间在13：00—23：00之间，其中17：00—20：00最多，占总降雹的54.5%。

4 冰雹空间变化特征分析

临夏州位于临夏州地处青藏高原和黄土高原的过渡地带，由于临夏州的特殊地形、地貌，造成积石山、太子山山脉的背风坡，非常利用冰雹的发生。故此临夏州冰雹空间分布具明显的区域性（图4）。从整体看，综合这46年，临夏州整个的降雹趋势是明显减弱的，20世纪70年代有个峰值，80年代次之，直到2011—2013降到最低。临夏州各县降雹的分散性很明显，尤其2011—2013年体现的非常明确，全州6个站，4个站降雹，永靖、康乐2个站没有。各县情况，位于临夏州东北部的东乡县，是临夏州发生冰雹最多的地方，平均每年发生冰雹的频次为3.2次，究其原因，是因该县海拔为本州最高，地形特点造成易于发生冰雹。其次为和政县，年均冰雹频次2.6次。其他各县冰雹频次比例为广河>康乐>永靖县，分别为2.0、1.9、1.3次。

总的来说，在临夏州冰雹的高频区位于东北部、偏南山区，而低频区位于比较干旱的永靖县。

5 雹灾对农业生产的影响分析

通过利用灰色关联方法分析临夏州冰雹灾害，依据2.2.1各公式计算出临夏州各县市的灰色关联度及关联序（表2），按照关联度大小对临夏州6个县市进行排序：东乡>和政>广河>康乐>临夏市>永靖，关联度越大，灾情越严重。

各县市灰色关联度分类根据临夏州各县市雹灾灰色关联度大小，可分为以下3个大区：①特重雹灾区（1.0～1.6），包括东乡、广河和和政县；②重雹灾区（0.7～1.0），包括康乐、临夏市；③中雹灾区（0.4～0.7），包括永靖县。受北部低涡型和纬向型天气过程的影响降雹，雹云以雷暴云、MCS为主[11]。州内各县市农业经济发展差异较大，承载体单位面积的受灾成本也不同，所造成的经济损失差异较大。

6 结论

（1）临夏州整个的降雹趋势是明显减弱的，20世纪70年代有个峰值，80年代次之，近27年（1987—2013年）逐渐降低。从年季图上看，临夏州各县降雹的分散性很明显，尤其2011—2013年体现的非常明确，全州6个站，4个站降雹，永靖、康乐2个站没有。

（2）冰雹频次具有明显的季節变化特征，每年1—3月和10—12月未发生，4—9月均有降雹，其中5—7月是冰雹多发期。临夏市最早降雹日期在3月24日（1968年），最迟降雹在9月6日（1988年）。各地降雹集中于5—9月，属于春末到夏季型。

（3）用灰色关联灾情评估模型，以县为单位对临夏州各县市灾情排序分级，分为3个大类：①特重雹灾区（1.0～1.6），包括东乡、广河和和政县，主要是受北部低涡型和纬向型天气过程的影响降雹，雹云以雷暴云、MCS为主[11]；②重雹灾区（0.7～1.0），包括康乐、临夏市；③中雹灾区（0.4～0.7），包括永靖县。州内各县市农业经济发展差异较大，承载体单位面积的受灾成本也不同，所造成的经济损失差异较大。

（4）建议在雹灾多发的农牧业重点县市加强人工防雹系统，有效提高当地防雹减灾能力，尤其是东乡、广河、和政、康乐雹灾一类和二类区，应加强防雹体系建设，减少雹灾对农业造成的损失，促进农牧业生产和发展。

7 参考文献

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