日喀则强对流天气变化特征及其影响系统分析

格桑卓玛 巴桑次仁

摘 要：利用日喀則1957—2016年气象观测要素，结合2008—2017年强对流天气个例及其对应的Micaps常规数据，用统计学方法和常规天气学方法对日喀则强对流天气特征进行了分析。结果表明：1957—2016年，日喀则冰雹和雷暴日数均呈减少的趋势，气候变化倾向率分别为0.6d/10a、2.5d/10a，冰雹在1993年发生了1次突变，雷暴在1970年发生了1次突变。冰雹和雷暴都集中在夏季，分别占66.6%、72.6%，且呈单峰型，峰值出现在7—8月。近10年来，日喀则强对流天气以冰雹为主，占70.7%，短时强降水占24.4%，雷雨大风只占4.9%。冰雹主要出现在下午至傍晚，短时强降水主要出现在夜间，而雷雨大风主要出现在下午;冰雹以中、小直径冰雹居多，其中又以直径≤5mm的小冰雹为主，占86.2%，且持续时间多在10min以内，占89.7%;短时强降水天气降水量不大，10～15mm占80%;雷雨大风的风速在17～19m/s，日降水量不超过7mm。造成西藏日喀则强对流天气的高空影响系统有高原中西部低涡、沿江切变线以及高原低槽，其中切变线是造成日喀则强对流天气的主要影响系统，占63.4%。

关键词：日喀则;强对流;特征;影响系统

中图分类号 P432.1文献标识码 A文章编号 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

日喀则藏语称“喜卡孜”，意为土地肥美的庄园，素有“西藏粮仓”的美誉，是西藏最大的青稞生产基地。但短时强降水、冰雹和雷电等对流性天气引发了局地山洪、雹灾和雷击等灾害，对日喀则地区农牧业生产和人民的生命财产造成了严重的影响。进入21世纪以来，在全球性持续变暖的气候背景下，各类极端气象事件发生的概率不断增加[1]，西藏地区生态脆弱，受其影响更大。强对流天气属于中小尺度天气系统，具有突发性、局地性以及持续时间短的特点，因而一直以来是预报上的一个难点。在强天气频繁发生而天气气候要求无缝隙预报的情况下，人们对灾害性天气及其短临预报尤为关注。了解本地强对流天气特征及其变化规律，进而找到适合本地的参数指标，对提高短临预报预警能力具有重要的意义。

1 资料与方法

1.1 数据资料 资料来源于1957—2016年日喀则站地面气象要素观测数据、2008—2017年日喀则站强对流天气个例数据以及其对应的Micaps常规数据。

1.2 研究方法 利用线性趋势函数和Mann.Kendall统计诊断方法，分析1957—2016年日喀则冰雹和雷暴的时间变化特征，获得长序列资料的变化规律;同时，统计2008—2017年强对流天气个例数据，分析日喀则强对流天气特征，并采用天气学方法和合成分析方法，分析强对流天气的高空影响系统。

2 结果与分析

2.1 近60年日喀则冰雹和雷暴日数的时间变化特征2.1.1 年际变化特征

2.1.1.1 冰雹 对1957—2016年日喀则冰雹日数的年变化特征进行分析，其结果如图1所示。从图1可以看出，1957—2016年日喀则年平均冰雹日数为6d。近60年来，日喀则年冰雹日数呈减少的趋势，气候变化倾向率为0.6d/10a。具体变化特征呈先增后减的趋势，1957—1987年冰雹日数呈缓慢增加的趋势，多数年份的冰雹日数均超过多年平均值，至1987年达到近60年冰雹日数的峰值，年冰雹日数为13d;自1988年后日喀则冰雹日数呈减少的趋势，除2000年、2001和2003年的冰雹日数在多年平均值以上外，其余各年份的冰雹日数都在均值以下，1992年达到谷值0，整年内未出现冰雹天气。

2.1.1.2 雷暴 1957—2013年日喀则年平均雷暴日数为74d，从图2可以看出，近57年来，日喀则年雷暴日数呈减少的趋势，气候变化倾向率为2.5d/10a。具体变化特征为先减少后增加的趋势，1957—1983年相对而言是多雷时段，多数年份的雷暴日数均超过多年平均值，雷暴日数变化特征呈缓慢减少的趋势，1983年达到近60年雷暴日数的谷值，年雷暴日数只有54d;1984—2016年日喀则雷暴日数呈缓慢增加的趋势，但增加的幅度并不明显。

2.1.2 突变特征分析 利用Mann.Kendall检验方法对日喀则冰雹和雷暴日数进行突变分析，绘制出正向序列（UB）和反向序列（UF）曲线。UF或UB的值大于0，则表明序列呈上升趋势，小于0则表明序列呈下降趋势。它们超过临界直线时，则表明上升或下降趋势显著[3]。本文给定显著性水平为0.05的临界值为±1.96，若在UF和UB出现交点，且交点位于上下临界线之间，便记为突变开始的时间。

2.1.2.1 冰雹日数的突变特 图3给出了1957—2013年日喀则冰雹日数的Mann.Kendall检验特征，从图3可以看出：1959—1964年、1965—1969年、1978—1991年，日喀则冰雹日数呈增多的趋势，其余时段冰雹日数呈减少的趋势。根据UF和UB曲线在置信区间内的交点位置，确定在1993年冰雹日数发生了1次突变，之后冰雹日数呈减少的趋势，并且在2000年和2006—2016年UF值超过临界值，说明这段时间减少趋势显著，通過了0.05显著性水平。

2.1.2.2 雷暴日数 从雷暴日数Mann.Kendall检验可以看出（图4）：1969年之前，日喀则的雷暴日数呈增加的趋势，之后呈减少的趋势。根据UF和UB曲线在置信区间内的交点位置，确定在1970年雷暴日数发生了1次突变，并且在1983—2016年UF值超过临界值，说明这段时间雷暴日数减少趋势显著，通过了0.05显著性水平。

2.1.3 季节分布特征 统计1957—2016年日喀则冰雹和雷暴日数的季节分布特征，其结果见表1。从表1可以看出，日喀则冰雹主要集中在夏季，平均冰雹日数为4d，占全年冰雹日数的66.6%，其次为春季和秋季，各占16.7%，冬季冰雹日数为0。日喀则的雷暴也主要集中在夏季，夏季平均雷暴日数高达53d，占全年雷暴日数的72.6%，其次为秋季，平均雷暴日数为12d，占全年平均雷暴的日数的16.4%，春季平均雷暴日数为8d，占全年雷暴日数的11%，冬季雷暴日数为0。

2.1.4 逐月分布特征 对日喀则1957—2016年冰雹和雷暴日数的逐月分布特征进行分析（图5）。从图5可以看出，冰雹主要集中在汛期5—9月，占全年冰雹日数的95.3%，其中8月为冰雹的高发期，平均冰雹日数为2d，占年平均冰雹日数的52.7%，而10月至次年的4月，冰雹日数仅占全年冰雹日数的5.4%，其中11月至次年3月日喀则未出现冰雹天气。各月雷暴日数也呈单峰型，雷暴的活跃期起始于5月份，其中6—9月为高发期，7月和8月雷暴日数达到峰值，平均雷暴日数分别达到19d和18d，占全年雷暴日数的54.5%。10月至次年的3月，随着干季的来临，各地雷暴日数迅速减少，仅占全年雷暴日数的1.4%，其中11月至次年2月份未发生雷暴天气。日喀则冰雹和雷暴的这种月季节变化特征与大气环流的季节性调整以及高原热力作用的季节变化密切相关。

2.2 近10年日喀则强对流天气特征 强对流天气是指出现短时强降水、雷雨大风、龙卷风、飑线、冰雹等现象的灾害性天气，具有突发性强、影响范围小、持续时间短等特点[4]。龙卷风和飑线主要分布在我国东部沿海地区，日喀则市的强对流天气主要包括短时强降水、雷雨大风及冰雹天气。

2.2.1 强对流天气统计特征 短时强降水是指短时间内降水强度较大，降水量达到或超过某一量值的天气现象。中国气象局对于短时强降水标准是1h降水量大于20mm为一次短时强降水过程。根据西藏地区的天气气候特点以及近10年日喀则市逐日逐小时降水量的统计结果，1h降水量从未超过20mm，故本文规定1h降水量大于10mm算作一次短时强降水天气。雷雨大风指在出现雷、雨天气现象时，平均风力≥6级、阵风≥8级（风速≥17.2m/s）的天气现象。统计2008—2017年日喀则出现的强对流天气发现，近10年来，日喀则共出现了10次短时强降水、2次雷雨大风和29次冰雹天气。由此可以看出，日喀则的强对流天气以冰雹为主，占个例总数的70.7%，短时强降水占24.4%，而雷雨大风只占4.9%。从逐月分布看，绝大多数冰雹出现在8月份，占个例总数的38.5%，其次为7月和6月，分别占23.1%和19.2%，短时强降水主要出现在7月份，占个例总数的70%，其次为8月份，占个20%;而近10年出现的2次雷雨大风天气分别出现在5月和8月。

2.2.2 强对流天气的日变化特征 对日喀则市近10年强对流天气日变化特征进行统计可知（表2），日喀则短时强降水主要出现在夜间，冰雹主要出现在下午至傍晚，雷雨大风天气主要出现在下午至傍晚。具体来讲，在10个短时强降水天气过程中共有7个个例出现在21—02时，占该类型个例总数的70%，2个个例出现在15—17时，1个个例出现在09—11时。在29个冰雹天气个例中，共有25个个例出现在下午至傍晚，并集中出现在14—20时，占该类型个例总数的86.2%;3个冰雹个例出现在20—02时，1个个例出现在11—14时;2个雷雨大风天气过程各出现在下午和傍晚。

2.2.3 日喀则强对流天气的强度特征 通过统计2008—2017年出现的10次短时强降水过程发现，共有8个个例的1h降水量在10～15mm，占个例总数的80%，而只有2个个例的1h降水量达到了17～18mm，相对而言，日喀则短时强降水的降水量级不大。对于雷雨大风天气，根据日喀则2008—2017年雷雨大风天气个例的统计结果表明，近10年来，日喀则只出现了2次雷雨大风过程。2次个例的瞬间最大风速在17～19m/s，日降水量不超过7mm。由此可见，日喀则雷雨大风天气强度不大，并且出现的概率很低。决定冰雹天气强度的主要因素为冰雹的直径和冰雹持续的时间。一般冰雹直径越大，其下落的速度就越快，造成的破坏力也越大。由近10年日喀则冰雹统计结果显示，造成灾害的日喀则冰雹最大直径多在2mm以上。本文根据冰雹的危害性，将日喀则的冰雹分成3个等级：直径<5mm为小冰雹，5mm<直径10mm为中雹，直径≥10mm为大冰雹。统计表明（表3），日喀则小冰雹占降雹总次数的86.2%，中雹只占13.8%，而大冰雹近10年内还未出现。由此可见，日喀则冰雹以中、小直径冰雹居多，其中又以小冰雹为主，大冰雹出现的概率极少。主要原因是高原上空水汽含量相对较少，导致冰雹在对流云中上下往返历程较短，因而大部分降雹雹粒较小。

进一步分析日喀则市近10年汛期冰雹的持续时间（表4），日喀则市近10年一共出现了29次冰雹天气，但每个个例的持续时间相对较短，大多数冰雹降雹持续时间在10min以内，其中冰雹持续时间在5min以内的占48.3%;时间持续在5～10min的占41.4%，超過10min的冰雹很少出现，只占个例总数的10.3%。

2.3 日喀则强对流天气的高空影响系统 通过对近10年日喀则出现的41个强对流天气个例对应的Micap常规数据数据资料进行统计分析发现，造成日喀则强对流天气的高空主要影响系统有以下3类：位于高原中西部的低涡系统、位于沿江一线的切变线以及高原低槽，分别占个例总数的29.3%、63.4%及7.3%（表5）。其中，切变线是造成日喀则对流性天气的主要影响系统，有69%的冰雹和60%的短时强降水天气均由切变线造成的。

存在以上3个影响系统的同时，一般日喀则发生强对流天气时，孟加拉湾至印度半岛一带常存在低压系统，或西太副高西伸脊线附近的外围东南气流偏强，两者为日喀则强对流天气发生发展提供充沛的水汽条件，与此同时，位置偏东北的伊朗高压和南疆盆地、阿里至那曲中西部的小高压单体的外围偏北气流输送冷空气南下，造成日喀则的强对流天气。

3 结论

（1）1957—2016年日喀则冰雹日数呈减少的趋势，气候变化倾向率为0.6d/10a，在1993年发生了1次突变;雷暴日数也呈减少的趋势，气候变化倾向率为2.5d/10a，在1970年发生了一次突变。

（2）近60年来，日喀则冰雹和雷暴主要集中在夏季，分别占66.6%和72.6%，其次为秋季，分别占16.7%和16.4%。从逐月分布特点看，冰雹和雷暴均呈单峰型，峰值出现在7—8月。

（3）近10年来，日喀则强对流天气以冰雹为主，占个例总数的70.7%，短时强降水占24.4%，而雷雨大风天气只占4.9%。

（4）从月分布特征来看，大多数冰雹出现在8月，短时强降水出现在7月，而雷雨大风出现在5月;从日变化特征来看，冰雹主要出现在下午至傍晚，短时强降水主要出现在夜间，而雷雨大风天气主要出现在下午。从强度变化来看，日喀则冰雹以中、小直径冰雹居多，其中又以直径≤5mm的小冰雹为主，占86.2%，持续时间多在10min以内，占89.7%;短时强降水天气降水量级不大，降水量在10～15mm占80%;对于雷雨大风而言，风速在17～19m/s，日降水量不超过7mm。

（4）造成西藏日喀则强对流天气的高空主要影响系统有3类：高原中西部低涡系统、沿江切变系统以及高原低槽，其中切变线是造成日喀则强对流天气的主要影响系统，占总数的63.4%。

参考文献

[1]肖天贵，假拉，肖光梁.西藏高原强对流天气及短临预报研究进展[J].成都信息工程大学学报，2011，26（2）：163-170

[2]假拉，杜军，边巴扎西.西藏气象灾害区划研究[M].北京：气象出版社，2008：36-54.

[3]魏凤英.现代气候统计诊断与预测技术（第一版）[M].北京：气象出版社，2008：63-66.

[4]俞小鼎，姚秀萍，熊廷南，等.多普勒天气雷达原理与业务应用[M].北京：气象出版社，2006：314-315.

[5]杜军，马玉才.西藏高原降水变化趋势的气候分析[J].地理学报，2004，59（3）：375-382.

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

[7]郑秀书，张广庶，孔祥贞，等.青藏高原东北部地区夏季雷电特征的观测研究[J].高原气象，2003，22（3）：210-215.

[8]张核真，假拉.西藏冰雹的时空分布特征及危险性区划[J].气象科技，2007，2（1）：54-55.

[9]任景轩，朱克云，张杰，等.近30年西藏地区雷暴变化特征[J].气象科技，2011，39（3）：289-294.

（责编：张宏民）