咸陽市冰雹分布及環流特征分析

史創社++丁軍++竇輝

摘要 通過對咸陽市歷年降雹情況進行統計分析，總結了咸陽冰雹時間分布、空間分布特點及路徑；對1991—2010年冰雹歷史個例進行分析，總結了咸陽冰雹出現的幾種環流形勢；同時，對基本物理量場的特征進行總結。

關鍵詞 冰雹；時空分布；路徑；環流形勢；物理量場；陜西咸陽

中圖分類號 P426.63 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2017）02-0194-02

咸陽市位于陜西省中西部，其北部為黃土高原南麓丘陵溝壑區，南部為渭河沖積平原。地勢由北向南降低，北部丘陵溝壑區之東北、東南為馬欄山區及石門山區，屬子午嶺山系南支。特殊的地理環境使咸陽市成為陜西省冰雹災害多發區。冰雹災害成為影響咸陽市農業產量和效益的主要氣象災害之一，研究冰雹形成機理及災害防御工作對咸陽市農業發展具有重要影響。本文擬通過對咸陽市各縣1991—2010年20年的氣象資料分析，根據冰雹災害環流形勢特征，分析咸陽市冰雹的氣候特點及主要環流形勢，以期為數值預報應用提供分析依據。

1 冰雹的分布與主要路徑

1.1 時間分布

咸陽市冰雹災害發生的時間為5—10月，以6—8月最多，屬夏季多發雹區類型，與陜西省冰雹發生月際分布相一致。其雹災發生頻數自1960—1970年逐漸上升，1970—1980年出現高峰值，1990年后有逐漸減少的趨勢，進入新世紀前幾年又出現增多趨勢。1991—2010年5—9月共出現冰雹日592站次，月均5.9個雹日，區域性（≥3站）冰雹日46個，月均0.5個。從近20年降雹次數分布來看，每年5月冰雹出現最多，占年發生次數的38%，其中1985年的5月出現冰雹最多，達20縣次；其次為7月，達年出現次數的34%。冰雹出現的年月分布不均，最少年僅12縣次，最多年達82縣次。

冰雹發生主要是以2站和3～4站發生為主，各占冰雹總數的46%和32%，單站和5站或5站以上發生的概率比較低，僅為9.7%和12%。

1.2 空間分布

從全市1991—2010年降雹日數累計分布（表1）來看[1]，從北向南逐漸減少，以旬邑、彬縣、淳化為高發區，長武、永壽、禮泉為次高發區，其余縣區為低發區。但是雹災高峰區與冰雹發生高值區并不一致。

1.3 主要路徑

咸陽市冰雹有一定的活動規律，它常常隨積雨云（俗稱雷雨云）的移動路徑而降于某一狹長地段內，主要的冰雹路徑有5條：一是從甘肅正寧縣入境，經旬邑縣后掌、土橋、淳化縣安子洼、南村，再經涇陽縣口鎮、白王，翻越涇河南下到達禮泉縣境內；二是從甘肅正寧縣入境，經旬邑縣底廟、彬縣龍高鄉，越過涇河進入禮泉縣北牌、南坊，折向乾縣陽洪、馬連，抵達興平；三是從甘肅涇川入境，向東南經長武縣馬寨、亭口、彬縣水簾、新堡子、永壽縣碾子溝、永平，由渡馬折向偏南方向再經乾縣陽峪、漠西，抵達武功；四是從甘肅正寧入境，經旬邑馬蘭、銅川耀縣，再進入三原徐木、大程，或由銅川耀縣入境向南經三原陵前、魯橋，抵達經陽龍泉、雪河、永樂一帶；五是從寶雞麟游入境，經永壽永平、馬坊、常寧、上邑到達淳化。

2 冰雹出現的環流形勢

2.1 西北氣流型

西北氣流型是影響咸陽市區域冰雹的最主要環流形勢，該類型冰雹占總降雹次數的41%。西北氣流型即是產生陜西冰雹過程的一種主要天氣形勢，也是咸陽市冰雹形成的首要氣流型，該環流形式具有氣壓東低西高的特點，該天氣系統的高空冷溫度槽是影響系統的主要因素，西北溫度差與南、北溫度差場較大，西北氣流中的冷平流東南下，造成咸陽北部上空降溫而達到不穩定，促使熱力對流發展，形成陣性冰雹天氣[2]。

2.2 高空冷渦型

高空冷渦型環流形勢在咸陽區域冰雹發生機理中占重要地位。高空冷渦型冰雹占總降雹次數的32%，也是產生冰雹過程的一種主要天氣形勢[3]。高空冷渦又是一個深厚的輻合系統。強的正渦度中心及其后部不斷有冷空氣南下，有利于底層暖濕氣流抬升，常造成連續幾天的降雹天氣且雹災嚴重。

2.3 高空冷槽型

高空冷槽型是咸陽區域冰雹發生的又一重要環流形勢。高空冷槽型占總降雹次數的22%，對流層內有清楚鋒區的高空冷槽，移動性顯著。主要降雹機制是鋒面移動造成前方暖濕空氣抬升而形成。

2.4 高空切變型

高空切變型對咸陽區域冰雹有一定的影響。高空切變型占不足5%，當陜西處于青藏高壓和副高之間的低壓區時，形成南北切變，使暖濕氣流抬升，形成強烈不穩定天氣。有時河套以北或以西地區上空有小高壓存在時，此小高壓和青藏高壓前部偏北氣流南下時，常東移影響咸陽地區。

3 定量預報指標

3.1 熱力條件指標

熱力條件指標用500 hPa、850 hPa和300 hPa的溫度及濕度表示。當T850-T500≥25 ℃，且500 hPa溫度在-12～-8 ℃時或T850-T500在48～55 ℃之間，咸陽市大部分有冰雹，當西安SI<0，延安SI<-2時北部旬邑一帶易出現冰雹。K指數方面，K>30 ℃/km易出現冰雹，K<-5 ℃/km易出現冰雹。

3.2 濕度條件

多數是在弱降水后或低壓有偏南風條件下，由于水汽條件較好，易形成上干下濕的不穩定層結，850 hPa和700 hPa西安站的T-Td在4～10 ℃之間，易出現冰雹。

4 基本物理量場特征

4.1 大氣層結

冰雹產生的一個必要條件是大氣層結呈相當強的位勢不穩定或對流性不穩定，不穩定層愈厚，愈有利于降雹[4-6]。強對流天氣發生前常有一種典型的層結結構，即探空溫濕曲線呈現“喇叭型”。沙氏指數是表示大氣層結不穩定度的指標，一般SI≤-2時常有降雹天氣發生。

4.2 上升氣流

上升氣流的大小、強弱是冰雹發展的重要因素。深厚的上升氣流是破壞阻擋層、釋放不穩定能量的重要條件。當700 hPa和850 hPa有切變或輻合存在時，構成了較強的觸發機制；當500 hPa有急流、≥12 m/s的強風核、冷渦、短波槽等時，增強了低層的輻合擾動，使上升氣流進一步加強，構成了不穩定能量釋放的主要動力。兩者疊加的過程就是不穩定能量猛然釋放、對流發展加強之時。

4.3 水汽條件

冰雹的發生不需要特別充沛的水汽，但適當的水汽和水汽相對集中是必要的。冰雹常發生在低空的濕舌附近，此時低空往往有一支≥4 m/s的偏南風或輻合區。它們為冰雹的形成提供了水汽，又加大了上、下層之間的對流不穩定。暖濕空氣的上升，特別是低空的擾動，又為強對流的發展提供了動力條件。

4.4 垂直風切變

高空垂直風切變對于對流云的發展提供了一定的動能，所提供的能量能使對流云沖到對流層頂或以上，向高層發展。強對流的發展常與高空急流的存在分不開。

5 結語

冰雹是咸陽市主要災害性天氣之一，它常伴隨局地性強風暴，歷時短，破壞性大，地域性強。初夏時段，陰雨轉晴或連續干旱是冰雹的多發時段。咸陽北部多于南部、山地多于平原、海拔高的多于海拔低的地區。

6 參考文獻

[1] 1991—2010年各年度咸陽市突發公共事件評估報告[Z].咸陽：咸陽市應急管理辦公室，2011.

[2] 中國氣象局科教司.省地氣象臺短期預報崗位培訓教材[M].北京：氣象出版社，1998：221-241.

[3] 張芳，徐亮，蘇永玲，等.2004—2010年青海省冰雹天氣時空分布特征及環流形勢[J].青海科技，2011（4）：58-63.

[4] 顧光芹，史印山，池俊成，等.河北省冰雹氣候特征及其與環流異常的關系[J].高原氣象，2011（4）：1132-1138.

[5] 林紓，陸登榮.西北地區初夏冰雹及其環流背景氣候特征[J].氣象科技，2006（4）：400-404.

[6] 孫磊，宋媛，楊振鑫，等.臨夏州冰雹云團移動路徑及環流特征分析[J].現代農業科技，2016（5）：266-267.