隴縣冰雹災害的特征研究

馬碩鴻

摘 要：隴縣是陜西寶雞地區典型的冰雹災害高發區，冰雹災害帶來的損失巨大。本文以隴縣 1990-2015年的冰雹統計資料為研究對象，利用 GIS 空間分析方法和統計方法，就 1990--2015年隴縣典型冰雹災害事件資料進行分析研究，并配合實際調查，分析冰雹災害發作的年度分布特征、月度分布特征和日變化特征，找出降雹時的變化規律。結果顯示，隴縣降雹集中在 5 月-8 月，占全年度的 80.2%，冰雹月季波動呈單峰型、降雹直徑越大，降雹繼續功夫越長；降雹具有明顯日變化特征，日內 12-20 時是冰雹最集中的時段，占總數的 87%；隴縣有明顯的四條降雹路徑圖；雷達回波頂高，垂直液態水含量和云層厚度是判斷冰雹災害的主要指標；寶雞市人工影響天氣辦公室在隴縣地區設置的炮點顯著降低了冰雹災害對農作物造成的損失，隴縣的冰雹災害的下降趨勢與隴縣炮點的設置以及大量及時的發射有很強相關性。

關鍵詞：冰雹災害；災害特征；冰雹

0 引言

冰雹災害是源于強對流天氣系統引發的一種激烈氣候災害。盡管它表現的領域相對較小，相比而言時間也比較倉促，但來勢兇猛強度大，并時常伴有著暴風、強降水、急劇降溫等陣發性災害性氣候進程。據相關材料調查整理，中國每一年由于冰雹所形成的經濟耗損達幾億元甚至幾十億元。因而，對冰雹災害時空動亂以及冰雹災害所構成的耗損狀況必須進行很好的掌握，從而更好地防治冰雹災害，縮小經濟損失。隴縣地理位置為東經 106°26′32″-107°8′11″，北緯 34°35′17″-35°6′45″，境內溝壑縱橫，地勢起伏大，高差達 1664 米。該地屬于暖溫帶大陸性季風氣候。復雜的地質條件和氣候條件使得隴縣成為冰雹災害重發區。為了全面了解冰雹災害在隴縣的發生規律，為隴縣的防災減災作出貢獻，有必要對隴縣冰雹災害的發生條件和發展規律著重進行分析和歸納研究。

1 隴縣各鄉鎮受雹災情況

寶雞市隴縣鄉鎮有 10 鎮 5 鄉 1 個管委會，158 個行政村，1000 個村民小組，總人口 25.03 萬，其中農業人口 22.27 萬。 寶中鐵路、寶漢高速和 212 省道貫通全境，為陜、甘、寧“三省通衢”和邊貿重鎮。根據寶雞氣象局 1990 年--2015 年的統計資料可得到主要鄉鎮冰雹發生情況如下：固關鎮、河北鄉、李家河鄉、火燒寨鄉為主要受災地區。固關鎮 1990年以來發生冰雹次數最多為 13次，李家河鄉 1990 年以來發生冰雹次數為 9 次，河北鄉和火燒寨鄉從 1990 年來發生冰雹次數為 5 次，新集川鄉為 4 次，八渡鎮、城關鎮、天成鎮、溫水鎮、牙科鎮都為3次，曹家灣鄉發生次數為 1 次，杜陽鎮 1 次，東風鎮和東南鎮發生冰雹次數為 0次。

2 隴縣冰雹時空分布特征

2.1 降雹年度分布

由圖1 可知，隴縣在 1990 年-2006 年期間降雹次數呈降落趨向。尤其在 20 世紀90 年代最為分明，從 2005 之后，隴縣冰雹次數明顯下降。這與隴縣氣象局加強防雹作業有關。這與隴縣氣象局加強防雹作業有關。如2002隴縣受災情況下降，主要由于該年共發射炮彈87發，作業2輪，共89發發射火箭1枚炮彈78發，保護作物27.2萬畝經濟效益278萬元。

2.2 降雹月季分布

通過整理得，寶雞市隴縣降雹有顯著的月份走向趨向，冰雹月季波動呈單峰 型。1月-9月都涌現冰雹，10月-12月沒有涌現冰雹災難。下雹關鍵會結在 5 月-8月，占據這一整年下雹的 80.2%，此中，7月降雹最多，占27.4%。1990 年-2015 年間降雹日最早出現在 1 月 17 日，最晚出現在 9 月 21 日。下雹強度與下雹的半徑以及繼續功夫有關系，降雹直徑與持續時間呈正比例關系，降雹直徑越大，降雹繼續功夫越長。其中平均最大雹徑為 4cm，持續時間最長為 1h；平均最小雹徑為 1cm，持續時間為 10min。8 月和 9 月降雹的直徑和時間比其它月份強烈。

2.3 降雹日變化

冰雹具有明顯的日變化，冰雹最集中的時段是一日中12-20 時，占總數的 87 %，20-24 時其冰雹的次數占總數的 11%，8-12時其冰雹的次數占總數的 11%，15-17 時是冰雹的高峰時段，占總數48%，1- 08時無冰雹，在一個雹日中最長降雹時間為 9小時，最短為一分鐘，以連續出現大于等于3天的降雹日為一個連續降雹過程，6月份最多，占全年的 44%，最長的連續降雹日達7天（1977年 6月21-27日）。

3 冰雹災害分區及路徑分析

對隴縣 1990—2015 年實際記錄的冰雹災難的剖析和篩選，由于時間跨度大、記錄不詳細、以前的工作不規范等原因。在 26 年資料中詳細記載的受災鄉鎮的 55 次，通過對隴縣造成災難的 55 次災難資料的剖析研究，尋找冰雹災難進入該縣的區域和每個進入區域在隴縣形成的受災范圍，即隴縣主要的雹縣分布，在 55 次冰雹災難中有 4 個進入隴縣的區域，即河北鄉，火燒寨鄉，固關鎮、新集川鄉，關山管委區域。

通過對此 55 次冰雹災難和受災鄉鎮的詳細分析和調研，隴縣冰雹災難的冰雹帶，即雹線主要有幾下幾條：

1）從河北鄉進入隴縣的冰雹帶，最主要的是 NE-SE 走向。經過河北鄉牽連李家 河鄉東邊小面積和城關鎮。一共發生的冰雹次數為九次，成災率為 16.7%。

2）從火燒寨鄉進入隴縣的冰雹帶，最主要的是 N-S 走向，經過火燒寨鄉、溫水 鎮、城關鎮。一共發生的冰雹次數為 5 次，成災率為 5%。

3）從固關鎮、新集川鄉進入隴縣的冰雹帶，分為 NE-SE 和 NW-SE 兩個走向，NE-SE 走向經過新集川、溫水鎮、曹家灣鎮、愣底下鎮、東南鎮、牙科鄉。NW-SE 走向經過固關鎮、曹家灣鎮、天成鎮、愣底下鎮、牙科鄉。一共發生的次數為 17 次，成災率為 30.9%。這條路徑冰雹形成于六盤山，它從甘肅華亭縣侵入隴縣。

4）從關山管委會進入隴縣的冰雹帶，最主要為 SW-SN 走向，經過關山管委會、關山草原、天成鎮。一共發生的冰雹次數為 1 次，成災率為 2%。這條路徑從甘肅張家川縣沿關山東南下，危害關山八龍潭地區。

通過圖 2可以得出，在四個冰雹帶中，重疊鄉鎮次數最多的是固關鎮、城關鎮、天成鎮。屬于特別容易遭受冰雹災難襲擊的鄉鎮，自統計資料以來，3 次以上的鄉鎮有 10個，占發生災難鄉鎮次數的 66.7%。

為了防止冰雹災難的發生，首先要對冰雹的發生情況進行檢測。在氣象站可以通 過雷達回波分布圖對災害進行有效預測。根據對寶雞地區冰雹災害機理研究，由雷達 分布圖5圖6可得出（2013 年 9 月 12 日；2016 年 6 月 12 日）在這兩個冰雹災害天氣中，回波強度大于 45dbz，回波頂高 ET 大于負 20 攝氏度層，垂直液態含水量大于 45（kg/m3），有弱回波區并且形成有界弱回波區則百分之百有冰雹下降。

典型的 2016 年 6 月 12 日的大冰雹天氣為例分析，12 日下午 6 時至傍晚出現短時強對流天氣，暴雨伴隨著冰雹大風，冰雹直徑最大 40 毫米。早晨涼，濕度大，中午太陽輻射強烈，造成空氣對流旺盛，較容易發展成積雨云從而變成冰雹。在云層溫度太低，液態水含量大，而下方，天氣有相對比較炎熱，所以容易形成強對流天氣，冰雹也容易發生。因此，隴縣的冰雹災害有以下幾點：1）發生季節遲，結束早。隴縣冰雹開始于三月，個別情況1月和2月也發生過，從9月開始在沒有發生過冰雹天氣。2）強度大，破壞性強。隴縣出現的強對流天氣通常有速度快，突發性強的特點。出現冰雹天氣都伴隨著暴風和大雨。并且降雹持續時間不長。3）水平尺度小，時間尺度小。隴縣冰雹災害的發生在固關鎮、李家河鄉的次數最多，在隴縣北邊冰雹發生最為頻繁。并且強對流天氣的發生，暴風大雨也都出現。持續的時間也比較小，一般沒有超過一個小時，冰雹災害來得及走的也快。

4 隴縣炮點分布及防雹分析

隴縣地處青藏高原與黃土高原冷熱強氣流的交匯點，是陜西有名的多雹區，年均 降雹十余次，最多的一年達 37 次。為了解決雹災問題，隴縣于 1974 年 5 月組建成立民兵女子防雹高炮連。該連在冰雹多發的山頭設立炮點，采用高炮打雹云的方法來消除雹災。

由圖 3可得，隴縣目前有炮點 15個，分為高山炮和火箭炮，其中，火箭炮 4個，分別在八渡鎮、愣底下鄉、曹家灣鎮、李家河鄉，高山炮 11個，分布在新集川鄉、東風鎮、牙科鄉八渡鎮臨界、天成鎮、曹家灣鄉、固關鎮、火燒寨鄉兩個、李家河鄉、河北鄉、溫水鎮。此外，關山管委會、城關鎮、杜陽鎮三處沒有分布高山炮和火箭炮。對應四個侵入隴縣的四個冰雹帶，在東北方向有三處炮點，其中，高山炮兩個，火箭炮一處。在西北路路徑處有炮點 12 處，其中高山炮三處，火箭炮九處，共同防護冰雹，并且保護了隴縣人民的生命財產。

2002隴縣受災情況下降，主要由于該年共發射炮彈87發，作業2輪，共89發發射火箭1枚炮彈78發，保護作物27.2萬畝經濟效益278萬元。2003年6月三七炮彈共耗彈26發，三七火箭彈兩枚，保護了22.6萬畝莊稼。在2004年，隴縣共耗彈182發，三七火箭彈6枚，保護了27.2萬畝莊稼，獲得效益278萬。對2005年的統計7月發射炮彈34發，保護了37平方公里莊稼，獲得效益50萬。對于2006年的資料統計，2006年1月17日共耗彈342發，保護莊稼1500畝，獲得效益600萬。6月18日，共耗彈1447發，保護莊稼1000畝，獲得效益78萬。隴縣炮點的設置在降低冰雹災害方面起到了很大的作用，因此更要加強對于冰雹的提前預防。

5 結語

（1）從對隴縣冰雹災害 20 年的數據資料的整理、總結，分析得出 4 個進入隴縣的冰雹路徑，對 20 年來冰雹災害發生的年、月和日等不同時間尺度的分布特征進行 分析，結果顯示：隴縣年降雹呈下降的趨勢，冰雹月季波動呈單峰型、降雹直徑越大，降雹繼續時間越長。降雹具有明顯日變化特征，主要集中在 5 月-8 月，占據這一整年下雹的 80.2%，日內的 12-20 時是冰雹最集中的時段，占總數的 87%。

（2）隴縣炮點的合理設置以及炮彈的及時發射對于隴縣冰雹高發期的農作物保 護意義重大，隴縣北部固關鎮和李家河鄉是降雹最頻繁的地區，這兩個地方的天氣特 征利于冰雹的發生，應加強這兩個地方冰雹災害的預警和防護。

（3）通過監測天氣情況和雷達回波圖，回波強度、回波頂高和垂直液態水含量 等指標均可預測冰雹的發生，回波強度大于 45dbz，回波頂高 ET 大于負 20 攝氏度層 或者垂直液態含水量大于 45（kg/m3）時，冰雹發生概率較高。