咸陽市冰雹路徑研究

王 宇，謝 越，馬 文，王孜瑄

(1. 渭城區氣象局，陜西咸陽 712000；2. 咸陽市氣象局，陜西咸陽 712000)

咸陽市地處陜西關中平原中部，地勢自北向南為高原丘陵、臺塬和涇渭平原。果業是當地農民脫貧致富的主要產業。冰雹是咸陽市主要氣象災害之一,對本地果業生產造成嚴重危害。近40年來，眾多學者對陜西渭北地區的強對流及冰雹天氣開展了持續研究。詹維泰等[1]、朱愛榮[2]、姚靜等[3]對陜西冰雹天氣氣候特征、預報方法和對流指標等進行了研究。樊鵬等[4]、劉嘉慧敏等[5]、岳治國等[6]、李秀琳等[7]研究了陜西渭北冰云雷達回波識別方法。陳保國等[8]、岳治國等[9]對渭北冰雹譜開展了研究。丁敏等[10]研究了冰雹對渭北蘋果的危害。萬紅蓮等[11]、梁軼等[12]、劉引鴿等[13]研究了渭北冰雹的時空分布。冰雹云的生成、移動路徑受氣候、天氣系統、地形條件等多種因素影響，研究冰雹移動規律對調整農業及果業生產種植分布、科學規劃防雹作業火力網點、提高冰雹預警能力和提升防雹作業效果有重要意義。然而，近年來針對咸陽市冰雹路徑的研究工作并不多見。

早在30多年前，咸陽氣象工作者只能依據冰雹災害調查資料、地形、當地群眾對冰雹云移動情況描述，結合氣象學理論繪制出咸陽市冰雹移動路徑[14]。盡管該冰雹路徑有一定的局限性，但也在咸陽農業及果業布局、防雹作業站點布設方面發揮了較大作用。然而，受近幾十年來人類活動、氣候變化、農業產業結構調整等因素影響，以前的冰雹移動路徑規律可能發生了變化。最近20年來，隨著數字化天氣雷達廣泛投入氣象業務應用，雷達回波資料可以較為準確、連續記錄每一次冰雹云發生、發展和移動情況，這使準確分析冰雹移動路徑成為可能。本文使用2007—2016年旬邑711型(X波段)數字化天氣雷達資料和咸陽市降雹資料，統計分析咸陽市冰雹云的發生、發展、移動規律，為農業生產和人工防雹業務工作提供技術依據。

1 資料和分析方法

1.1 資料

主要依據冰雹云移動和發展的過程分析冰雹路徑，資料選取標準為：

(1)2007—2016年咸陽市旬邑縣711型(X波段)數字化天氣雷達有完整回波資料的降雹天氣個例；

(2)一日中出現多次降雹過程時分別繪制移動路徑；

(3)冰雹云(雷達回波頂高>7 km、45 dBz回波頂高度>0 ℃層高度)在咸陽市移動距離大于10 km；

(4)日降雹范圍大于3個鄉鎮。

2007—2016年10年間咸陽市出現冰雹日94 d，符合上述標準的冰雹日共有49 d、128個冰雹云過程。

1.2 分析方法

影響咸陽市的冰雹云以外地移入為主，雹云雷達回波的形態以單體雹云居多，其次是帶狀分布的多單體和超級單體雹云，造成區域性冰雹災害的大多為多單體、超級單體雹云以及單體雹云的合并加強。冰雹移動路徑按照下列原則分析。

(1)外地移入咸陽市的冰雹云，以進入地點作為冰雹路徑的起點。本地生成的雹云以初始回波形成后回波躍增(10 min增強10 dBz以上)或強中心達45 dBz以上的地點作為冰雹路徑的起點。

(2)以冰雹云明顯轉化為雷雨云(頂高迅速降低，強中心迅速減弱且處云體中下部或接地)，不再發展成雹云的地點作為冰雹路徑終點。

(3)單體雹云以回波強中心所經路徑作為此次冰雹過程路徑；帶狀分布的多單體雹云以其中強度最強、造成災害最重的一塊回波強中心所經路徑作為此次冰雹過程路徑；分散單體雹云其移動路徑分別繪制；雹云在合并前分別按單體移動路徑繪制，合并后作為一塊雹云，以強中心所經路徑繪制。

2 冰雹移動路徑逐年分析

通過10年(2007—2016年)冰雹云移動情況分析，發現咸陽市冰雹云移動路徑、影響區域等在同一年多次反復出現，即具有較明顯的年際變化特征(圖1)。

2007年以西北、北、東北來向路徑為主，且經向跨度較大，發生頻次高(14次)，災害重，其中，6月3—7日出現連續性強對流天氣；2008年以西北、東北來向路徑為主，東西向移動距離大，發生頻次較高(11次)，災害較重；2009年以西北、西、北來向路徑為主，大多為從北到南走向，出現頻次少；2010年以東北、北、西來向路徑為主，徑向度一般，災害一般；2011年以西北、西、東北來向路徑為主，大多為從西到東走向，災害重，7月12—19日出現了連續8日的強對流天氣；2012年西、西北、北、東北來向冰雹均有出現，緯向型較多，同時出現了3次東北向西南的冰雹運移動路徑，冰雹云移動以短距離居多，頻次較高(12次)，局部災害重；2013年西、西北、東北路來向冰雹影響各占三分之一，大部移動距離較長，影響較大，災害較重；2014年以西北、北、東北路來向為主，移動距離長，東西向跨度大，影響范圍廣，6月23日出現了一次從東南至西北移動的罕見冰雹過程；2015年以西北來向冰雹為主，北路和東北路有少量出現，大多以緯向型出現，移動距離較長，頻次高(12次)，影響范圍大，災害重，7月16—24日出現持續9日的大范圍連續性冰雹天氣；2016年西、西北、北、東北來向冰雹均有出現，頻次相當，出現冰雹頻次接近常年，每次雹云移動距離較長，影響范圍大，災害重。

3 冰雹路徑特征分析

對49 d冰雹日128個冰雹云過程分別繪制冰雹路徑圖，根據走向歸類匯總，分析總結咸陽市冰雹移動規律，得到5條主要冰雹移動路徑(圖2)和3條冰雹出現頻次少于3次的次要冰雹路徑(圖3)。

A路和B路統稱為西北路冰雹路徑，發生頻率分別占所有冰雹路徑的26.9%和15.6%。A路冰雹云從甘肅的靈臺進入長武縣的丁家、棗園、巨家一帶，向東或東南移動。B路冰雹云從甘肅的寧縣進入長武縣的地掌、彭公、芋園一帶，向東南移動。A路和B路冰雹云均經長武冉店進入彬州市的義門、小章、城關一帶，其后分為三路：一路向東北經彬州市的新民，旬邑縣的鄭家、太村、湫坡頭進入職田；一路向東南經彬州市炭店，旬邑縣原底、丈八寺，彬州市的香廟、龍高，淳化縣的胡家廟、關莊，永壽縣的上邑、竇家，淳化縣的馬家進入禮泉縣南方、叱干一帶；一路向東南經彬州市的新堡子、太峪，永壽縣的永太、渠子、常寧、馬坊御駕宮進入乾縣的峰陽、陽峪、注泔一帶。A路和B路云系常會同時出現，在彬州市的義門、小章、城關一帶合并加強，對下游地區造成嚴重冰雹災害。

C路和D路分別稱為北路和東北路冰雹路徑，C路和D路發生頻率分別占所有冰雹路徑的31.3%和17.2%。C路是影響咸陽市頻率最高的冰雹路徑，C路從甘肅的正寧縣進入彬州市的底廟，旬邑縣的湫坡頭、職田，向南移動。D路從甘肅正寧縣東部及銅川市進入旬邑縣馬欄一帶，向西南移動。C路和D路均進入旬邑縣的清塬、赤道、排夏、丈八寺、土橋，淳化縣的十里塬、胡家廟一帶，其后分為三路：一路向東南經淳化縣的卜家、潤鎮、城關、到達方里、固賢一帶；一路向東南經彬州市龍高，淳化縣的胡家廟、關莊，永壽縣上邑、竇家，淳化縣馬家進入禮泉縣南方、叱干一帶，與A路和B路的東南方向路徑的后半段重合；一路向西南東經彬州市的龍高，永壽縣的渠子、常寧、上邑進入馬坊一帶。C路和D路常在旬邑縣的清塬、赤道、排夏、丈八寺、土橋，淳化縣的十里塬、胡家廟一帶合并加強，常對下游地區造成嚴重災害。

圖1 2007—2016年咸陽逐年冰雹移動路徑圖

圖2 2007—2016年咸陽市主要冰雹移動路徑圖

圖3 咸陽市次要冰雹移動路徑圖

E路稱為西路冰雹路徑，發生頻率占所有冰雹路徑的14.1%。E路從寶雞的麟游縣進入彬州市的韓家、底店，永壽縣的永平，向東移動，經彬州市的水口、太峪、新堡子、香廟、龍高，永壽縣的永太、渠子、常寧、上邑，淳化縣的胡家廟、官莊、十里塬進入潤鎮、卜家、秦河一帶。

次要冰雹路徑有3條(圖3)，出現頻率小，偶然性大；但雹云移動距離長，影響范圍大。

4 新舊冰雹移動路徑對比分析

2007—2016年咸陽市冰雹路徑圖(圖2，簡稱新圖)與1988年冰雹路徑圖(圖4，簡稱舊圖)[14]差異明顯，一是舊圖主要是沿涇河河谷和幾條相對明顯山溝走勢繪制，無東西向移動路徑，與實際情況差異較大，而近10年間西—東走向的冰雹路徑占31.1%。二是舊冰雹路徑總體趨勢為自北向南，無交叉，而近10年的雷達回波資料和降雹實況資料均已表明49 d冰雹日分別有128條線路，即每個雹日平均有2.6個影響路徑，而且兩條路徑雹云合并加強造成災害的占總冰雹災害的26.1%。兩條以上路徑雹云同時影響、合并加強是造成咸陽市冰雹災害的重要特征之一。

圖4 咸陽市冰雹移動路徑圖(舊圖)

5 結論及討論

(1)依據2007—2016年10年間數字化天氣雷達回波資料獲得了咸陽市冰雹移動路徑，客觀全面反映冰雹云在咸陽境內的生成、移動、合并等演變特征。

(2)冰雹云移動路徑、影響區域等在同一年多次反復出現，即具有較明顯的年際變化特征。

(3)兩條或多條路徑雹云相互作用、合并加強是造成咸陽市冰雹災害的一個明顯特征，因此兩條路徑雹云合并可作為咸陽市冰雹預報的重要指標。

(4)在冰雹頻發路徑、或易出現雹云合并地區增加高炮火箭作業站點，可有效阻止雹云加強、合并，進一步提高防御效果。新的冰雹移動路徑圖對調整農業及果業布局、科學規劃防雹作業站點、提高冰雹預警能力和防御效果有重要意義。