黑龍江省冰雹的時空分布特征

高倩楠，孫鵬飛，張苗苗，賀 錚，林嘉楠

(1.黑龍江省人工影響天氣辦公室，黑龍江 哈爾濱 150030；2.伊春市氣象局，黑龍江 伊春 153000）

1 引言

黑龍江省是冰雹多發區，據氣象部門統計，近幾年來因為冰雹所導致的災害性天氣越來越多，因為冰雹災害造成的經濟損失也越來越大[1-4]。近年來，國內很多學者針對冰雹災害的分布特征、成因等進行了大量研究[5-8]。其中，冰雹的分布與海拔高度密切相關，冰雹發生的源地和移動路徑，對探索冰雹的成因有一定的指示意義[9-10]。

本文利用黑龍江省1960-2018年83個氣象觀測站的數據資料(其中有14個氣象觀測站建在1960年以后，文中統計分析時，做了相應年份的訂正處理)，對黑龍江省59 a的冰雹天氣的時空分布特征進行分析，包括降雹的初終日、月際變化、年際變化和時空分布特征，并在此基礎上根據黑龍江省的實際情況給出了人工防雹的作業策略。為黑龍江省冰雹的預報提供了參考，并為人工防雹作業的指揮及作業點布局提供了依據。

2 黑龍江省冰雹的時間變化特征

2.1 冰雹日變化

黑龍江省逐日降雹次數累計百分比顯示（圖1），從5月初開始，降雹次數增長速度迅速增加，到9月底趨于平穩，其中7月中旬到8月下旬增長緩慢。黑龍江省冰雹次數共出現三個峰值，分別出現在5月上旬、6月上旬和9月中旬；三個峰值間有兩個波谷，分別出現在5月下旬和8月上旬。初雹日一般發生在3月末-4月中，根據站點數據統計，最早降雹初日為3月28日，最晚的降雹初日為5月14日，從全省站點數據來看，80%的年份在4月27日開始有冰雹產生。終雹日一般出現在9月中旬-11月上旬，80%的年份在10月27日前降雹結束。

圖1 1960-2018年黑龍江省日降雹次數

2.2 冰雹月際變化

黑龍江省冰雹具有明顯的季節變化特征（圖2），降雹月變化存在2個峰值，分別為春末夏初（5月、6月）和初秋（9月），相對于春夏季節，秋季降雹次數較少。4月，隨著東亞季風的季節轉換，冷暖空氣活動變得頻繁，熱力不穩定條件逐漸增強，對流性天氣出現的頻率也隨之增多，4月降雹次數占全年降雹總數的4.7%；5-6月，冷暖空氣活動更加頻繁，強對流天氣發生頻次也顯著升高，5月降雹次數占全年降雹總數的24.6%，6月降雹次數占全年降雹總數的30.2%；7-8月，冰雹發生的次數顯著降低，7月降雹次數占全年降雹總數的12.3%，8月降雹次數占全年降雹總數的9.8%；9月出現全年降雹月變化特征的次峰值，降雹比例為14.1%；10月逐漸減少，降雹比例為4%；11月-次年3月基本上沒有冰雹發生。

圖2 1960-2018年黑龍江省降雹次數月際變化

2.3 冰雹年際變化

59 a間黑龍江省降雹次數隨時間呈現明顯的年際變化特征（圖3），在1960-1980年期間降雹次數曲線波動最大，年際變化率也最大。59 a間全省累計發生冰雹6228站次，其中1972年的全年累計降雹次數最多（為230站次），2008年最少（為27站次）。從累積距平曲線可以看出，1960-1991年累積距平曲線呈上升趨勢，以正距平為主；1991-2018年累積距平曲線呈下降趨勢，以負距平為主，降雹次數在均值以下，并且整體呈現下降趨勢。降雹次數整體呈現下降趨勢。

圖3 1960-2018年黑龍江省降雹次數年際變化

3 黑龍江省冰雹的空間分布特征

3.1 降雹初終日

通過對黑龍江省降雹初終日的空間分布（圖4、圖5）的分析，黑龍江省降雹初日在3月的有7個站(占比8%)，主要集中在綏化西部、哈爾濱和牡丹江；在5月的有6個站（占比7%）；黑龍江大部地區(有70個站，占比84%)初雹日在4月。初雹日最早出現在3月9日(明水)，最晚出現在5月8日（呼中）。黑龍江省終雹日在9月的有8個站（占比10%），主要集中在大興安嶺南部和黑河北部；在11月的有9個站（占比11%），主要集中在綏化、哈爾濱北部、牡丹江東部和雞西；黑龍江大部地區（有65個站，占比78%）終雹日在10月。終雹日最早出現在9月17日（北極村），最晚出現在11月24日（綏化）。

圖4 1960-2018年黑龍江省初雹日空間分布圖（以最早初雹日3月9日為第1日，其他初雹日向后按日期加日數）

圖5 1960-2018年黑龍江省終雹日空間分布圖（以最晚終雹日11月24為第1日，其他終雹日向前按日期加日數）

3.2 年平均降雹日數

由圖6可見，黑龍江省冰雹分布受地形因素的影響很大，山地及迎風坡降雹的機會較多，其次是江、河沿岸的地帶，平原地區相對較少。

圖6 1960-2018年黑龍江省歷年平均降雹日數空間分布

冰雹出現較多的地區主要位于大興安嶺、小興安嶺，以及小興安嶺山脈的迎風坡和松花江、興凱湖沿岸；大興安嶺地區的中東部，黑河，綏化中東部，哈爾濱西南部，雞西中部，牡丹江東部，鶴崗西部以及伊春大部地區的32個臺站歷年平均降雹日數在1.5 d以上。三江平原、松嫩平原的大部分地區降雹日數相對較少。

黑龍江省冰雹主要集中在4-10月（圖7），4月冰雹出現較多的地區為黑河南部、綏化北部以及七臺河，其他地區出現頻次較少。5月冰雹出現較多的地區在黑龍江省中東部，其中大興安嶺中部、黑河南部、綏化北部降雹日數偏多，綏化西部出現降雹的次數較少。6月為冰雹高發期，黑龍江省大部分地區都容易出現冰雹，其中大興安嶺南部、黑河、伊春、齊齊哈爾北部、綏化、哈爾濱降雹日數偏多。7月黑龍江省降雹次數有所下降，降雹日數偏多的地區主要集中在黑龍江省的中西部，東部地區降雹日數相對較少。8月黑龍江省降雹次數繼續下降，降雹日數偏多的地區主要集中在黑龍江省的西部，大興安嶺南部降雹日數最多，大慶和牡丹江東部降雹日數最少。9月降雹頻率有所增加，降雹日數最多的地區為黑河和大興安嶺南部，伊春、鶴崗和佳木斯西部次之。10月降雹發生幾率減小，綏化南部、哈爾濱西部和雞西出現冰雹日數相對較多。

圖7 1960-2018年黑龍江省歷年（a)4月,(b).5月,(c)6月,(d)7月,(e)8月,(f)9月,(g)10月月平均降雹日數空間分布

4 結論

本文利用1960-2018年83個氣象觀測站的數據資料，統計分析了59 a來黑龍江省冰雹的時空分布特征，主要結論如下：

（1）黑龍江省降雹次數的增長速度從5月初開始迅速增加，到9月底趨于平穩，其中7月中旬到8月下旬增長緩慢。黑龍江省冰雹次數共出現三個峰值，分別出現在5月4日（79次）、6月9日（104次）和9月13日（66次）；三個峰值間有兩個波谷，分別出現在5月21日（24次）和8月2日（4次）。

（2）黑龍江省冰雹的出現具有明顯的季節變化。冰雹主要集中在5-9月，占全年降雹總數的91%；4月和10月降雹次數較少，分別為4.7%和4%；11月-次年3月基本上沒有冰雹發生。

（3）1960-2018年黑龍江省累計發生冰雹6228站次，其中1972年的全年累計降雹次數最多（為230站次），2008年最少（為27站次）。1960-1991年累積距平曲線呈上升趨勢，以正距平為主；1991-2018年累積距平曲線呈下降趨勢，以負距平為主，降雹次數在均值以下，并且整體呈現下降趨勢。

（4）黑龍江省降雹初雹日一般發生在3月下旬-4月下旬，最早降雹日為3月9日，最晚降雹日為5月8日。終雹日一般出現在9月中旬-11月下旬。黑龍江省冰雹分布受地形因素影響很大，冰雹出現的較多的地區主要位于大興安嶺、小興安嶺，以及小興安嶺山脈的迎風坡和松花江、興凱湖沿岸，三江平原、松嫩平原的大部分地區降雹日數相對較少。