黑龙江省冰雹的时空分布特征

2022-08-07 11:04高倩楠孙鹏飞张苗苗林嘉楠
黑龙江气象 2022年2期
关键词:绥化年际日数

高倩楠,孙鹏飞,张苗苗,贺 铮,林嘉楠

(1.黑龙江省人工影响天气办公室,黑龙江 哈尔滨 150030;2.伊春市气象局,黑龙江 伊春 153000)

1 引言

黑龙江省是冰雹多发区,据气象部门统计,近几年来因为冰雹所导致的灾害性天气越来越多,因为冰雹灾害造成的经济损失也越来越大[1-4]。近年来,国内很多学者针对冰雹灾害的分布特征、成因等进行了大量研究[5-8]。其中,冰雹的分布与海拔高度密切相关,冰雹发生的源地和移动路径,对探索冰雹的成因有一定的指示意义[9-10]。

本文利用黑龙江省1960-2018年83个气象观测站的数据资料(其中有14个气象观测站建在1960年以后,文中统计分析时,做了相应年份的订正处理),对黑龙江省59 a的冰雹天气的时空分布特征进行分析,包括降雹的初终日、月际变化、年际变化和时空分布特征,并在此基础上根据黑龙江省的实际情况给出了人工防雹的作业策略。为黑龙江省冰雹的预报提供了参考,并为人工防雹作业的指挥及作业点布局提供了依据。

2 黑龙江省冰雹的时间变化特征

2.1 冰雹日变化

黑龙江省逐日降雹次数累计百分比显示(图1),从5月初开始,降雹次数增长速度迅速增加,到9月底趋于平稳,其中7月中旬到8月下旬增长缓慢。黑龙江省冰雹次数共出现三个峰值,分别出现在5月上旬、6月上旬和9月中旬;三个峰值间有两个波谷,分别出现在5月下旬和8月上旬。初雹日一般发生在3月末-4月中,根据站点数据统计,最早降雹初日为3月28日,最晚的降雹初日为5月14日,从全省站点数据来看,80%的年份在4月27日开始有冰雹产生。终雹日一般出现在9月中旬-11月上旬,80%的年份在10月27日前降雹结束。

图1 1960-2018年黑龙江省日降雹次数

2.2 冰雹月际变化

黑龙江省冰雹具有明显的季节变化特征(图2),降雹月变化存在2个峰值,分别为春末夏初(5月、6月)和初秋(9月),相对于春夏季节,秋季降雹次数较少。4月,随着东亚季风的季节转换,冷暖空气活动变得频繁,热力不稳定条件逐渐增强,对流性天气出现的频率也随之增多,4月降雹次数占全年降雹总数的4.7%;5-6月,冷暖空气活动更加频繁,强对流天气发生频次也显著升高,5月降雹次数占全年降雹总数的24.6%,6月降雹次数占全年降雹总数的30.2%;7-8月,冰雹发生的次数显著降低,7月降雹次数占全年降雹总数的12.3%,8月降雹次数占全年降雹总数的9.8%;9月出现全年降雹月变化特征的次峰值,降雹比例为14.1%;10月逐渐减少,降雹比例为4%;11月-次年3月基本上没有冰雹发生。

图2 1960-2018年黑龙江省降雹次数月际变化

2.3 冰雹年际变化

59 a间黑龙江省降雹次数随时间呈现明显的年际变化特征(图3),在1960-1980年期间降雹次数曲线波动最大,年际变化率也最大。59 a间全省累计发生冰雹6228站次,其中1972年的全年累计降雹次数最多(为230站次),2008年最少(为27站次)。从累积距平曲线可以看出,1960-1991年累积距平曲线呈上升趋势,以正距平为主;1991-2018年累积距平曲线呈下降趋势,以负距平为主,降雹次数在均值以下,并且整体呈现下降趋势。降雹次数整体呈现下降趋势。

图3 1960-2018年黑龙江省降雹次数年际变化

3 黑龙江省冰雹的空间分布特征

3.1 降雹初终日

通过对黑龙江省降雹初终日的空间分布(图4、图5)的分析,黑龙江省降雹初日在3月的有7个站(占比8%),主要集中在绥化西部、哈尔滨和牡丹江;在5月的有6个站(占比7%);黑龙江大部地区(有70个站,占比84%)初雹日在4月。初雹日最早出现在3月9日(明水),最晚出现在5月8日(呼中)。黑龙江省终雹日在9月的有8个站(占比10%),主要集中在大兴安岭南部和黑河北部;在11月的有9个站(占比11%),主要集中在绥化、哈尔滨北部、牡丹江东部和鸡西;黑龙江大部地区(有65个站,占比78%)终雹日在10月。终雹日最早出现在9月17日(北极村),最晚出现在11月24日(绥化)。

图4 1960-2018年黑龙江省初雹日空间分布图(以最早初雹日3月9日为第1日,其他初雹日向后按日期加日数)

图5 1960-2018年黑龙江省终雹日空间分布图(以最晚终雹日11月24为第1日,其他终雹日向前按日期加日数)

3.2 年平均降雹日数

由图6可见,黑龙江省冰雹分布受地形因素的影响很大,山地及迎风坡降雹的机会较多,其次是江、河沿岸的地带,平原地区相对较少。

图6 1960-2018年黑龙江省历年平均降雹日数空间分布

冰雹出现较多的地区主要位于大兴安岭、小兴安岭,以及小兴安岭山脉的迎风坡和松花江、兴凯湖沿岸;大兴安岭地区的中东部,黑河,绥化中东部,哈尔滨西南部,鸡西中部,牡丹江东部,鹤岗西部以及伊春大部地区的32个台站历年平均降雹日数在1.5 d以上。三江平原、松嫩平原的大部分地区降雹日数相对较少。

黑龙江省冰雹主要集中在4-10月(图7),4月冰雹出现较多的地区为黑河南部、绥化北部以及七台河,其他地区出现频次较少。5月冰雹出现较多的地区在黑龙江省中东部,其中大兴安岭中部、黑河南部、绥化北部降雹日数偏多,绥化西部出现降雹的次数较少。6月为冰雹高发期,黑龙江省大部分地区都容易出现冰雹,其中大兴安岭南部、黑河、伊春、齐齐哈尔北部、绥化、哈尔滨降雹日数偏多。7月黑龙江省降雹次数有所下降,降雹日数偏多的地区主要集中在黑龙江省的中西部,东部地区降雹日数相对较少。8月黑龙江省降雹次数继续下降,降雹日数偏多的地区主要集中在黑龙江省的西部,大兴安岭南部降雹日数最多,大庆和牡丹江东部降雹日数最少。9月降雹频率有所增加,降雹日数最多的地区为黑河和大兴安岭南部,伊春、鹤岗和佳木斯西部次之。10月降雹发生几率减小,绥化南部、哈尔滨西部和鸡西出现冰雹日数相对较多。

图7 1960-2018年黑龙江省历年(a)4月,(b).5月,(c)6月,(d)7月,(e)8月,(f)9月,(g)10月月平均降雹日数空间分布

4 结论

本文利用1960-2018年83个气象观测站的数据资料,统计分析了59 a来黑龙江省冰雹的时空分布特征,主要结论如下:

(1)黑龙江省降雹次数的增长速度从5月初开始迅速增加,到9月底趋于平稳,其中7月中旬到8月下旬增长缓慢。黑龙江省冰雹次数共出现三个峰值,分别出现在5月4日(79次)、6月9日(104次)和9月13日(66次);三个峰值间有两个波谷,分别出现在5月21日(24次)和8月2日(4次)。

(2)黑龙江省冰雹的出现具有明显的季节变化。冰雹主要集中在5-9月,占全年降雹总数的91%;4月和10月降雹次数较少,分别为4.7%和4%;11月-次年3月基本上没有冰雹发生。

(3)1960-2018年黑龙江省累计发生冰雹6228站次,其中1972年的全年累计降雹次数最多(为230站次),2008年最少(为27站次)。1960-1991年累积距平曲线呈上升趋势,以正距平为主;1991-2018年累积距平曲线呈下降趋势,以负距平为主,降雹次数在均值以下,并且整体呈现下降趋势。

(4)黑龙江省降雹初雹日一般发生在3月下旬-4月下旬,最早降雹日为3月9日,最晚降雹日为5月8日。终雹日一般出现在9月中旬-11月下旬。黑龙江省冰雹分布受地形因素影响很大,冰雹出现的较多的地区主要位于大兴安岭、小兴安岭,以及小兴安岭山脉的迎风坡和松花江、兴凯湖沿岸,三江平原、松嫩平原的大部分地区降雹日数相对较少。

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