撫順市近60a雹災(zāi)發(fā)生規(guī)律及預(yù)報

撫順市近60a雹災(zāi)發(fā)生規(guī)律及預(yù)報

撫順地區(qū)位于遼寧省東北部。這是長白山脈西南的一部分。受地理位置、地貌特點(diǎn)和天氣系統(tǒng)的共同影響,大多年份均有雹災(zāi)發(fā)生。撫順地區(qū)冰雹天氣一般持續(xù)時間較短、出現(xiàn)范圍較小,但來勢猛、強(qiáng)度大,經(jīng)常與短時雷雨大風(fēng)同時出現(xiàn),直接造成農(nóng)作物減產(chǎn)或絕收。為深入了解和掌握撫順地區(qū)冰雹天氣特點(diǎn)和規(guī)律,進(jìn)一步做好冰雹天氣預(yù)報和防雹減災(zāi)工作,依據(jù)1971～2000年計30a章黨、新賓、清原3個測站的氣象資料,分析了撫順地區(qū)冰雹天氣出現(xiàn)的時空分布規(guī)律,探討了影響該地區(qū)降雹的天氣系統(tǒng)、環(huán)流形勢特征,提出了預(yù)報思路。1冰時間分布1.1冰雹日結(jié)束最晚時間本文規(guī)定,凡24h內(nèi)在撫順市3站點(diǎn)內(nèi)大于等于1個站點(diǎn)出現(xiàn)冰雹,且不論冰雹持續(xù)時間長短均作為一個冰雹日。統(tǒng)計表明,1971～2000年計30a間,雹日出現(xiàn)的最早時間是1984年4月12日(新賓),雹日結(jié)束最晚時間是1975年11月18日(新賓)。冰雹過程大部分為局地性,很少發(fā)生全地區(qū)的冰雹天氣。1971～2000年逐年出現(xiàn)冰雹日數(shù)統(tǒng)計如圖1,撫順地區(qū)3個站共發(fā)生冰雹天氣132站(次),雹日為128.0d。年平均降雹為4.4d,雹日最多的年份為1971年,出現(xiàn)10.0d;次多年為1975和1982年,各出現(xiàn)8.0d。最少年份為1998,1999年。由圖1可見,1971～1990年為冰雹的多發(fā)期,出現(xiàn)冰雹的日數(shù)較多;1991～2000年出現(xiàn)冰雹的日數(shù)較少,除1991年外,其他各年份的降雹日均少于年平均降雹日。1.2月:主要集中在59月從表1可見,撫順地區(qū)出現(xiàn)冰雹時間為每年的4～11月。主要集中在5～9月,占全年的87.9%;6月為全年降雹最多月份,占全年的38.3%;5月為次多月份,占全年的19.5%。1.3特征變量在時段上出現(xiàn)不同從表2可見,冰雹在1d中均可出現(xiàn),但主要出現(xiàn)在中午至傍晚。其中白天多于夜間,白天降雹占87.1%;下午多于上午,下午降雹占53.0%。2冰箱的空間分布2.1區(qū)域分布及降雹日變化統(tǒng)計1970～2000年計30a資料,撫順地區(qū)冰雹的地理分布為清原最多,計56.0d,年平均降雹日計1.9d;新賓為次多,計40.0d,年平均降雹日計1.3d;章黨為最少,計36.0d,年平均降雹日計1.2d。2.2清原道路路水環(huán)境撫順地區(qū)冰雹移動路徑有5條,如圖2。第1條從開原入境,經(jīng)夏家堡、天橋、興隆臺到馬鹿溝。此路徑對清原北部影響較為嚴(yán)重。第2條出現(xiàn)在清原境內(nèi),從鐵嶺入境,經(jīng)樹基溝、牛肺溝、框子溝、砬子溝、子甘井子、南山城到九道溝。此路徑出現(xiàn)次數(shù)最多,且冰雹強(qiáng)度較大。第3條從鐵嶺、撫順兩交界入境,經(jīng)南口前、敖家堡到灣甸子。第4條由撫順縣經(jīng)湯圖、馬爾墩、永陵北、紅升、橫山子。此路徑冰雹以5,6月出現(xiàn)較多。影響范圍較大。第5條由草盆起,經(jīng)黃木廠、小四平進(jìn)入桓仁境內(nèi),此路徑出現(xiàn)較少。3冰山的烈度和持續(xù)時間3.1冰雹直徑大小大小的分布根據(jù)1970～2000年撫順地區(qū)的冰雹資料統(tǒng)計,直徑小于5mm的冰雹占冰雹全部次數(shù)的31%,直徑大于等于5mm且小于10mm的冰雹占48%,直徑大于等于10mm且小于20mm的冰雹占19%,直徑大于等于20mm冰雹占2%。弱的冰雹基本不成災(zāi),直徑大于20mm的強(qiáng)冰雹成災(zāi)概率為70%或以上。1970年9月13日清原縣7個鄉(xiāng)降雹,最大冰雹如拳頭,地垅溝被冰雹填平,一些莊稼被砸毀,受災(zāi)農(nóng)田面積為2500hm2。3.2提出降雹次數(shù)一次降雹過程有時僅在較小范圍內(nèi)造成危害,有時雹云邊移動邊發(fā)展,危害一或幾個縣區(qū)。1971年9月3日清原縣7個鄉(xiāng)60個村降雹,危害嚴(yán)重。撫順地區(qū)一次降雹過程1個測站降雹出現(xiàn)次數(shù)為最多,占降雹次數(shù)的97%;2個測站降雹計5次,僅占降雹次數(shù)的3%;無3個測站同時出現(xiàn)的記錄。3.3降雹基本情況一地(站)降雹時間長短不一,最短不到1min。一般為1～5min,占降雹次數(shù)的67%;5～10min占23%;10～30min占10%。降雹有時長達(dá)幾十分鐘。1988年6月16～17日清原縣降雹時間為40min。一般降雹于當(dāng)天結(jié)束,但在冷渦天氣控制下,可連續(xù)幾天降雹。1980年6月受冷渦系統(tǒng)影響,清原縣19～22日連續(xù)4d降雹。4冰雹發(fā)生季節(jié)變化的趨勢撫順地區(qū)冰雹年際變化與氣候變化有直接關(guān)系,而且多雹年大都與低溫年相對應(yīng)。低溫年冷空氣活動頻繁,冷渦天氣多,冷暖空氣交鋒機(jī)會多,導(dǎo)致冰雹出現(xiàn)次數(shù)多。1971,1980年撫順地區(qū)為低溫年,對應(yīng)降雹日多。冰雹與干旱年有關(guān),尤其是大旱年,由于下墊面干燥,受熱升溫快,只要有冷空氣侵入,產(chǎn)生強(qiáng)對流天氣就會出現(xiàn)冰雹。干旱低溫同時出現(xiàn),冷空氣活動頻繁,冷暖空氣交鋒次數(shù)多,則對應(yīng)的年份冰雹發(fā)生次數(shù)較多。分析表明,1991～2000年撫順地區(qū)年平均氣溫呈上升趨勢,而冰雹出現(xiàn)日數(shù)卻逐漸減少。1971～1980年撫順地區(qū)年平均氣溫為5.6℃,出現(xiàn)冰雹日為58d,占總降雹日的44.5%。1981～1990年撫順地區(qū)年平均氣溫為5.9℃,比20世紀(jì)70年代上升0.3℃。降雹日數(shù)為49d,比70年代少8d,占總降雹日的38.2%。1991～2000年撫順地區(qū)年平均氣溫為6.4℃,比70年代上升0.8℃,出現(xiàn)冰雹日21d,降雹日數(shù)比70年代少26d,占總降雹日的16.4%。由于5,6月冷暖空氣交替最頻繁,對流旺盛,極易形成冰雹云,尤其是中午至傍晚熱對流旺盛,有利于冰雹的形成。撫順地區(qū)地勢呈東高西低,東部山區(qū)迎風(fēng)坡由于地形動力抬升作用,氣流在水平方向上產(chǎn)生匯聚輻合,引起輻合上升運(yùn)動促使對流天氣發(fā)展加強(qiáng),出現(xiàn)冰雹天氣。清原、新賓雹日多于章黨,說明山區(qū)地形抬升作用對冰雹形成是一個很重要的因素。冰雹的移動路徑受高空引導(dǎo)氣流制約,天氣系統(tǒng)密切相關(guān),也與下墊面(如山脈走向等)關(guān)系十分密切。5冰雹天氣系統(tǒng)冰雹是在有利的天氣背景下,具備低層水汽輻合、大氣不穩(wěn)定層結(jié)、觸發(fā)機(jī)制等3個基本條件形成的。利用1970～2000年冰雹出現(xiàn)日的08時500,700,850hPa高空圖資料,分析了30個冰雹天氣個例得出,冰雹天氣與中小尺度天氣系統(tǒng)密切相關(guān)。而這些中小尺度天氣系統(tǒng)又是在一定的大尺度環(huán)流背景下出現(xiàn)的。本文根據(jù)500hPa環(huán)流形勢特點(diǎn),將降雹日的天氣系統(tǒng)分為冷渦及冷渦后部型、高空槽型、槽后西北氣流型。其中冷渦及冷渦后部型為20個,高空槽型為8個,槽后西北氣流型為2個。5.1閉合等高線冷性低壓配合的確定本型特點(diǎn)是500hPa冷性低渦進(jìn)入45～60°N,105～120°E,至少有一條閉合等高線,而在700,850hPa至少有一條閉合等高線的冷性低壓配合,且有閉合的冷中心相配合。5.1.1低試意義發(fā)生的時間貝加爾湖附近存在一長波脊或阻塞高壓,冷空氣沿脊前西北氣流南下,引導(dǎo)低渦西南下,地面有低壓冷鋒,冰雹多發(fā)生在冷渦的東南象限或冷渦后部偏北氣流中,冷渦后部常伴有大風(fēng),冷中心向東移動影響撫順地區(qū)。這種天氣形勢有時可連續(xù)多日出現(xiàn)降雹,占冰雹天氣的66.7%,以5,6月為最多。5.1.2偏北動力特性分析5.1.2.1冷渦到達(dá)45～60°N,105～120°E規(guī)定范圍內(nèi);5.1.2.2500hPa圖上,45～60°N,100～115°E冷渦后部為偏北急流,風(fēng)速一般大于等于14m/s;5.1.2.3500,850hPa圖上,冷渦后部有冷中心;5.1.2.408時500hPa圖高空槽后,遼寧西部為暖脊或被暖中心控制。5.2高空槽類型此型亦為常見,占冰雹天氣的26.7%。500hPa圖上,40～50°N,115～120°E為南南西至北北東走向的槽。5.2.1不在單槽內(nèi)以空氣溫度為依據(jù)500hPa圖上,撫順地區(qū)處于高空槽附近,同時850hPa有溫度槽與之配合,溫度槽落后高度槽,即中層干冷空氣置于低層暖濕空氣之上,尤其是前傾槽更易產(chǎn)生冰雹。當(dāng)貝加爾湖附近高壓脊發(fā)展時,脊前偏北氣流引導(dǎo)冷空氣迅速南下使高空槽發(fā)展,高度槽后有明顯的冷平流。5.2.2風(fēng)槽型西瓜槽5.2.2.1在08時500hPa圖上,即40～50°N,115～120°E有西風(fēng)槽;5.2.2.2在08時500hPa圖上,即40～50°N,115～120°E有高空急流,風(fēng)速大于等于16m/s;5.2.2.3在08時500hPa圖上,高空槽后部有冷槽或冷中心。5.3槽后西北氣流類型500hPa圖上,40～50°N,115～120°E處在槽后西北氣流控制。5.3.1空槽內(nèi)移出設(shè)空槽高空槽系統(tǒng)移動速度快,降雹當(dāng)天500hPa高空槽已移出本區(qū),本市上空受槽后西北氣流控制,低層有低渦或槽。500hPa冷平流置與暖舌之上,500和850hPa風(fēng)切變較大,氣層極不穩(wěn)定。5.3.2流特征5.3.2.108時500hPa圖上,高空槽已移出本區(qū),高空槽后西北氣流處在40～45°N,115～120°E范圍內(nèi)。5.3.2.208時500hPa圖上,40～45°N,115～120°E范圍內(nèi)有高空急流,風(fēng)速為大于等于16m/s。5.3.2.3高空槽后等高線與經(jīng)線平行或與經(jīng)線交角小于45°。6冰雹發(fā)生與天氣系統(tǒng)的關(guān)系6.1近30a撫順地區(qū)冰雹氣候變化