抚顺市近60a雹灾发生规律及预报

抚顺市近60a雹灾发生规律及预报

抚顺地区位于辽宁省东北部。这是长白山脉西南的一部分。受地理位置、地貌特点和天气系统的共同影响,大多年份均有雹灾发生。抚顺地区冰雹天气一般持续时间较短、出现范围较小,但来势猛、强度大,经常与短时雷雨大风同时出现,直接造成农作物减产或绝收。为深入了解和掌握抚顺地区冰雹天气特点和规律,进一步做好冰雹天气预报和防雹减灾工作,依据1971～2000年计30a章党、新宾、清原3个测站的气象资料,分析了抚顺地区冰雹天气出现的时空分布规律,探讨了影响该地区降雹的天气系统、环流形势特征,提出了预报思路。1冰时间分布1.1冰雹日结束最晚时间本文规定,凡24h内在抚顺市3站点内大于等于1个站点出现冰雹,且不论冰雹持续时间长短均作为一个冰雹日。统计表明,1971～2000年计30a间,雹日出现的最早时间是1984年4月12日(新宾),雹日结束最晚时间是1975年11月18日(新宾)。冰雹过程大部分为局地性,很少发生全地区的冰雹天气。1971～2000年逐年出现冰雹日数统计如图1,抚顺地区3个站共发生冰雹天气132站(次),雹日为128.0d。年平均降雹为4.4d,雹日最多的年份为1971年,出现10.0d;次多年为1975和1982年,各出现8.0d。最少年份为1998,1999年。由图1可见,1971～1990年为冰雹的多发期,出现冰雹的日数较多;1991～2000年出现冰雹的日数较少,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月从表1可见,抚顺地区出现冰雹时间为每年的4～11月。主要集中在5～9月,占全年的87.9%;6月为全年降雹最多月份,占全年的38.3%;5月为次多月份,占全年的19.5%。1.3特征变量在时段上出现不同从表2可见,冰雹在1d中均可出现,但主要出现在中午至傍晚。其中白天多于夜间,白天降雹占87.1%;下午多于上午,下午降雹占53.0%。2冰箱的空间分布2.1区域分布及降雹日变化统计1970～2000年计30a资料,抚顺地区冰雹的地理分布为清原最多,计56.0d,年平均降雹日计1.9d;新宾为次多,计40.0d,年平均降雹日计1.3d;章党为最少,计36.0d,年平均降雹日计1.2d。2.2清原道路路水环境抚顺地区冰雹移动路径有5条,如图2。第1条从开原入境,经夏家堡、天桥、兴隆台到马鹿沟。此路径对清原北部影响较为严重。第2条出现在清原境内,从铁岭入境,经树基沟、牛肺沟、框子沟、砬子沟、子甘井子、南山城到九道沟。此路径出现次数最多,且冰雹强度较大。第3条从铁岭、抚顺两交界入境,经南口前、敖家堡到湾甸子。第4条由抚顺县经汤图、马尔墩、永陵北、红升、横山子。此路径冰雹以5,6月出现较多。影响范围较大。第5条由草盆起,经黄木厂、小四平进入桓仁境内,此路径出现较少。3冰山的烈度和持续时间3.1冰雹直径大小大小的分布根据1970～2000年抚顺地区的冰雹资料统计,直径小于5mm的冰雹占冰雹全部次数的31%,直径大于等于5mm且小于10mm的冰雹占48%,直径大于等于10mm且小于20mm的冰雹占19%,直径大于等于20mm冰雹占2%。弱的冰雹基本不成灾,直径大于20mm的强冰雹成灾概率为70%或以上。1970年9月13日清原县7个乡降雹,最大冰雹如拳头,地垅沟被冰雹填平,一些庄稼被砸毁,受灾农田面积为2500hm2。3.2提出降雹次数一次降雹过程有时仅在较小范围内造成危害,有时雹云边移动边发展,危害一或几个县区。1971年9月3日清原县7个乡60个村降雹,危害严重。抚顺地区一次降雹过程1个测站降雹出现次数为最多,占降雹次数的97%;2个测站降雹计5次,仅占降雹次数的3%;无3个测站同时出现的记录。3.3降雹基本情况一地(站)降雹时间长短不一,最短不到1min。一般为1～5min,占降雹次数的67%;5～10min占23%;10～30min占10%。降雹有时长达几十分钟。1988年6月16～17日清原县降雹时间为40min。一般降雹于当天结束,但在冷涡天气控制下,可连续几天降雹。1980年6月受冷涡系统影响,清原县19～22日连续4d降雹。4冰雹发生季节变化的趋势抚顺地区冰雹年际变化与气候变化有直接关系,而且多雹年大都与低温年相对应。低温年冷空气活动频繁,冷涡天气多,冷暖空气交锋机会多,导致冰雹出现次数多。1971,1980年抚顺地区为低温年,对应降雹日多。冰雹与干旱年有关,尤其是大旱年,由于下垫面干燥,受热升温快,只要有冷空气侵入,产生强对流天气就会出现冰雹。干旱低温同时出现,冷空气活动频繁,冷暖空气交锋次数多,则对应的年份冰雹发生次数较多。分析表明,1991～2000年抚顺地区年平均气温呈上升趋势,而冰雹出现日数却逐渐减少。1971～1980年抚顺地区年平均气温为5.6℃,出现冰雹日为58d,占总降雹日的44.5%。1981～1990年抚顺地区年平均气温为5.9℃,比20世纪70年代上升0.3℃。降雹日数为49d,比70年代少8d,占总降雹日的38.2%。1991～2000年抚顺地区年平均气温为6.4℃,比70年代上升0.8℃,出现冰雹日21d,降雹日数比70年代少26d,占总降雹日的16.4%。由于5,6月冷暖空气交替最频繁,对流旺盛,极易形成冰雹云,尤其是中午至傍晚热对流旺盛,有利于冰雹的形成。抚顺地区地势呈东高西低,东部山区迎风坡由于地形动力抬升作用,气流在水平方向上产生汇聚辐合,引起辐合上升运动促使对流天气发展加强,出现冰雹天气。清原、新宾雹日多于章党,说明山区地形抬升作用对冰雹形成是一个很重要的因素。冰雹的移动路径受高空引导气流制约,天气系统密切相关,也与下垫面(如山脉走向等)关系十分密切。5冰雹天气系统冰雹是在有利的天气背景下,具备低层水汽辐合、大气不稳定层结、触发机制等3个基本条件形成的。利用1970～2000年冰雹出现日的08时500,700,850hPa高空图资料,分析了30个冰雹天气个例得出,冰雹天气与中小尺度天气系统密切相关。而这些中小尺度天气系统又是在一定的大尺度环流背景下出现的。本文根据500hPa环流形势特点,将降雹日的天气系统分为冷涡及冷涡后部型、高空槽型、槽后西北气流型。其中冷涡及冷涡后部型为20个,高空槽型为8个,槽后西北气流型为2个。5.1闭合等高线冷性低压配合的确定本型特点是500hPa冷性低涡进入45～60°N,105～120°E,至少有一条闭合等高线,而在700,850hPa至少有一条闭合等高线的冷性低压配合,且有闭合的冷中心相配合。5.1.1低试意义发生的时间贝加尔湖附近存在一长波脊或阻塞高压,冷空气沿脊前西北气流南下,引导低涡西南下,地面有低压冷锋,冰雹多发生在冷涡的东南象限或冷涡后部偏北气流中,冷涡后部常伴有大风,冷中心向东移动影响抚顺地区。这种天气形势有时可连续多日出现降雹,占冰雹天气的66.7%,以5,6月为最多。5.1.2偏北动力特性分析5.1.2.1冷涡到达45～60°N,105～120°E规定范围内;5.1.2.2500hPa图上,45～60°N,100～115°E冷涡后部为偏北急流,风速一般大于等于14m/s;5.1.2.3500,850hPa图上,冷涡后部有冷中心;5.1.2.408时500hPa图高空槽后,辽宁西部为暖脊或被暖中心控制。5.2高空槽类型此型亦为常见,占冰雹天气的26.7%。500hPa图上,40～50°N,115～120°E为南南西至北北东走向的槽。5.2.1不在单槽内以空气温度为依据500hPa图上,抚顺地区处于高空槽附近,同时850hPa有温度槽与之配合,温度槽落后高度槽,即中层干冷空气置于低层暖湿空气之上,尤其是前倾槽更易产生冰雹。当贝加尔湖附近高压脊发展时,脊前偏北气流引导冷空气迅速南下使高空槽发展,高度槽后有明显的冷平流。5.2.2风槽型西瓜槽5.2.2.1在08时500hPa图上,即40～50°N,115～120°E有西风槽;5.2.2.2在08时500hPa图上,即40～50°N,115～120°E有高空急流,风速大于等于16m/s;5.2.2.3在08时500hPa图上,高空槽后部有冷槽或冷中心。5.3槽后西北气流类型500hPa图上,40～50°N,115～120°E处在槽后西北气流控制。5.3.1空槽内移出设空槽高空槽系统移动速度快,降雹当天500hPa高空槽已移出本区,本市上空受槽后西北气流控制,低层有低涡或槽。500hPa冷平流置与暖舌之上,500和850hPa风切变较大,气层极不稳定。5.3.2流特征5.3.2.108时500hPa图上,高空槽已移出本区,高空槽后西北气流处在40～45°N,115～120°E范围内。5.3.2.208时500hPa图上,40～45°N,115～120°E范围内有高空急流,风速为大于等于16m/s。5.3.2.3高空槽后等高线与经线平行或与经线交角小于45°。6冰雹发生与天气系统的关系6.1近30a抚顺地区冰雹气候变化