隴縣冰雹災(zāi)害的特征研究

馬碩鴻

摘 要：隴縣是陜西寶雞地區(qū)典型的冰雹災(zāi)害高發(fā)區(qū)，冰雹災(zāi)害帶來的損失巨大。本文以隴縣 1990-2015年的冰雹統(tǒng)計(jì)資料為研究對象，利用 GIS 空間分析方法和統(tǒng)計(jì)方法，就 1990--2015年隴縣典型冰雹災(zāi)害事件資料進(jìn)行分析研究，并配合實(shí)際調(diào)查，分析冰雹災(zāi)害發(fā)作的年度分布特征、月度分布特征和日變化特征，找出降雹時(shí)的變化規(guī)律。結(jié)果顯示，隴縣降雹集中在 5 月-8 月，占全年度的 80.2%，冰雹月季波動(dòng)呈單峰型、降雹直徑越大，降雹繼續(xù)功夫越長；降雹具有明顯日變化特征，日內(nèi) 12-20 時(shí)是冰雹最集中的時(shí)段，占總數(shù)的 87%；隴縣有明顯的四條降雹路徑圖；雷達(dá)回波頂高，垂直液態(tài)水含量和云層厚度是判斷冰雹災(zāi)害的主要指標(biāo)；寶雞市人工影響天氣辦公室在隴縣地區(qū)設(shè)置的炮點(diǎn)顯著降低了冰雹災(zāi)害對農(nóng)作物造成的損失，隴縣的冰雹災(zāi)害的下降趨勢與隴縣炮點(diǎn)的設(shè)置以及大量及時(shí)的發(fā)射有很強(qiáng)相關(guān)性。

關(guān)鍵詞：冰雹災(zāi)害；災(zāi)害特征；冰雹

0 引言

冰雹災(zāi)害是源于強(qiáng)對流天氣系統(tǒng)引發(fā)的一種激烈氣候?yàn)?zāi)害。盡管它表現(xiàn)的領(lǐng)域相對較小，相比而言時(shí)間也比較倉促，但來勢兇猛強(qiáng)度大，并時(shí)常伴有著暴風(fēng)、強(qiáng)降水、急劇降溫等陣發(fā)性災(zāi)害性氣候進(jìn)程。據(jù)相關(guān)材料調(diào)查整理，中國每一年由于冰雹所形成的經(jīng)濟(jì)耗損達(dá)幾億元甚至幾十億元。因而，對冰雹災(zāi)害時(shí)空動(dòng)亂以及冰雹災(zāi)害所構(gòu)成的耗損狀況必須進(jìn)行很好的掌握，從而更好地防治冰雹災(zāi)害，縮小經(jīng)濟(jì)損失。隴縣地理位置為東經(jīng) 106°26′32″-107°8′11″，北緯 34°35′17″-35°6′45″，境內(nèi)溝壑縱橫，地勢起伏大，高差達(dá) 1664 米。該地屬于暖溫帶大陸性季風(fēng)氣候。復(fù)雜的地質(zhì)條件和氣候條件使得隴縣成為冰雹災(zāi)害重發(fā)區(qū)。為了全面了解冰雹災(zāi)害在隴縣的發(fā)生規(guī)律，為隴縣的防災(zāi)減災(zāi)作出貢獻(xiàn)，有必要對隴縣冰雹災(zāi)害的發(fā)生條件和發(fā)展規(guī)律著重進(jìn)行分析和歸納研究。

1 隴縣各鄉(xiāng)鎮(zhèn)受雹災(zāi)情況

寶雞市隴縣鄉(xiāng)鎮(zhèn)有 10 鎮(zhèn) 5 鄉(xiāng) 1 個(gè)管委會，158 個(gè)行政村，1000 個(gè)村民小組，總?cè)丝?25.03 萬，其中農(nóng)業(yè)人口 22.27 萬。 寶中鐵路、寶漢高速和 212 省道貫通全境，為陜、甘、寧“三省通衢”和邊貿(mào)重鎮(zhèn)。根據(jù)寶雞氣象局 1990 年--2015 年的統(tǒng)計(jì)資料可得到主要鄉(xiāng)鎮(zhèn)冰雹發(fā)生情況如下：固關(guān)鎮(zhèn)、河北鄉(xiāng)、李家河鄉(xiāng)、火燒寨鄉(xiāng)為主要受災(zāi)地區(qū)。固關(guān)鎮(zhèn) 1990年以來發(fā)生冰雹次數(shù)最多為 13次，李家河鄉(xiāng) 1990 年以來發(fā)生冰雹次數(shù)為 9 次，河北鄉(xiāng)和火燒寨鄉(xiāng)從 1990 年來發(fā)生冰雹次數(shù)為 5 次，新集川鄉(xiāng)為 4 次，八渡鎮(zhèn)、城關(guān)鎮(zhèn)、天成鎮(zhèn)、溫水鎮(zhèn)、牙科鎮(zhèn)都為3次，曹家灣鄉(xiāng)發(fā)生次數(shù)為 1 次，杜陽鎮(zhèn) 1 次，東風(fēng)鎮(zhèn)和東南鎮(zhèn)發(fā)生冰雹次數(shù)為 0次。

2 隴縣冰雹時(shí)空分布特征

2.1 降雹年度分布

由圖1 可知，隴縣在 1990 年-2006 年期間降雹次數(shù)呈降落趨向。尤其在 20 世紀(jì)90 年代最為分明，從 2005 之后，隴縣冰雹次數(shù)明顯下降。這與隴縣氣象局加強(qiáng)防雹作業(yè)有關(guān)。這與隴縣氣象局加強(qiáng)防雹作業(yè)有關(guān)。如2002隴縣受災(zāi)情況下降，主要由于該年共發(fā)射炮彈87發(fā)，作業(yè)2輪，共89發(fā)發(fā)射火箭1枚炮彈78發(fā)，保護(hù)作物27.2萬畝經(jīng)濟(jì)效益278萬元。

2.2 降雹月季分布

通過整理得，寶雞市隴縣降雹有顯著的月份走向趨向，冰雹月季波動(dòng)呈單峰 型。1月-9月都涌現(xiàn)冰雹，10月-12月沒有涌現(xiàn)冰雹災(zāi)難。下雹關(guān)鍵會結(jié)在 5 月-8月，占據(jù)這一整年下雹的 80.2%，此中，7月降雹最多，占27.4%。1990 年-2015 年間降雹日最早出現(xiàn)在 1 月 17 日，最晚出現(xiàn)在 9 月 21 日。下雹強(qiáng)度與下雹的半徑以及繼續(xù)功夫有關(guān)系，降雹直徑與持續(xù)時(shí)間呈正比例關(guān)系，降雹直徑越大，降雹繼續(xù)功夫越長。其中平均最大雹徑為 4cm，持續(xù)時(shí)間最長為 1h；平均最小雹徑為 1cm，持續(xù)時(shí)間為 10min。8 月和 9 月降雹的直徑和時(shí)間比其它月份強(qiáng)烈。

2.3 降雹日變化

冰雹具有明顯的日變化，冰雹最集中的時(shí)段是一日中12-20 時(shí)，占總數(shù)的 87 %，20-24 時(shí)其冰雹的次數(shù)占總數(shù)的 11%，8-12時(shí)其冰雹的次數(shù)占總數(shù)的 11%，15-17 時(shí)是冰雹的高峰時(shí)段，占總數(shù)48%，1- 08時(shí)無冰雹，在一個(gè)雹日中最長降雹時(shí)間為 9小時(shí)，最短為一分鐘，以連續(xù)出現(xiàn)大于等于3天的降雹日為一個(gè)連續(xù)降雹過程，6月份最多，占全年的 44%，最長的連續(xù)降雹日達(dá)7天（1977年 6月21-27日）。

3 冰雹災(zāi)害分區(qū)及路徑分析

對隴縣 1990—2015 年實(shí)際記錄的冰雹災(zāi)難的剖析和篩選，由于時(shí)間跨度大、記錄不詳細(xì)、以前的工作不規(guī)范等原因。在 26 年資料中詳細(xì)記載的受災(zāi)鄉(xiāng)鎮(zhèn)的 55 次，通過對隴縣造成災(zāi)難的 55 次災(zāi)難資料的剖析研究，尋找冰雹災(zāi)難進(jìn)入該縣的區(qū)域和每個(gè)進(jìn)入?yún)^(qū)域在隴縣形成的受災(zāi)范圍，即隴縣主要的雹縣分布，在 55 次冰雹災(zāi)難中有 4 個(gè)進(jìn)入隴縣的區(qū)域，即河北鄉(xiāng)，火燒寨鄉(xiāng)，固關(guān)鎮(zhèn)、新集川鄉(xiāng)，關(guān)山管委區(qū)域。

通過對此 55 次冰雹災(zāi)難和受災(zāi)鄉(xiāng)鎮(zhèn)的詳細(xì)分析和調(diào)研，隴縣冰雹災(zāi)難的冰雹帶，即雹線主要有幾下幾條：

1）從河北鄉(xiāng)進(jìn)入隴縣的冰雹帶，最主要的是 NE-SE 走向。經(jīng)過河北鄉(xiāng)牽連李家 河鄉(xiāng)東邊小面積和城關(guān)鎮(zhèn)。一共發(fā)生的冰雹次數(shù)為九次，成災(zāi)率為 16.7%。

2）從火燒寨鄉(xiāng)進(jìn)入隴縣的冰雹帶，最主要的是 N-S 走向，經(jīng)過火燒寨鄉(xiāng)、溫水 鎮(zhèn)、城關(guān)鎮(zhèn)。一共發(fā)生的冰雹次數(shù)為 5 次，成災(zāi)率為 5%。

3）從固關(guān)鎮(zhèn)、新集川鄉(xiāng)進(jìn)入隴縣的冰雹帶，分為 NE-SE 和 NW-SE 兩個(gè)走向，NE-SE 走向經(jīng)過新集川、溫水鎮(zhèn)、曹家灣鎮(zhèn)、愣底下鎮(zhèn)、東南鎮(zhèn)、牙科鄉(xiāng)。NW-SE 走向經(jīng)過固關(guān)鎮(zhèn)、曹家灣鎮(zhèn)、天成鎮(zhèn)、愣底下鎮(zhèn)、牙科鄉(xiāng)。一共發(fā)生的次數(shù)為 17 次，成災(zāi)率為 30.9%。這條路徑冰雹形成于六盤山，它從甘肅華亭縣侵入隴縣。

4）從關(guān)山管委會進(jìn)入隴縣的冰雹帶，最主要為 SW-SN 走向，經(jīng)過關(guān)山管委會、關(guān)山草原、天成鎮(zhèn)。一共發(fā)生的冰雹次數(shù)為 1 次，成災(zāi)率為 2%。這條路徑從甘肅張家川縣沿關(guān)山東南下，危害關(guān)山八龍?zhí)兜貐^(qū)。

通過圖 2可以得出，在四個(gè)冰雹帶中，重疊鄉(xiāng)鎮(zhèn)次數(shù)最多的是固關(guān)鎮(zhèn)、城關(guān)鎮(zhèn)、天成鎮(zhèn)。屬于特別容易遭受冰雹災(zāi)難襲擊的鄉(xiāng)鎮(zhèn)，自統(tǒng)計(jì)資料以來，3 次以上的鄉(xiāng)鎮(zhèn)有 10個(gè)，占發(fā)生災(zāi)難鄉(xiāng)鎮(zhèn)次數(shù)的 66.7%。

為了防止冰雹災(zāi)難的發(fā)生，首先要對冰雹的發(fā)生情況進(jìn)行檢測。在氣象站可以通 過雷達(dá)回波分布圖對災(zāi)害進(jìn)行有效預(yù)測。根據(jù)對寶雞地區(qū)冰雹災(zāi)害機(jī)理研究，由雷達(dá) 分布圖5圖6可得出（2013 年 9 月 12 日；2016 年 6 月 12 日）在這兩個(gè)冰雹災(zāi)害天氣中，回波強(qiáng)度大于 45dbz，回波頂高 ET 大于負(fù) 20 攝氏度層，垂直液態(tài)含水量大于 45（kg/m3），有弱回波區(qū)并且形成有界弱回波區(qū)則百分之百有冰雹下降。

典型的 2016 年 6 月 12 日的大冰雹天氣為例分析，12 日下午 6 時(shí)至傍晚出現(xiàn)短時(shí)強(qiáng)對流天氣，暴雨伴隨著冰雹大風(fēng)，冰雹直徑最大 40 毫米。早晨涼，濕度大，中午太陽輻射強(qiáng)烈，造成空氣對流旺盛，較容易發(fā)展成積雨云從而變成冰雹。在云層溫度太低，液態(tài)水含量大，而下方，天氣有相對比較炎熱，所以容易形成強(qiáng)對流天氣，冰雹也容易發(fā)生。因此，隴縣的冰雹災(zāi)害有以下幾點(diǎn)：1）發(fā)生季節(jié)遲，結(jié)束早。隴縣冰雹開始于三月，個(gè)別情況1月和2月也發(fā)生過，從9月開始在沒有發(fā)生過冰雹天氣。2）強(qiáng)度大，破壞性強(qiáng)。隴縣出現(xiàn)的強(qiáng)對流天氣通常有速度快，突發(fā)性強(qiáng)的特點(diǎn)。出現(xiàn)冰雹天氣都伴隨著暴風(fēng)和大雨。并且降雹持續(xù)時(shí)間不長。3）水平尺度小，時(shí)間尺度小。隴縣冰雹災(zāi)害的發(fā)生在固關(guān)鎮(zhèn)、李家河鄉(xiāng)的次數(shù)最多，在隴縣北邊冰雹發(fā)生最為頻繁。并且強(qiáng)對流天氣的發(fā)生，暴風(fēng)大雨也都出現(xiàn)。持續(xù)的時(shí)間也比較小，一般沒有超過一個(gè)小時(shí)，冰雹災(zāi)害來得及走的也快。

4 隴縣炮點(diǎn)分布及防雹分析

隴縣地處青藏高原與黃土高原冷熱強(qiáng)氣流的交匯點(diǎn)，是陜西有名的多雹區(qū)，年均 降雹十余次，最多的一年達(dá) 37 次。為了解決雹災(zāi)問題，隴縣于 1974 年 5 月組建成立民兵女子防雹高炮連。該連在冰雹多發(fā)的山頭設(shè)立炮點(diǎn)，采用高炮打雹云的方法來消除雹災(zāi)。

由圖 3可得，隴縣目前有炮點(diǎn) 15個(gè)，分為高山炮和火箭炮，其中，火箭炮 4個(gè)，分別在八渡鎮(zhèn)、愣底下鄉(xiāng)、曹家灣鎮(zhèn)、李家河鄉(xiāng)，高山炮 11個(gè)，分布在新集川鄉(xiāng)、東風(fēng)鎮(zhèn)、牙科鄉(xiāng)八渡鎮(zhèn)臨界、天成鎮(zhèn)、曹家灣鄉(xiāng)、固關(guān)鎮(zhèn)、火燒寨鄉(xiāng)兩個(gè)、李家河鄉(xiāng)、河北鄉(xiāng)、溫水鎮(zhèn)。此外，關(guān)山管委會、城關(guān)鎮(zhèn)、杜陽鎮(zhèn)三處沒有分布高山炮和火箭炮。對應(yīng)四個(gè)侵入隴縣的四個(gè)冰雹帶，在東北方向有三處炮點(diǎn)，其中，高山炮兩個(gè)，火箭炮一處。在西北路路徑處有炮點(diǎn) 12 處，其中高山炮三處，火箭炮九處，共同防護(hù)冰雹，并且保護(hù)了隴縣人民的生命財(cái)產(chǎn)。

2002隴縣受災(zāi)情況下降，主要由于該年共發(fā)射炮彈87發(fā)，作業(yè)2輪，共89發(fā)發(fā)射火箭1枚炮彈78發(fā)，保護(hù)作物27.2萬畝經(jīng)濟(jì)效益278萬元。2003年6月三七炮彈共耗彈26發(fā)，三七火箭彈兩枚，保護(hù)了22.6萬畝莊稼。在2004年，隴縣共耗彈182發(fā)，三七火箭彈6枚，保護(hù)了27.2萬畝莊稼，獲得效益278萬。對2005年的統(tǒng)計(jì)7月發(fā)射炮彈34發(fā)，保護(hù)了37平方公里莊稼，獲得效益50萬。對于2006年的資料統(tǒng)計(jì)，2006年1月17日共耗彈342發(fā)，保護(hù)莊稼1500畝，獲得效益600萬。6月18日，共耗彈1447發(fā)，保護(hù)莊稼1000畝，獲得效益78萬。隴縣炮點(diǎn)的設(shè)置在降低冰雹災(zāi)害方面起到了很大的作用，因此更要加強(qiáng)對于冰雹的提前預(yù)防。

5 結(jié)語

（1）從對隴縣冰雹災(zāi)害 20 年的數(shù)據(jù)資料的整理、總結(jié)，分析得出 4 個(gè)進(jìn)入隴縣的冰雹路徑，對 20 年來冰雹災(zāi)害發(fā)生的年、月和日等不同時(shí)間尺度的分布特征進(jìn)行 分析，結(jié)果顯示：隴縣年降雹呈下降的趨勢，冰雹月季波動(dòng)呈單峰型、降雹直徑越大，降雹繼續(xù)時(shí)間越長。降雹具有明顯日變化特征，主要集中在 5 月-8 月，占據(jù)這一整年下雹的 80.2%，日內(nèi)的 12-20 時(shí)是冰雹最集中的時(shí)段，占總數(shù)的 87%。

（2）隴縣炮點(diǎn)的合理設(shè)置以及炮彈的及時(shí)發(fā)射對于隴縣冰雹高發(fā)期的農(nóng)作物保 護(hù)意義重大，隴縣北部固關(guān)鎮(zhèn)和李家河鄉(xiāng)是降雹最頻繁的地區(qū)，這兩個(gè)地方的天氣特 征利于冰雹的發(fā)生，應(yīng)加強(qiáng)這兩個(gè)地方冰雹災(zāi)害的預(yù)警和防護(hù)。

（3）通過監(jiān)測天氣情況和雷達(dá)回波圖，回波強(qiáng)度、回波頂高和垂直液態(tài)水含量 等指標(biāo)均可預(yù)測冰雹的發(fā)生，回波強(qiáng)度大于 45dbz，回波頂高 ET 大于負(fù) 20 攝氏度層 或者垂直液態(tài)含水量大于 45（kg/m3）時(shí)，冰雹發(fā)生概率較高。