咸阳市冰雹路径研究

王 宇，谢 越，马 文，王孜瑄

(1. 渭城区气象局，陕西咸阳 712000；2. 咸阳市气象局，陕西咸阳 712000)

咸阳市地处陕西关中平原中部，地势自北向南为高原丘陵、台塬和泾渭平原。果业是当地农民脱贫致富的主要产业。冰雹是咸阳市主要气象灾害之一,对本地果业生产造成严重危害。近40年来，众多学者对陕西渭北地区的强对流及冰雹天气开展了持续研究。詹维泰等[1]、朱爱荣[2]、姚静等[3]对陕西冰雹天气气候特征、预报方法和对流指标等进行了研究。樊鹏等[4]、刘嘉慧敏等[5]、岳治国等[6]、李秀琳等[7]研究了陕西渭北冰云雷达回波识别方法。陈保国等[8]、岳治国等[9]对渭北冰雹谱开展了研究。丁敏等[10]研究了冰雹对渭北苹果的危害。万红莲等[11]、梁轶等[12]、刘引鸽等[13]研究了渭北冰雹的时空分布。冰雹云的生成、移动路径受气候、天气系统、地形条件等多种因素影响，研究冰雹移动规律对调整农业及果业生产种植分布、科学规划防雹作业火力网点、提高冰雹预警能力和提升防雹作业效果有重要意义。然而，近年来针对咸阳市冰雹路径的研究工作并不多见。

早在30多年前，咸阳气象工作者只能依据冰雹灾害调查资料、地形、当地群众对冰雹云移动情况描述，结合气象学理论绘制出咸阳市冰雹移动路径[14]。尽管该冰雹路径有一定的局限性，但也在咸阳农业及果业布局、防雹作业站点布设方面发挥了较大作用。然而，受近几十年来人类活动、气候变化、农业产业结构调整等因素影响，以前的冰雹移动路径规律可能发生了变化。最近20年来，随着数字化天气雷达广泛投入气象业务应用，雷达回波资料可以较为准确、连续记录每一次冰雹云发生、发展和移动情况，这使准确分析冰雹移动路径成为可能。本文使用2007—2016年旬邑711型(X波段)数字化天气雷达资料和咸阳市降雹资料，统计分析咸阳市冰雹云的发生、发展、移动规律，为农业生产和人工防雹业务工作提供技术依据。

1 资料和分析方法

1.1 资料

主要依据冰雹云移动和发展的过程分析冰雹路径，资料选取标准为：

(1)2007—2016年咸阳市旬邑县711型(X波段)数字化天气雷达有完整回波资料的降雹天气个例；

(2)一日中出现多次降雹过程时分别绘制移动路径；

(3)冰雹云(雷达回波顶高>7 km、45 dBz回波顶高度>0 ℃层高度)在咸阳市移动距离大于10 km；

(4)日降雹范围大于3个乡镇。

2007—2016年10年间咸阳市出现冰雹日94 d，符合上述标准的冰雹日共有49 d、128个冰雹云过程。

1.2 分析方法

影响咸阳市的冰雹云以外地移入为主，雹云雷达回波的形态以单体雹云居多，其次是带状分布的多单体和超级单体雹云，造成区域性冰雹灾害的大多为多单体、超级单体雹云以及单体雹云的合并加强。冰雹移动路径按照下列原则分析。

(1)外地移入咸阳市的冰雹云，以进入地点作为冰雹路径的起点。本地生成的雹云以初始回波形成后回波跃增(10 min增强10 dBz以上)或强中心达45 dBz以上的地点作为冰雹路径的起点。

(2)以冰雹云明显转化为雷雨云(顶高迅速降低，强中心迅速减弱且处云体中下部或接地)，不再发展成雹云的地点作为冰雹路径终点。

(3)单体雹云以回波强中心所经路径作为此次冰雹过程路径；带状分布的多单体雹云以其中强度最强、造成灾害最重的一块回波强中心所经路径作为此次冰雹过程路径；分散单体雹云其移动路径分别绘制；雹云在合并前分别按单体移动路径绘制，合并后作为一块雹云，以强中心所经路径绘制。

2 冰雹移动路径逐年分析

通过10年(2007—2016年)冰雹云移动情况分析，发现咸阳市冰雹云移动路径、影响区域等在同一年多次反复出现，即具有较明显的年际变化特征(图1)。

2007年以西北、北、东北来向路径为主，且经向跨度较大，发生频次高(14次)，灾害重，其中，6月3—7日出现连续性强对流天气；2008年以西北、东北来向路径为主，东西向移动距离大，发生频次较高(11次)，灾害较重；2009年以西北、西、北来向路径为主，大多为从北到南走向，出现频次少；2010年以东北、北、西来向路径为主，径向度一般，灾害一般；2011年以西北、西、东北来向路径为主，大多为从西到东走向，灾害重，7月12—19日出现了连续8日的强对流天气；2012年西、西北、北、东北来向冰雹均有出现，纬向型较多，同时出现了3次东北向西南的冰雹运移动路径，冰雹云移动以短距离居多，频次较高(12次)，局部灾害重；2013年西、西北、东北路来向冰雹影响各占三分之一，大部移动距离较长，影响较大，灾害较重；2014年以西北、北、东北路来向为主，移动距离长，东西向跨度大，影响范围广，6月23日出现了一次从东南至西北移动的罕见冰雹过程；2015年以西北来向冰雹为主，北路和东北路有少量出现，大多以纬向型出现，移动距离较长，频次高(12次)，影响范围大，灾害重，7月16—24日出现持续9日的大范围连续性冰雹天气；2016年西、西北、北、东北来向冰雹均有出现，频次相当，出现冰雹频次接近常年，每次雹云移动距离较长，影响范围大，灾害重。

3 冰雹路径特征分析

对49 d冰雹日128个冰雹云过程分别绘制冰雹路径图，根据走向归类汇总，分析总结咸阳市冰雹移动规律，得到5条主要冰雹移动路径(图2)和3条冰雹出现频次少于3次的次要冰雹路径(图3)。

A路和B路统称为西北路冰雹路径，发生频率分别占所有冰雹路径的26.9%和15.6%。A路冰雹云从甘肃的灵台进入长武县的丁家、枣园、巨家一带，向东或东南移动。B路冰雹云从甘肃的宁县进入长武县的地掌、彭公、芋园一带，向东南移动。A路和B路冰雹云均经长武冉店进入彬州市的义门、小章、城关一带，其后分为三路：一路向东北经彬州市的新民，旬邑县的郑家、太村、湫坡头进入职田；一路向东南经彬州市炭店，旬邑县原底、丈八寺，彬州市的香庙、龙高，淳化县的胡家庙、关庄，永寿县的上邑、窦家，淳化县的马家进入礼泉县南方、叱干一带；一路向东南经彬州市的新堡子、太峪，永寿县的永太、渠子、常宁、马坊御驾宫进入乾县的峰阳、阳峪、注泔一带。A路和B路云系常会同时出现，在彬州市的义门、小章、城关一带合并加强，对下游地区造成严重冰雹灾害。

C路和D路分别称为北路和东北路冰雹路径，C路和D路发生频率分别占所有冰雹路径的31.3%和17.2%。C路是影响咸阳市频率最高的冰雹路径，C路从甘肃的正宁县进入彬州市的底庙，旬邑县的湫坡头、职田，向南移动。D路从甘肃正宁县东部及铜川市进入旬邑县马栏一带，向西南移动。C路和D路均进入旬邑县的清塬、赤道、排夏、丈八寺、土桥，淳化县的十里塬、胡家庙一带，其后分为三路：一路向东南经淳化县的卜家、润镇、城关、到达方里、固贤一带；一路向东南经彬州市龙高，淳化县的胡家庙、关庄，永寿县上邑、窦家，淳化县马家进入礼泉县南方、叱干一带，与A路和B路的东南方向路径的后半段重合；一路向西南东经彬州市的龙高，永寿县的渠子、常宁、上邑进入马坊一带。C路和D路常在旬邑县的清塬、赤道、排夏、丈八寺、土桥，淳化县的十里塬、胡家庙一带合并加强，常对下游地区造成严重灾害。

图1 2007—2016年咸阳逐年冰雹移动路径图

图2 2007—2016年咸阳市主要冰雹移动路径图

图3 咸阳市次要冰雹移动路径图

E路称为西路冰雹路径，发生频率占所有冰雹路径的14.1%。E路从宝鸡的麟游县进入彬州市的韩家、底店，永寿县的永平，向东移动，经彬州市的水口、太峪、新堡子、香庙、龙高，永寿县的永太、渠子、常宁、上邑，淳化县的胡家庙、官庄、十里塬进入润镇、卜家、秦河一带。

次要冰雹路径有3条(图3)，出现频率小，偶然性大；但雹云移动距离长，影响范围大。

4 新旧冰雹移动路径对比分析

2007—2016年咸阳市冰雹路径图(图2，简称新图)与1988年冰雹路径图(图4，简称旧图)[14]差异明显，一是旧图主要是沿泾河河谷和几条相对明显山沟走势绘制，无东西向移动路径，与实际情况差异较大，而近10年间西—东走向的冰雹路径占31.1%。二是旧冰雹路径总体趋势为自北向南，无交叉，而近10年的雷达回波资料和降雹实况资料均已表明49 d冰雹日分别有128条线路，即每个雹日平均有2.6个影响路径，而且两条路径雹云合并加强造成灾害的占总冰雹灾害的26.1%。两条以上路径雹云同时影响、合并加强是造成咸阳市冰雹灾害的重要特征之一。

图4 咸阳市冰雹移动路径图(旧图)

5 结论及讨论

(1)依据2007—2016年10年间数字化天气雷达回波资料获得了咸阳市冰雹移动路径，客观全面反映冰雹云在咸阳境内的生成、移动、合并等演变特征。

(2)冰雹云移动路径、影响区域等在同一年多次反复出现，即具有较明显的年际变化特征。

(3)两条或多条路径雹云相互作用、合并加强是造成咸阳市冰雹灾害的一个明显特征，因此两条路径雹云合并可作为咸阳市冰雹预报的重要指标。

(4)在冰雹频发路径、或易出现雹云合并地区增加高炮火箭作业站点，可有效阻止雹云加强、合并，进一步提高防御效果。新的冰雹移动路径图对调整农业及果业布局、科学规划防雹作业站点、提高冰雹预警能力和防御效果有重要意义。