黑龙江省冰雹的时空分布特征

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。