青南地区冰雹天气预报指标研究及风险区划

谢 媛

(果洛州气象台，青海 果洛 814000)

1 地理分布特征

受地形、海拔、纬度、山脉及河谷的影响，青南地区是青海省冰雹日最多的地区。而青南地区的冰雹多发区为久治、沱沱河、治多、曲麻莱，年均雹日在9.8～14.7d。久治以其14.7d的雹日成为该区的最高中心。位于偏东、偏北地区且海拔最低的3个站泽库、同德、贵南为冰雹最少，年均日雹在3.6～4.2d，其中贵南海拔最低、纬度最北，其年均降雹日数为最少3.6d。

受海拔影响，冰雹的地域性很强。年均雹日位居前九的地区当中，除了久治、班玛，其余地区的海拔均在4000m以上。青南地区年均雹日最多的久治和最少的贵南两者相差4倍。从纬度分布来讲，久治处于青南南部，贵南处于青南北部地区。贵南和沱沱河纬度相差1°，但是年均雹日相差3.6倍，可见冰雹的地理分布也是不均匀的。由表1、表2可见海拔4000m以上的雹日明显高于4000m以下的雹日。

表1 青南地区海拔高度4000m以上地区年均雹日的分布

表2 青南地区海拔高度4000m以下地区年均雹日的分布

2 时间分布特征

2.1 冰雹的季节变化

青南地区冰雹具有季节性强、雹日高度集中等特点。如图1青南地区冰雹的月际变化呈双峰型。冰雹只出现在每年的4-10月，且集中出现在6-9月，占年雹日的81%。5月是增加最快的月份。而10月是雹日减少最快的月份，每年的11月至次年3月青南地区无冰雹出现。

图1 青南地区冰雹双峰型年变化

2.2 冰雹的年际变化

从图2看出2005-2017年青南地区年冰雹日数整体呈减少趋势，峰值出现在2007年，年冰雹日数达196次。2014年年冰雹日数最少仅76次。图3表明，年降雹日数最多的站是五道梁，共计29d(2019年)，同时五道梁站2013-2014连续2年未出现冰雹，相差达29d。冰雹日数年际变化相差20d及以上的站点还有曲麻莱、治多、沱沱河，上述4站的年际变化最为显著。年际变化相差最小为6天(达日站)。

3 高空环流形式

本文通过分析青南地区19个国家站的53个冰雹天气个例(包括大冰雹个例15个、冰雹38个)，得出冰雹天气出现时，500hPa高空环流有以下几种形式：

3.1 高空西北气流型

图2 青南地区2005-2017年年冰雹日数变化

图3 各站年最多最少雹日比较

图4 西北气流型

3.2 副高边缘型

图5 副高边缘型

3.3 高空槽型

图6 高空槽型

3.4 高空切边型

图7 高空切边型

在上述4种天气形势中以副高边缘型环流形式最多，其次为高空西北气流型。处于副高外围时温度高、天气系统不稳定有利于对流性天气的发生发展。在槽后西北气流里不断有冷空气下滑，而且风速垂直切变较强，可促使低层暖湿空气的不稳定能量的释放。

4 物理量场变化

4.1 大冰雹

在分析的15个大冰雹个例中：

LI指数大于0的个例有12个，其余3个小于0。LI指数大于0的12个个例中，1.35～7.08之间的有9个，其余3个在0.08～0.3之间。说明LI正值越大越有利于大冰雹天气发生。LI指数小于0的个例，其值在-1.62～-0.26之间。

CAPE值等于0的个例有3个，其余12个CAPE值在4.3～1501.8之间，CAPE大于30的有10个，CAPE大于100的有6个。

不稳定能量区域：呈现细长型；从底层至200hPa以上均会出现不稳定能量区域。不稳定能量区域越大，越有利于大冰雹天气的发生。

CIN值等于0的个例有3个，其余12个CIN值在6.3～350.5之间，CIN大于30的有10个，CIN大于100的有6个。

CAPE和CIN会同时为零，同时增大。

0℃高度：由于探空观测记录仪的原因，8个个例的0℃层高度没有探测到℃高度具体数值，根据探空图给出的6km、9km的高度，可以估测出大致高度，发现其中只有2个个例的0℃层高度大于6km，其余13个个例均小于6km。

-20℃高度：根据记录，有2个个例的高度为7964m、7989m，1个个例9446m，其余均在8～9km之间。

-30℃高度：根据探空观测记录，15个个例-30℃高度均在96000米以上。

假相当位温：根据探空记录所探测到的最低层至500hPa假相当位温变化，只有2个个例的数值低于70℃，其余均高于70℃。

对流凝结高度：有4个个例的对流凝结高度低于600hPa，其余地区均高于600hPa，最高可达到454hPa，说明即使对流云云底高度很高时，仍然会有大冰雹天气的发生。500 hPa以下有利于大冰雹天气的发生发展。

4.2 冰雹

在分析的38个大冰雹个例中：

LI指数大于0的个例有23个，其余15个小于零。LI指数大于0的23个个例中大于1的有16个，其余7个小于1。LI指数小于0的个例中，小于-1的个例有5个，其余10个大于-1。说明LI大于0时，仍然较利于冰雹天气的发生，小于0时，为强对流天气提供了潜在不稳定。

CAPE值等于0的个例有5个，其余33个CAPE值在3.7～2482之间，CAPE大于30的有10个，CAPE大于100的有6个。

CIN值等于0的个例有5个，其余33个CIN值在3.3～330.7之间，CIN大于30的有29个，CIN大于100的有9个。

CAPE和CIN会同时为零，同时增大。

0℃高度：由于探空观测记录仪的原因，0℃层高度没有探测到℃高度具体数值，根据探空图给出的6km、9km的高度，可以估测出大致高度，发现其中只有10个个例的0℃层高度高于6km，其余28个个例均小于6km。

-20℃高度：根据记录，11个个例的高度大于9km，20个在8～9km，7个在7～8km。说明-20℃高度在8～9km之间最有利于冰雹的形成。

-30℃高度：根据探空观测记录，35个个例-30℃高度均在90000m以上，仅有2个在8～9km之间。

500hPa假相当位温：根据探空记录所探测到的500hPa假相当位温变化，14个个例的数值低于70℃，其余24个均高于70℃，最高可达91.21℃。说明假相当位温高于70℃时，更有利于冰雹天气的发生。

对流凝结高度(CCL)：有2个个例的对流凝结高度高于400hPa，13个个例的凝结高度在400～500 hPa之间，23个个例的凝结高度在500～600 hPa之间。说明500～600 hPa之间最有利于冰雹天气发生，但是即使对流云云底高度很高时，仍然会有大冰雹天气的发生。

5 预报指标

根据上述探空资料分析，总结出大冰雹和小冰雹预报指标，在预报过程中满足以下指标越多越有利于冰雹天气的发生。

表3 冰雹预报指标

6 雹灾等级划分

为使指标既能客观反映青南地区的实际状况，又具有可操作性，在制定指标时，尽量采用台站观测记录，结合历史雹灾制定致灾指标，根据降雹过程中，冰雹直径和持续时间划分成3个等级(表4)。

表4 青南地区冰雹致灾等级

根据冰雹出现总次数和大冰雹出现次数，将青南地区冰雹危险性大致划分为3个等级区域：

重灾区：久治、杂多、班玛、囊谦、曲麻莱、五道梁、沱沱河、甘德地区；

中灾区：清水河、玛沁、玛多、治多、河南、兴海、玉树、达日地区；

轻灾区：同德、贵南、泽库地区。