云南冰雹災(zāi)害氣候特征及其變化

段 瑋，胡 娟，趙寧坤，尹麗云，劉春文，沈 鷹

(1.云南省氣象科學(xué)研究所，云南 昆明 650034；2.云南省氣象臺(tái)，云南 昆明 650034；3.云南省人工影響天氣中心，云南 昆明 650034)

云南冰雹災(zāi)害氣候特征及其變化

段 瑋1，胡 娟2，趙寧坤2，尹麗云3，劉春文3，沈 鷹1

(1.云南省氣象科學(xué)研究所，云南 昆明 650034；2.云南省氣象臺(tái)，云南 昆明 650034；3.云南省人工影響天氣中心，云南 昆明 650034)

利用云南省1960-2015年125個(gè)氣象站冰雹日資料和2005-2015年全省GDP、氣象災(zāi)情數(shù)據(jù)，結(jié)合多種統(tǒng)計(jì)方法對(duì)冰雹災(zāi)害氣候特征及其變化開展了研究，得到以下結(jié)論：云南全境全年基本上均可出現(xiàn)冰雹事件，但時(shí)空差異明顯。滇東、滇南、滇西和滇西北是云南的多雹區(qū)。滇西北高海拔地區(qū)多雹時(shí)段為4-10月，其他地區(qū)為春季2-4月多雹。云南冰雹事件存在明顯的年際和年代際變化特征，并有顯著的減少趨勢(shì)，2001年是變化的突變點(diǎn)。1960年代和1975年至20世紀(jì)末存在顯著的2-4年振蕩周期。20世紀(jì)后半期全省基本一致的冰雹事件總體偏多并且年際間寬幅振蕩，21世紀(jì)后反之。伴隨經(jīng)濟(jì)發(fā)展，云南冰雹災(zāi)害損失逐年增加，但災(zāi)損與全省GDP的比率逐年降低，防雹效益明顯可能是主要影響因素之一。

云南；冰雹；災(zāi)害損失；氣候特征；變化；防雹效益

云南是我國(guó)多雹災(zāi)省份之一,冰雹災(zāi)害損失占云南氣象災(zāi)害損失的15%[1]，僅次于干旱、洪澇災(zāi)害，但與旱澇災(zāi)害不同的是云南冰雹災(zāi)害具有有雹皆可成災(zāi)的高成災(zāi)率，因此冰雹成為云南最常見的氣象災(zāi)害。另外，由于冰雹災(zāi)害主要系雹體下落對(duì)植物、建筑物的機(jī)械損傷，因此冰雹是影響云南省烤煙、蔬菜、花卉、水果等支柱農(nóng)業(yè)、高產(chǎn)值農(nóng)副業(yè)的第一大氣象災(zāi)害。以2015年為例，云南省冰雹災(zāi)害直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)11.08億元。云南單次雹災(zāi)的損失也極為可觀，如2005年4月23日晚8時(shí)左右昭通冰雹災(zāi)害，僅昭陽區(qū)就導(dǎo)致306 038.9 hm2優(yōu)質(zhì)蘋果絕收，昭陽區(qū)僅蘋果產(chǎn)業(yè)一項(xiàng)的損失就超過8 000萬元；2009年7月24日20時(shí)玉溪澄江縣冰雹過程造成66 306.5 hm2農(nóng)作物(其中烤煙32 963.1 hm2、蔬菜7 270.3 hm2、玉米22 738.0 hm2、水稻3 335 hm2)遭受不同程度災(zāi)害，直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)到1.02億元。

因此，云南冰雹及其防災(zāi)減災(zāi)研究歷來受到重視,1959年云南大理州鶴慶縣就成為國(guó)家防雹研究示范點(diǎn)[2]。李英利用濕位渦分析云南冰雹，并總結(jié)了濕位渦診斷量對(duì)冰雹預(yù)報(bào)的指示作用[3]。張秀年分析了云南冰雹和暴雨的發(fā)生在大氣環(huán)境背景、大氣層結(jié)、大氣不穩(wěn)定性及云圖特征上的異同[4]。張騰飛等[5]、段鶴等[6]、Xie等[7]、李湘等[8]、周泓等[9]分析了云南典型冰雹事件的雷達(dá)回波特征、閃電活動(dòng)特征。陶云等[10]、楊家康等[11]分別在2002年和2005年從冰雹事件角度分析了時(shí)空分布特征。但就總體而言，云南冰雹災(zāi)害研究多集中于典型雹災(zāi)個(gè)例研究、雹災(zāi)預(yù)報(bào)預(yù)警等方面，氣候時(shí)空特征分析較少且有待更新，尤其是近10多年天氣氣候極端事件頻發(fā)背景下的新變化、新特征有待補(bǔ)充。此外從災(zāi)害損失和防災(zāi)減災(zāi)效益角度的分析也尚待補(bǔ)充。因此，本文以1960-2015年云南全省氣象測(cè)站冰雹事件資料和2005-2015年全省GDP、氣象災(zāi)害災(zāi)情數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，結(jié)合多種統(tǒng)計(jì)分析方法對(duì)云南冰雹災(zāi)害的氣候特征開展分析與討論。

1 資料與研究方法

1.1 資料

研究所用資料為1960-2015年云南全省125個(gè)氣象測(cè)站逐日冰雹事件觀測(cè)資料、2005-2015年氣象災(zāi)害災(zāi)情系統(tǒng)中冰雹災(zāi)害災(zāi)情資料和國(guó)家統(tǒng)計(jì)局分布的云南統(tǒng)計(jì)資料(http://www.stats.gov.cn/tjsj/ndsj)。

1.2 研究方法

研究所用方法有：時(shí)空平均、系統(tǒng)聚類分析、趨勢(shì)分析、Morlet小波分析和Mann-Kendall (M-K)法等[12]。聚類分析目的是將未知?dú)w類的研究對(duì)象分為相對(duì)同質(zhì)的類(群組)。與分類不同之處在于，分類是已知分類條件下將研究對(duì)象歸入相應(yīng)的類(群組)。對(duì)于聚類分析，研究對(duì)象的最佳分類數(shù)和判識(shí)特征都是未知的，而分類分析對(duì)應(yīng)條件是已知的。系統(tǒng)聚類需要人為參與先置聚類數(shù)目(即K值)，分析中K值取1～10，K=1代表不分類。最佳聚類數(shù)K值的確定可采用Elbow法，具體做法為計(jì)算不同K值下全局輪廓系數(shù)，利用全局輪廓系數(shù)與K值變化關(guān)系拐點(diǎn)(Elbow)判識(shí)最佳聚類數(shù)。對(duì)于研究對(duì)象中，某樣本Xi的輪廓系數(shù)Si為先計(jì)算樣本凝聚度Ai(簇內(nèi)距離)和分離度Bi(與其他簇距離)的差值di，然后用差值di與凝聚度Ai和分離度Bi最大值maxi做比值得到。全局輪廓系數(shù)為所有樣本輪廓系數(shù)的平均值。當(dāng)不做分類(即分類數(shù)為1)是全局輪廓系數(shù)為1。計(jì)算方法詳見文獻(xiàn)[13]。

2 結(jié)果與分析

2.1 云南冰雹事件的氣候特征

利用1960-2015年共計(jì)66年云南全省125個(gè)氣象測(cè)站逐日資料，統(tǒng)計(jì)了多年平均(66年平均)的年、四季云南冰雹事件頻數(shù)。

圖1給出了云南省多年平均的冰雹事件年頻數(shù)空間分布。由圖1可見，云南全境均可發(fā)生冰雹事件，但具有空間分布不均的特點(diǎn)。滇東、滇南、滇西和滇西北是云南的多雹地區(qū)，年頻數(shù)可達(dá)1.5 d/年以上。滇西多雹區(qū)中騰沖、龍陵、永德、西盟是云南省冰雹年頻次超過3 d/年的地區(qū)，其中西盟最高為3.47 d/年。滇東北、滇西是少雹地區(qū)，年頻數(shù)在1 d/年以下，部分地區(qū)甚至在0.5 d/年以下。

圖2為春(3-5月)、夏(6-8月)、秋(9-11月)和冬(12月-次年2月)四個(gè)季節(jié)的多年平均冰雹事件季節(jié)頻數(shù)空間分布。由圖2可見，云南冰雹空間分布存在著明顯的季節(jié)差異。云南省大部分地區(qū)冰雹事件集中發(fā)生在春季出現(xiàn)。夏季除滇西北冰雹事件比春季還頻繁外，云南省其他地區(qū)冰雹事件明顯比春季少。秋冬兩季云南全省冰雹事件都相對(duì)較少。

從春季(圖2a)空間分布可見，和年頻次一樣，春季的滇東、滇南、滇西和滇西北依然是春季的多雹區(qū)。多雹區(qū)中除滇西北季節(jié)頻次在0.5 d/季以上外，其余三地都在1 d/季以上。滇西的騰沖、龍陵、永德、西盟依然是多雹中心，季節(jié)頻次在1.5 d/季。春季滇南邊緣是云南省冰雹事件最多的地區(qū)，江城、金平達(dá)到2 d/季以上，綠春、元陽也在1 d/季以上。春季滇東是云南省面積最大的多雹區(qū)，季節(jié)頻次在1～1.5 d/季。

夏季(圖2b)滇西北是本季的多雹區(qū)，季節(jié)頻次在0.5 d/季以上，中甸為1.19 d/季。夏季除滇西北外，云南大部分地區(qū)冰雹頻次均在0.5 d/季以下，滇中、滇東和滇西少量地區(qū)為0.1～0.5 d/季，滇西大部和滇西南為0.1 d/季以下。在夏季地處內(nèi)陸熱帶地區(qū)的勐臘是季節(jié)無雹區(qū)。

大致而言，秋季冰雹事件空間分布特征(圖2c)與夏季類似，只是頻次略低。秋季多雹區(qū)——滇西北頻次降至0.5～1.0 d/季。秋季冰雹事件的分布不同的體現(xiàn)在滇東北出現(xiàn)一個(gè)以永善為中心的季節(jié)無雹區(qū)。

冬季(圖2d)的冰雹事件分布特征與春季、夏秋兩季都有較大差異。一方面是以騰沖、龍陵和永德為中心的滇西一帶成為冬季的多雹區(qū)，頻次在0.5 d/季以上；一方面滇東的冰雹事件也呈現(xiàn)比秋季增加的特征。另一方面，春季、夏秋兩季均為多雹區(qū)的滇西北地區(qū)在冬季成為少雹區(qū)。滇東北的永善、彝良和水富等地成為較大的季節(jié)無雹區(qū)。在滇西北的維西、福貢也成為季節(jié)無雹區(qū)。

綜上所述，云南全境均可發(fā)生冰雹事件，但具有空間分布不均和季節(jié)性變化大的特點(diǎn)。滇東、滇南、滇西和滇西北是云南的多雹地區(qū)，并且多雹時(shí)段都有季節(jié)性。滇西北在春、夏、秋三季是多雹區(qū)；滇西在冬、春兩季是多雹區(qū)；滇南邊緣只在春季是多雹區(qū)；而滇東在四季都不是顯著的多雹區(qū)，但全年累計(jì)來看卻能成為云南省的多雹區(qū)。

2.2 云南冰雹事件的變化及周期

(1)年變化

由季節(jié)分布可見，云南冰雹事件年內(nèi)的季節(jié)變化存在著地區(qū)差異。顯然按地區(qū)差異分類進(jìn)行年變化特征分析更為合理。因此，先逐站統(tǒng)計(jì)云南省125站多年平均的1-12月冰雹月頻數(shù)，然后進(jìn)行系統(tǒng)聚類分析，按分類結(jié)果進(jìn)行群站平均，以得到各類地區(qū)的云南冰雹事件年變化特征。

圖3 Elbow法下全局輪廓系數(shù)與K值的變化關(guān)系

圖3給出了Elbow法下全局輪廓系數(shù)與K值的變化關(guān)系。由圖3可見，分類數(shù)小于4類時(shí)，全局輪廓系數(shù)隨分類數(shù)增加快速下降，說明按照云南冰雹年變化特征還可以繼續(xù)分類；分類數(shù)大于4類以后，全局輪廓系數(shù)變化趨于平緩，說明再繼續(xù)分類，部分分類間其實(shí)差異不明顯。分析可見，分為4類是最佳分類。

圖4為云南冰雹分類分布及其年變化特征。由圖4可見，第1類地區(qū)主要分布于滇西局部與滇南邊緣地區(qū),是云南省內(nèi)冰雹高頻地區(qū)，月頻次在0.23 d/月(年頻次2.80 d/年)；也是典型的春雹多發(fā)區(qū)，4月冰雹頻次可以高達(dá)0.875 d/月，2月和3月也達(dá)0.548 d/月和0.747 d/月，明顯高于其他地區(qū)。第2類地區(qū)主要為滇東、滇中地區(qū)諸站以及少量的其他地區(qū)站點(diǎn)。第2類地區(qū)也是明顯的春雹多發(fā)區(qū)，冰雹峰值月也出現(xiàn)在4月，為 0.33 d/月。第3類地區(qū)為滇東北、滇東南和滇西北地區(qū)海拔較低地區(qū)，也是春雹區(qū)，但發(fā)生頻次明顯低于第1類和第2類地區(qū)。綜合以上分析，第1、第2、第3類地區(qū)在年變化特征上具有春季多發(fā)，夏秋季基本是長(zhǎng)期平穩(wěn)少變的谷值期，冬季偶有發(fā)生的共同特征。

圖4 云南省多年平均(1960-2015年)的冰雹事件頻次年變化特征

第4地區(qū)為滇西北的高海拔地區(qū)，靠近青藏高原東南側(cè)。這類地區(qū)冰雹頻次的年變化特征明顯不同去其他地區(qū)，第一是冰雹月頻次峰值出現(xiàn)在5月，第二是峰值之后月頻次緩慢逐漸下降，冬季是全年冰雹發(fā)生的谷值區(qū)。

綜上所述，就年變化而言云南冰雹可以分為顯著差異的4類地區(qū)。除滇西北地區(qū)外，云南大部地區(qū)冰雹事件主要集中在春季(2-4月，4月為峰值月)。滇西北地區(qū)除冬季外，其他季節(jié)冰雹事件均有，4-10月為多雹時(shí)段，且變化平穩(wěn)。

(2)年際、年代際變化

圖5給出了1960-2015年云南全省125站冰雹事件逐年累計(jì)頻次。就年際變化分析可見，1960-2015年云南省群站平均的冰雹事件頻次為155.2站日/年，且多雹年與少雹年相間出現(xiàn)，變化范圍在40～306站日間，存在著明顯的年際振蕩特征，冰雹事件最多年份為1978年，最少年份為2012年。冰雹最多年份的事件頻次是最少年份的7倍以上。值得注意的是2010-2012連續(xù)3年均處于云南冰雹事件最低谷期，年頻次僅為40站日、45站日和66站日。這一時(shí)期，恰值云南出現(xiàn)3年連旱。

就年代際而言，變化特征依然明顯。1960年代，1970年代，1980年代和1990年代的冰雹事件均值皆在全省多年平均值以上，即均是多雹年代。21世紀(jì)后，各年代冰雹事件均值皆在全省多年平均值以下，即為少雹年代。1970年代是冰雹事件最多的年代，10年平均為200.1站日/年，2010年代的6年期間是研究時(shí)段中冰雹事件最少的一段，6年平均為70.7站日/年。年代際變化下，最多與最少時(shí)段也存在著近3倍的差異。從圖5中還可直觀地發(fā)現(xiàn)，20世紀(jì)年際間變化變現(xiàn)為寬幅振蕩，21世紀(jì)后變?yōu)檎袷帯?/p>

從2.1節(jié)分析可見，云南多數(shù)站點(diǎn)冰雹頻數(shù)在1 d/年以下，說明絕大多數(shù)站點(diǎn)有些年份為全年觀測(cè)均未出現(xiàn)冰雹日。對(duì)于這些某站是無法求取合理的線性趨勢(shì)變化的，因此也無法繪制全省冰雹事件線性趨勢(shì)的空間分布。為反映冰雹事件頻次變化的空間分布，圖6給出了各年代內(nèi)平均年頻次與多年平均年頻次差值的空間分布。結(jié)合圖5分析可見，冰雹事件在20世紀(jì)的各個(gè)年代主要表現(xiàn)為云南大部地區(qū)偏多(正距平)，少數(shù)零星偏少(負(fù)距平)。偏多地區(qū)內(nèi)有少量偏多中心。如西盟、德欽、馬龍、石林等。與20世紀(jì)相反，21世紀(jì)后各時(shí)段冰雹事件云南大部地區(qū)偏少，少數(shù)零星偏多。

圖6 云南冰雹事件各年代內(nèi)平均年頻次與多年平均年頻次差值的空間分布(單位：d/年)

綜上所述，云南冰雹事件有著明顯的年際變化和年代際變化特征。年際變化主要變現(xiàn)為年際間振蕩，尤其是在20世紀(jì)中。年代際變化特征主要變現(xiàn)為20世紀(jì)以前各時(shí)段，全省基本為一致性偏多，21世紀(jì)后反之。

(3)趨勢(shì)變化與周期變化

由年際、年代際變化分析可見，1960-2015年云南冰雹事件有著明顯的減少趨勢(shì)。線性趨勢(shì)分析顯示，1960-2015年間以-2.35站日/年的速度快速減少，減少趨勢(shì)甚至通過了顯著性水平0.001的顯著性檢驗(yàn)。

為了確定變化的起始點(diǎn)和突變點(diǎn)，用M-K法對(duì)1960-2015年云南省群站平均的時(shí)間序列進(jìn)行了檢驗(yàn)。M-K法是一種非參數(shù)突變檢驗(yàn)方法，最初由Mann發(fā)展用于檢測(cè)序列的變化趨勢(shì)，Kendall將其發(fā)展成檢測(cè)氣候突變的一種方法。因此，M-K法兼具趨勢(shì)分析和突變分析功能，并且可以追蹤變化發(fā)生的起始時(shí)間。圖7給出了云南省1960-2015年冰雹事件頻次的M-K檢驗(yàn)結(jié)果。通過UF變化可知，云南冰雹事件減少最早可以追溯1987年，1987年之前主要表現(xiàn)為冰雹事件的振蕩變化，1987年之后減少態(tài)勢(shì)越來越快，直至2003年UF統(tǒng)計(jì)曲線超過0.05顯著性水平檢驗(yàn)線。此外，UF與UB序列相交于2001年，并位于臨界線之間，說明冰雹事件在2001年前后出現(xiàn)了突變。

圖7 云南省1960-2015年冰雹事件頻次的M-K檢驗(yàn)

圖8給出了云南省冰雹事件頻次的Wavelet小波功率譜分析(http://paos.colorado.edu/research/wavelets)。由圖8可見，1960年代和1975年至20世紀(jì)末均存在顯著的2～4年的振蕩周期。21世紀(jì)以后，雖然也有2～4年周期的振蕩信號(hào)，但未通過顯著性水平0.05的顯著性檢驗(yàn)。另外，在11年左右周期也有一未通過顯著性水平0.05的顯著性檢驗(yàn)的振蕩信號(hào)。

圖8 云南省冰雹事件頻次的Wavelet小波功率譜分析(注：虛線為頭部影響臨界線，黑實(shí)線為顯著性0.05檢驗(yàn)標(biāo)志線)

綜上所述，1960-2015年云南冰雹事件有著明顯的減少趨勢(shì)，減少趨勢(shì)自1987年開始。在2001年前后云南冰雹事件變化出現(xiàn)了可以確認(rèn)的突變。云南冰雹事件在1960年代和1975年—20世紀(jì)末存在顯著的2～4年振蕩周期，其他時(shí)段沒有明顯的振蕩周期。

2.3 云南雹災(zāi)災(zāi)損與防災(zāi)減災(zāi)效益變化

全球變暖背景下氣象災(zāi)害的因?yàn)?zāi)損失與日俱增，其中冰雹災(zāi)害的防災(zāi)減災(zāi)形勢(shì)日趨嚴(yán)峻。人工影響天氣工作為防災(zāi)減災(zāi)的有力手段，是農(nóng)業(yè)公共服務(wù)體系建設(shè)的重要內(nèi)容和生態(tài)保護(hù)的有效途徑。為反映云南冰雹災(zāi)害損失圖9給出了2005-2015年云南省全省GDP、雹災(zāi)直接經(jīng)濟(jì)損失及其比值變化。

分析圖9可見，云南全省GDP持續(xù)上升，由2005年的3 462.73億元上升至2015年的13 717.38億元。同期，雹災(zāi)直接經(jīng)濟(jì)損失也呈現(xiàn)同向上升。2005年雹災(zāi)直接經(jīng)濟(jì)損失6.53億元，2015年為11.09億元。雹災(zāi)損失雖然整體呈上升趨勢(shì)，但明顯的年際變化特征，如2006年，2009年和2012年是前后時(shí)段的雹災(zāi)損失較少的年份，這主要反映了自然災(zāi)害的年際變化對(duì)損失的影響。在2005-2015年間，冰雹事件并沒有出現(xiàn)增加或減少變化特征。云南全省GDP與雹災(zāi)直接經(jīng)濟(jì)損失的相關(guān)系數(shù)達(dá)到0.89，通過顯著性水平0.001的顯著性檢驗(yàn)，即同向高相關(guān)。雹災(zāi)直接經(jīng)濟(jì)損失的增加與經(jīng)濟(jì)發(fā)展下承災(zāi)體增加，承災(zāi)體價(jià)值也在上升有密切關(guān)系。值得注意的是：2005-2015年雹災(zāi)直接損失與GDP的比值在整體下降。2005年雹災(zāi)直接經(jīng)濟(jì)損失相當(dāng)于全省GDP的1.89‰，而2015年已降至0.81‰。雹災(zāi)直接損失與GDP比值下降可能來自于人工防雹效益影響。

圖9 云南省2005-2015年冰雹災(zāi)害直接經(jīng)濟(jì)損失與全省GDP及其比率

為分析防雹工作情況，圖10給出了同期防雹規(guī)模變化(全省防雹作業(yè)的點(diǎn)次累計(jì)與防雹保護(hù)總面積)。分析可見，同期云南防雹保護(hù)面積面積明顯增加，防雹點(diǎn)次明顯減少。防雹面積由2005年0.52萬km2上升為2015年的1.52萬km2。防雹點(diǎn)次由2005年的10 290點(diǎn)次下降至4 597點(diǎn)次，防雹點(diǎn)次隨不同雹災(zāi)的年景形勢(shì)有著明顯的變化。分析時(shí)段內(nèi)，2014年作業(yè)點(diǎn)次最少，為3 340點(diǎn)次。防雹面積的增加來自于人影設(shè)備增加和設(shè)施技術(shù)的改進(jìn)。2005年云南全省人影高射炮329門，人影火箭715架。2015上升至人影高射炮474門，人影火箭920架。近年，新置火箭架均為車載移動(dòng)式，原有火箭架也有相當(dāng)部分升級(jí)改造為車載移動(dòng)式，顯著增加了保護(hù)面積。防雹點(diǎn)次的減少主要得益于冰雹研究、云南新一代多普勒雷達(dá)建設(shè)和人影裝備進(jìn)步，使得作業(yè)有效性和科技含量提升。多普勒天氣雷達(dá)是以多普勒效應(yīng)為基礎(chǔ)，能夠測(cè)定散射體(水汽)相對(duì)于雷達(dá)的速度，在一定條件下反演出大氣風(fēng)場(chǎng)、氣流垂直速度的分布以及湍流情況等的新一代雷達(dá)，對(duì)警戒預(yù)判冰雹、暴雨、颮線的強(qiáng)對(duì)流天氣等具有重要意義。2005-2015年云南新一代多普勒天氣雷達(dá)由3部增加為7部，雷達(dá)監(jiān)測(cè)范圍由覆蓋滇中擴(kuò)大至全省范圍。

圖10 云南省2005-2015年防雹規(guī)模變化

綜上所述，伴隨經(jīng)濟(jì)發(fā)展，云南冰雹災(zāi)害損失逐年增加。防雹效益影響下，災(zāi)損與全省GDP的比率逐年降低。受益于多普勒雷達(dá)建設(shè)和氣象科技發(fā)展，人影防雹作業(yè)有效性和科技含量提升，人影防雹保護(hù)面積在增加，作業(yè)點(diǎn)次明顯減少。

3 結(jié)論與討論

以云南全省氣象測(cè)站冰雹事件資料和2005-2015年全省GDP、氣象災(zāi)害災(zāi)情數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，通過對(duì)云南冰雹災(zāi)害的氣候特征研究得到以下結(jié)論：

(1)云南全境全年基本上均可出現(xiàn)冰雹事件，但具有空間分布不均和季節(jié)性變化大的特點(diǎn)。滇東、滇南、滇西和滇西北均有云南的多雹區(qū)，滇中、滇東北和滇西相對(duì)冰雹較少。除滇西北為4-10月多雹外，云南其他地區(qū)均為2-4月春季多雹，峰值在4月。

(2)云南冰雹事件有著明顯的年際變化和年代際變化特征。年際變化主要變現(xiàn)為年際間振蕩。年代際變化特征主要變現(xiàn)為20世紀(jì)與21世紀(jì)全省基本一致的偏多和偏少。1960-2015年云南冰雹事件存在顯著的減少趨勢(shì)，2001年前后云南冰雹事件變化的突變點(diǎn)。1960年代和1975年-20世紀(jì)末云南存在顯著的2～4年振蕩周期，其他時(shí)段沒有明顯的振蕩周期。

(3)伴隨經(jīng)濟(jì)發(fā)展，云南冰雹災(zāi)害損失逐年增加。受益于多普勒雷達(dá)建設(shè)和氣象科技發(fā)展，在防雹效益影響下災(zāi)損與全省GDP的比率逐年降低，防雹效益明顯。

本次研究是基于長(zhǎng)時(shí)間序列的臺(tái)站觀測(cè)資料開展的。需要注意的是：冰雹事件是時(shí)空尺度均較小的強(qiáng)天氣事件。不是所有的冰雹事件都發(fā)生在氣象臺(tái)站能夠觀測(cè)到的范圍內(nèi)，應(yīng)該說只有少量的冰雹事件發(fā)生在臺(tái)站觀測(cè)范圍內(nèi)。通常冰雹發(fā)生地是沒有任何觀測(cè)記錄的。2015年CuricMladjen[14]和 2016年H J Punge[15]等世界主流冰雹氣候?qū)W研究指出是臺(tái)站的冰雹日觀測(cè)資料是目前所能得到的反映冰雹事件變化的最佳資料,它具有觀測(cè)穩(wěn)定、觀測(cè)尺度統(tǒng)一和時(shí)間序列長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，能夠滿足氣候研究和大部分天氣學(xué)研究的要求。本文研究的出發(fā)點(diǎn)也是基于同樣的觀點(diǎn)，開展了相關(guān)的氣候分析。目前，國(guó)際上有人利用雷達(dá)資料、衛(wèi)星資料反演資料來判識(shí)冰雹，主要應(yīng)用冰雹事件的短時(shí)預(yù)警中。有少量在氣候研究上的嘗試，但是受限于資料時(shí)間序列短(通常不足10年)、觀測(cè)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一(主要是通過雷達(dá)與衛(wèi)星資料反演冰雹的模型不統(tǒng)一)，觀測(cè)不連續(xù)(如雨季與干季雷達(dá)工作模式不統(tǒng)一)等原因，分析結(jié)論尚不為業(yè)內(nèi)接受。但基于雷達(dá)、衛(wèi)星遙感的冰雹研究是大的發(fā)展方向，等資料序列長(zhǎng)度、觀測(cè)穩(wěn)定性和連續(xù)性等得到解決，應(yīng)進(jìn)一步開展以相關(guān)的資料為基礎(chǔ)的冰雹氣候特征分析。另外，還應(yīng)結(jié)合已有研究開展導(dǎo)致變化發(fā)生的氣候成因分析。

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Climatic Characteristics and Changes of Hail Disasters in Yunnan

DUAN Wei1, HU Juan2, ZHAO Ningkun2, YIN Liyun3, LIU Chunwen3and SHEN Ying1

(1.YunnanInstituteofMeteorologicalSciences,Kunming650034,China; 2.YunnanMeteorologicalObservatory,Kunming650034,China; 3.YunnanWeatherModificationCenter,Kunming650034,China)

Usinghailobserveddailydatafrom125meteorologicalstationsduring1960-2015,GDPandmeteorologicaldisasterdataofYunnanProvinceduring2005-2015,ClimaticcharacteristicsandchangesofhaildisastersinYunnanareanalyzedwithvariousstatisticalmethods.Resultsshowthat,haileventscanbefoundinthewholeyearinthewholeterritoryofYunnan.Thereareobviousdifferentspatial-temporaldistributionsforhaileventsinYunnan.East,South,WestandnorthwestofYunnanhavemorehaileventsthanothersregion.MainhailperiodofNorthwestYunnan,highaltituderegion,isinApril-October.Mainhailperiodofotherareasisinthespring,February-April.HaileventofYunnanhasobviousinterannualandinterdecadalvariations.Andthereisasignificantreductiontrend. 2001isthemutationpointofchange.Thereisasignificant2-4yearsoscillationperiodin1960sand1975-1999.In20Century,thechangecharacteristicsofhaileventsarepositiveanomalyandwideoscillation.In21Century,thecharacteristicsisconversely.Withtheeconomicdevelopment,thelossofhaildisasterinYunnanhasincreasedyearbyyear.ButtheratioofthedisasterlossandGDPofYunnanprovincehasdecreasedyearbyyear.Weathermodificationforhailisoneofthemaininfluencingfactors.

YunnanProvince;hail;disasterloss;climaticcharacteristics;change;benefitsofhailsuppression

10.3969/j.issn.1000-811X.2017.02.016.]

2016-08-01

2016-09-13

云南省科技惠民計(jì)劃(2014RA002)；中國(guó)氣象局氣象關(guān)鍵技術(shù)集成與應(yīng)用面上項(xiàng)目(CMAGJ2015M56)；國(guó)家自然科學(xué)基金(41665004，91537212，41205067)

段瑋(1979-)，男，云南昆明人，碩士，高級(jí)工程師，主要從事青藏高原周邊天氣氣候異常事件及其災(zāi)害研究. E-mail:duanwain@hotmail.com

X43;P426.616

A

1000-811X(2017)02-0090-07

10.3969/j.issn.1000-811X.2017.02.016

段瑋，胡娟，趙寧坤，等.云南冰雹災(zāi)害氣候特征及其變化[J]. 災(zāi)害學(xué)，2017，32(2)：90-96. [DUAN Wei, HU Juan, ZHAO Ningkun,et al.Climatic Characteristics and Changes of Hail Disasters in Yunnan[J]. Journal of Catastrophology，2017，32(2)：90-96.