冰雹通常被视为一种罕见且难以预测的灾害，是一种毫无预警便突然袭来的极端事件。
对于使用寿命为25至35年的光伏（PV）设施而言，这种看法具有误导性。实际上，具有破坏性的冰雹遵循着空间和季节性规律，这些规律在数十年间不断重复并演变。
因此，了解这些长期规律对于做出明智的投资、设计和保险决策至关重要。
Solargis Prospect现已推出全球冰雹风险图，重点标出了大气环境反复出现、易发生破坏性冰雹的地区。该地图旨在进行长期风险评估，而非单次事件预测。
在以下文章中，您将了解到：
首先，必须区分冰雹气候学与冰雹预报。
冰雹预报有助于保护明日的光伏电站。
冰雹气候学则有助于 在未来数十年内保护投资。
二者结合，便构成了一个全面的冰雹风险框架。
光伏组件通常经过认证，可承受中等强度的冰雹冲击，相当于直径约 25 毫米（1 英寸）的冰球。 更大的冰雹会造成玻璃破裂、微裂纹以及潜在的性能损失，这些损失可能要到几年后才会显现。直径为 50 毫米（约 2 英寸）或更大的冰雹往往超过认证阈值，可能会击碎玻璃，立即使标准光伏组件报废。
随着公用事业级光伏项目的部署扩展到易受严重对流性风暴影响的地区，长期冰雹风险已成为影响以下方面的关键因素：
虽然无法提前数年预测单次冰雹暴风雨，但可以量化特定地点易发生冰雹事件的频率 。
在 Solargis，我们开发了一个全球模型来估算具有破坏性的冰雹事件的发生情况。该模型基于从再分析数据中衍出的、具有每小时时间分辨率的多项大气变量。该分析涵盖了 10 年期间（2015–2024），并利用观测到的、经确认的局部冰雹事件进行参数化。 输出结果为全球冰雹风险图（图1），显示了每年可能发生破坏性冰雹事件的平均天数。
Solargis Prospect用户可直接在平台内访问全球冰雹风险图，包括月度汇总数据（图2）。该地图突出了大气环境反复出现且易发生破坏性冰雹事件的区域，旨在进行长期风险评估，而非事件级别的预测。
这些洞察有助于在建设开始前很早阶段制定战略决策，并补充了光伏电站运营期间使用的短期冰雹预报。
图 1：显示光伏资产冰雹风险的全球地图
图2：可能出现显著冰雹的月均天数，显示了三个选定站点间的季节性变化。请参见图1中的地图位置。
具有破坏性的冰雹事件本质上具有局部性。报告中的计数数据是按 0.25° 网格单元汇总的，每个网格单元对应的面积约为 28 × 28 公里。
例如，数值为5意味着在平均一年内，该区域内可能发生数次局部性显著冰雹事件，而非大范围或持续性的风险暴露。
该图（图1）显示，2015–2024年期间，全球显著冰雹发生潜力的分布极不均衡。 大片陆地（灰色）不存在有利于显著冰雹形成的大气条件。绿色区域表示偶有风险条件，相当于每年最多可能发生一次冰雹事件。蓝色代表每年最多可能发生五次冰雹事件，而紫色则表示超过五次。
各区域冰雹发生潜力的季节性变化差异显著。图2展示了三个选定地点，每个地点每年平均约有七天易发生冰雹。尽管年总数相似，但它们的季节分布却存在很大差异。
在阿根廷科连特斯省戈亚附近，全年大部分月份都存在形成显著冰雹的条件，表明其季节性变化较弱。相比之下，另外两个地点则呈现出明显的季节性峰值。在美国堪萨斯州海斯，冰雹发生概率集中在夏季，5月至8月达到峰值。 在印度西孟加拉邦的阿萨诺尔，主要发生期为季风来临前，4月和5月出现明显峰值。
表征季节性变化对光伏运营商至关重要，因为这有助于全年及时规划监测、应急响应和减灾措施。
历史冰雹报告虽提供了关于过去事件的宝贵信息，但仅凭这些信息不足以进行长期风险评估。报告密度因人口和基础设施状况而差异显著，导致许多地区未得到充分反映。许多冰雹事件未被观测到，且报告惯例会随时间推移而变化。
因此，报告较少的地区并不一定意味着冰雹风险较低——可能仅仅是因为缺乏观测者。要评估不同地区及数十年间的冰雹风险，需要采用一致且基于物理原理的方法。
图3：美国国家海洋和大气管理局（NOAA）风暴预测中心记录的美国中部地区30年（2004-2023年）观测到的冰雹事件。报告观测的密度与城市区域及交通走廊的分布模式呈相关性。
为克服原始观测数据的局限性，我们采用了大气再分析数据，该数据以物理上连贯的方式，按小时为单位，在全球范围内重构了过去的天气状况。
这为冰雹形成的环境提供了全景图。这些环境由多种因素共同决定：大气不稳定性提供能量。 风切变有助于风暴的形成。热力学结构和水汽则决定了冰雹能否长大到足以造成破坏的程度。这些要素中的任何一个单独存在都不足以形成冰雹。只有当它们以恰当的方式结合在一起时，冰雹才会形成。
为了捕捉这种复杂性，将长期大气数据与机器学习技术相结合。观测到的和报告的冰雹事件在此步骤中起着关键作用：它们使模型与现实紧密关联。 模型会学习在报告发生破坏性冰雹的确切时间和地点，当时存在哪些大气条件。随后，利用机器学习原理将这种学习到的关系进行泛化。研究重点不再是追踪个别极端事件，而是转向特定地点出现易引发破坏性冰雹环境的频率。
分析从小时尺度开始。首先识别出冰雹发生概率较高的时段，并将其整合为风险持续存在的日期。随后将这些日期跨多年进行汇总，从而构建冰雹气候学数据集。最终生成的地图反映的是长期面临的冰雹风险，而非孤立且短暂的暴风雨。
有关 Solargis 冰雹风险模型的更详细说明，请参阅本文。
冰雹并非光伏资产面临的最常见环境威胁。但一旦发生，后果可能非常严重。 由kWh Analytics主导的《2025年美国市场太阳能风险评估》显示，冰雹虽仅占损失事件总数的6%，却占财务损失总额的73%。换言之，冰雹虽罕见，但造成的损失却十分高昂。
我们的全球地图也印证了这一趋势。 美国大部分地区面临从轻微到严重的冰雹风险。其他高风险区域还包括阿根廷东北部、撒哈拉以南非洲东北部、西孟加拉邦、越南北部以及中国邻近的广西省。在欧洲，最著名的风险走廊沿意大利的波河和西班牙东海岸分布。
为了理解这对光伏运营商意味着什么，我们将《2024年全球可再生能源观察》中的太阳能电站数据库与我们的冰雹风险分类相结合。该数据集反映了截至2024年年中公用事业规模光伏电站的分布情况。 我们将冰雹风险分为四类，将其与光伏资产位置进行叠加分析（图4），并分别分析了光伏电站数量和占地面积（图5）。分析结果清晰地揭示了投资组合 的风险敞口。
图4：按分类冰雹风险区划分的全球公用事业规模光伏电站地理分布
图5：按（a）光伏电站数量和（b）占地面积划分的公用事业级光伏电站在大冰雹风险区内的相对分布
了解长期冰雹风险变得越来越重要，特别是当您的光伏资产位于冰雹风险较高的地区时。
Solargis Prospect 中的冰雹气候学图基于物理上一致的大气数据和机器学习技术，客观地展示了在光伏项目生命周期内，具有破坏性的冰雹最可能发生的区域。
与短期预报不同，该冰雹风险图专为长期风险评估而设计。它显示了哪些区域在长期内冰雹风险结构性较高，从而为早期选址筛选、项目设计、保险考量以及长期资产保护提供支持。
通过将长期冰雹气候学数据与短期冰雹预报相结合，Prospect 用户将获得一套强大的工具，用于降低风险、优化设计方案并保护长期投资。
如果您有任何疑问或需要更多信息，请联系我们，我们将很乐意为您提供帮助。
