1999—2008年新疆雷暴活动特征分析

秦贺，陈春艳，霍文，唐冶

（1.新疆气象台，新疆乌鲁木齐 830002；2.中国气象局乌鲁木齐沙漠气象研究所，新疆乌鲁木齐 830002）

1999—2008年新疆雷暴活动特征分析

秦贺1，陈春艳1，霍文2，唐冶1

（1.新疆气象台，新疆乌鲁木齐 830002；2.中国气象局乌鲁木齐沙漠气象研究所，新疆乌鲁木齐 830002）

利用1999—2008年新疆地面气象站的雷暴观测资料，从雷暴日的年、季、月、日等方面分析新疆境内雷暴活动的时空分布特征，并针对南、北疆的气候差异对比分析了雷暴活动特征的异同。结果表明：1999—2008年新疆年雷暴日数存在小幅波动,雷暴主要发生在每年的4—10月，每天的17—20时。雷暴活动存在一个沿天山南脉轴向为东北-西南向的带状高发区；南疆雷暴日数的年变化波动较北疆明显；夏、秋季南疆的雷暴日数多于北疆，尤其是秋季。

雷暴；特征；新疆

雷暴是大气不稳定状态的产物，常伴有强烈的阵雨或暴雨，有时伴有冰雹和龙卷风，其持续时间一般较短，强雷暴天气往往会带来灾害，如雷击危及人身安全、电子器具直接遭雷击或感应雷的影响损坏、雷击引起火灾等等。截止目前，国内外对雷电活动的气候统计特征展开了广泛而深入的研究[1-12]，李照荣等人分析研究了西北地区的雷暴气候特征，指出西北地区雷暴活动差别很大，总的特征是高原和山区雷暴多，河谷、盆地和沙漠雷暴少，新疆西部天山南脉和天山山脉交接处、祁连山中部的南坡山区、青海东南与甘肃西南青藏高原山区为西北地区雷暴分布三大中心区[13]。冯桂力等利用1998—2000年山东雷电探测网获取的云对地闪电资料，从闪电日变化、闪电强度、闪电密度、极性等方面，研究了山东地区的雷电分布特征，认为云地闪电中负闪占绝大多数，闪电的发生有明显的日变化，总体呈双峰双谷形式[14]。张敏锋等利用闪电定向仪和时间到达法定位技术，分析了地闪的雷电流强度、回击数的气候概率分布特征，以及雷电参数的日变化及其空间分布的气候规律[15]。新疆地区雷暴特征和分布规律的研究工作大多针对某一区域单独进行，高婧等对1961—2009年伊犁地区的雷暴气候特征进行了统计分析，指出伊犁地区6、7月雷暴出现频率最高，南部雷暴多于北部，山区多于谷地，高值中心位于乌孙山脉南侧的昭苏一带[16]；康伟等分析了1979—2008年新疆北部沿天山经济带的雷暴气候特征，指出30 a来北疆沿天山主要经济带雷暴日数自西向东递减，西部区域的雷暴持续期缓慢延长，年雷暴日数在波动中减少且西部区域年雷暴日数相对东部区域变幅大[17]。全新疆的雷暴活动气候特征只有包斌等利用1961—1999年新疆90个气象站的闪电天气现象资料进行过统计分析研究[18]。本文将对1999—2008年新疆雷暴活动的气候特征进行相应研究，为新疆地区雷暴天气的深入研究提供基础依据，并为新疆防雷减灾工作提供一定的理论依据。

1 资料与方法

本文选取1999—2008年新疆103个地面气象站观测资料，对新疆发生雷暴的日数及雷暴发生时间进行统计分析。依据《地面气象观测规范》，气象日界为20：00时，在统计雷暴出现日数时，若某一次雷暴跨越20：00时，按两个出现日计算；当某一天雷暴出现两次或以上时，按一个出现日计算。

2 新疆雷暴日的空间分布特征

由图1可见，新疆雷暴活动存在一个沿天山南脉轴向为东北-西南向的带状高发区，带状区内从乌恰到柯坪、从拜城到巴音布鲁克再到昭苏为年雷暴日数大于30 d的高发中心；另外，在博州西部山区也存在一个雷暴高发区，这些雷暴高发区大都在山区，其中昭苏是新疆雷暴发生最为频繁的地区，其年雷暴日达79.5 d，其次为温泉58.6 d、阿合奇57.6 d、柯坪46.3 d、巴音布鲁克41.3 d、拜城41.1 d。而阿勒泰东部、炮台—沙湾—阜康—木垒一线的北疆沿天山一带、哈密东部和南部、吐鄯托盆地、巴州南部、阿克苏东部和南部、和田以及喀什中部、南部为雷暴的低发区，年雷暴日数在10 d以下，其中乌鲁木齐北部、喀喇昆仑山沿线、吐鄯托盆地及哈密南部和东部的年雷暴日数少于5 d，米泉、泽普、叶城、墨玉、洛浦、策勒、于田、托克逊、东坎和淖毛湖的年雷暴日数甚至不足2 d。

图1 1999—2008年新疆年雷暴日数的空间分布

从新疆四季雷暴活动的空间分布来看，每年3月中下旬开始便开始有雷暴活动，在新疆伊犁河谷、博州西部、塔城北部以及克州、阿克苏的西部春季雷暴日可达5～18 d，其中昭苏春季平均雷暴日数为17.9 d，而在和田大部、巴州南部、吐鄯托盆地、哈密南部春季的雷暴日还不足1 d。随着夏季的到来，雷暴的发生频率逐渐增高，伊犁河谷、博州西部、巴州北部山区和阿克苏、克州的西部夏季的年雷暴日数普遍增加至20～52 d，其中山区雷暴日数显著多于平原，昭苏为52.2 d，温泉为45.9 d，阿合奇为41 d，柯坪为34 d。到了秋季，热量条件逐渐减弱，新疆的雷暴活动也随之逐渐减少，雷暴日超过5 d的仅有伊犁河谷南部山区和克州的山区，最多的昭苏也不过9.4 d，并且这些地区的雷暴绝大多数都出现在9—10月，到了深秋季节，新疆的雷暴活动几乎就销声匿迹了。

3 新疆雷暴活动的时间变化

3.1 雷暴日的年、季变化特征

由图2可见，1999—2008年期间,新疆的年雷暴日数在160 d上下波动变化，最少的一年是2004年为145 d，次年雷暴日为这十年来最多的一年，达175 d。计算距平百分率发现，2005年、2004年分别位列第一、第二，但仍未达到10%，这也说明这十年间新疆的雷暴日数处在一个相对比较平稳的阶段。从各季雷暴日分布情况来看，夏季是雷暴日数最多的季节，其次是春季，再次是秋季，这十年间的冬季新疆仅出现过一次雷暴天气，时间为2003年的2月26日凌晨3时23分至39分。分析各季雷暴日的年变化发现，夏季新疆雷暴日数的变化很小，均在5天以内上下浮动，春、秋季较大，可达14～16天。另外我们可以看出，1999—2008年春季雷暴日数与年雷暴日数的变化有一致性。

图2 1999—2008年新疆四季雷暴日数与年雷暴日数的变化

由于春季、秋季雷暴日数的年变化幅度较大，我们进一步分析其距平百分率变化，这里定义距平百分率超过20%即为异常年份。分析发现2000年春季和2005年、2008年秋季雷暴日异常偏多，而2002年、2004年的秋季雷暴日异常偏少。

3.2 雷暴日的月变化特征

由图3可见，新疆的雷暴主要发生在4—10月，尤其是在5—8月期间几乎每天都有雷暴发生。进入10月下旬新疆的雷暴活动就明显减少了，直到次年3月下旬雷暴天气才开始逐渐增多，并且主要集中在阿克苏、克州、巴州的山区。值得关注的是2005年3月23日这一天，在喀什、和田西部地区出现了大范围的雷暴。在1999—2008年间的12月和1月新疆从未出现过雷暴，这十年间最早的初雷日是2003年2月26日出现在巴州的轮台县，最晚的终雷日是2006年11月7日出现在伊犁河谷山区，2003年11月1日伊犁河谷的山区也出现了雷暴天气，为次晚的终雷日。

图3 1999—2008年新疆各月雷暴日数变化

3.3 雷暴活动的日变化特征

统计分析各时次雷暴出现的站次发现（图4），每日13时开始新疆的雷暴活动逐渐增多，20时达到顶峰，之后逐渐减少，每日傍晚17—20时期间为新疆雷暴多发期，而00—13时雷暴活动相对较少。进一步分析雷暴持续时间可知，有53.67%的雷暴仅在观测当时发生而并未持续，持续时间为1～30 min的雷暴站次占总数的25.45%，31～60 min的占12.53%，持续3 h以上的雷暴10 a间共出现77站次，其中最长的一次达450 min，发生在2005年8月27日阿合奇气象站。

图4 1999—2008年新疆雷暴数的日变化特征

分析每次雷暴发生时所伴随的天气现象发现，多数雷暴仅闻雷声偶见闪电，并未伴随其它天气现象。而在同时伴有其它天气现象的雷暴天气中，以伴随降水出现者居多，少数伴有冰雹，并且绝大多数发生在4月中下旬至9月。

4 南、北疆雷暴日数的异同分析

4.1年雷暴日数和四季雷暴日数的特征分析

由图5可见，南疆雷暴日数的年变化波动较北疆略明显，除1999年和2000年外，其余年份南疆的雷暴日数均多于北疆，其中2003年、2005年和2008年分别比北疆多23 d、25 d和17 d。

图5 1999—2008年南、北疆年雷暴日数变化

分析10 a平均的各季雷暴日数可知，春季北疆的雷暴日数略多于南疆，夏、秋季则是南疆的雷暴日数多于北疆，尤其是在秋季这一特征表现得更为明显，原因是秋季南疆的热量条件明显优于北疆。在这10 a内的冬季，北疆未出现过雷暴，南疆也仅是轮台在2003年2月26日出现过一次雷暴。

4.2 各月雷暴日数的特征分析

分析图6可知，9月、10月和3月南疆的雷暴日数明显多于北疆，尤其是9月其平均雷暴日数比北疆多6.5 d。但是在4月，北疆的雷暴日数比南疆多了近4 d，这其中一方面是由于这个时节北疆的冷暖空气的交汇比南疆明显，而南疆虽然热量条件好，但是相对干燥，没有较为有利的水汽条件也不易于形成雷暴。

5 雷暴活动的环流特征

雷暴是大气不稳定状态的产物，它的发生往往具有一些类似的环流背景特征。一般而言，在500 hPa附近的对流层中高层往往有冷槽或冷涡系统影响新疆，在中低层850 hPa有暖湿区与其上的干冷空气相配合，700 hPa或850 hPa往往还存在风的切变或辐合区。另外，在地面上有时可分析出冷锋或中尺度的高压。以2012年6月17日白天至夜间出现的一次大范围雷暴天气为例，这一天在伊犁河谷、塔城、北疆沿天山一带、天山山区相继出现了雷暴天气，局部还伴有短时冰雹或强降水天气。从6月17日08时的中尺度分析（图7）可见，在雷暴天气发生前，已经可以从环流配置的情况看出一些对流性天气将要发生的端倪：500 hPa冷槽控制新疆西部并有干舌自中亚南部一直向东北延伸至伊犁河谷、塔城一带；700 hPa则有湿舌自巴尔喀什湖向东伸入伊犁河谷、塔城，同时在中天山一带存在风的辐合；而850 hPa上则可分析出中天山一带的暖脊、伊犁河谷至塔城的湿舌、天山山区及塔城至乌鲁木齐的风切变；另外，在巴尔喀什湖附近存在一个中心强度为1 007.5 hPa的中尺度高压。上述环流背景为对流性天气系统的发生发展提供了非常有利的条件，这也是雷暴天气发生的常见环流特征。

图7 2012年6月17日08时中尺度分析图

6 小结

（1）1999—2008年期间新疆的年雷暴日数在160 d上下波动变化，但距平百分率均小于10%，处在一个相对平稳的阶段，年雷暴日数的变化与春季雷暴日数的变化有一致性；4—10月是新疆发生雷暴的主要月份，其中夏季是雷暴日数最多的季节，并且雷暴日数的年变化很小，春、秋季雷暴日数次多，且雷暴日数的年变化略大，冬季的12月和1月从未出现过雷暴；每日傍晚17—20时为新疆雷暴多发期，而00—13时雷暴活动相对较少。

（2）新疆雷暴活动存在沿天山南脉轴向为东北—西南向的带状高发区，带状区内从乌恰到柯坪、从拜城到巴音布鲁克再到昭苏为年雷暴日数大于30 d的高发中心；另外，在博州西部山区也存在一年雷暴日数大于30 d的雷暴高发区。乌鲁木齐北部、喀喇昆仑山沿线、吐鄯托盆地及哈密南部和东部的年雷暴日数少于5 d。

（3）南疆雷暴日数年变化幅度比北疆明显，除1999年和2000年外，南疆的雷暴日数均多于北疆；春季北疆的雷暴日数略多于南疆，夏、秋季南疆的雷暴日数多于北疆，尤其是秋季。

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Characteristics of Thunderstorms Activity During 1999-2008 in Xinjiang

QIN He1，CHEN Chunyan1，HUO Wen2，TANG Ye1
（1.Xinjiang Uygur Autonomous Region Meteorological Observatory，Urumqi 830002，China；2.Institute of Desert Meteorology，China Meteorological Administration，Urumqi 830002，China）

According to the thunderstorms observation data during 1999 to 2008,spatial and temporal distribution of thunderstorms activity in Xinjiang was analyzed,and the thunderstorms which occurred in southern Xinjiang were contrasted with that in northern Xinjiang to obtain similarities and differences.The results show that annual thunderstorm days had small scale of fluctuation during 1999 to 2008 in Xinjiang.Thunderstorms mainly occurred at 17 to 20 pm from April to October every year.There was an obvious northeast to southwest thunderstorm zone along the southern Tianshan Mountains.The fluctuation of annual thunderstorm days was more significant in southern Xinjiang than in northern Xinjiang.The number of thunderstorm days in southern Xinjiang was obviously larger than that in northern Xinjiang during summer to autumn,particularly in autumn.

thunderstorm；characteristics；Xinjiang

P468

B

1002-0799（2013）06-0063-05

10.3969/j.issn.1002-0799.2013.06.010

2011-07-11；

2012-07-10

新疆维吾尔自治区气象局青年气象科研基金（200923），中国气象局预报员专项（CMAYBY2012-070）共同资助。

秦贺（1983-），女，工程师，从事中短期、短临天气预报工作。E-mail：qinhemail@126.com