韶关市雷暴时空变化的特征分析

王文星，郭永婷，吴瑕，彭霁霁

韶关市雷暴时空变化的特征分析

王文星1，郭永婷2，吴瑕2，彭霁霁2

（1.仁化县气象局，广东仁化512300；2.韶关市气象局，广东韶关512028）

利用韶关地区8个国家气象观测站1965—2013年逐日雷暴资料，采用数理统计、M-K突变检验、保证率计算、重现期计算等分析韶关雷暴的时空变化特征。结果表明：韶关地区雷暴空间分布总体上呈南多北少，年雷暴日数64.9～76.1 d，属雷暴多发区；年雷暴日数总体呈减少趋势，约以每年0.5 d的速度减少。雷暴活动具有明显的季节变化，夏季雷暴数最多，春季次之，冬季最少。各地雷暴平均持续期在231～240 d，总体呈南短北长。50年一遇的雷暴初日普遍在1月中旬，终日在12月中旬末至下旬初之间；而5年一遇的雷暴初日普遍在2月，终日普遍在11月。

气候学；雷暴；时空分布；韶关市

雷暴是大气中的放电现象，常伴有强烈的阵雨或暴雨，有时伴有冰雹和龙卷风，属强对流天气系统，具有极强的破坏性和杀伤力，直接威胁着人们的生命和财产的安全。近年来，不少学者对各地的雷暴活动规律和气候变化特征进行了大量研究，例如徐桂玉等［1］研究发现我国南方雷暴日有明显的季节变化，空间分布呈自南向北递减，总体呈减少趋势等特点；毛慧琴等［2］通过分析雷暴与气温的相互关系，揭示了广东省的雷暴主要由热力条件引起；易燕明等［3］发现广东雷暴日、闪电日都有明显减少的趋势，认为这是气候变化的一个反映；李翠华等［4］指出清远地区年雷暴日数呈现弱的减少趋势，并存在多种时间周期尺度上的嵌套结构；陈冰等［5］分析了化州雷暴气候特征与ENSO的关系，发现多雷暴年66.7%出现在ENSO事件影响年，少雷暴年大部分出现在非ENSO事件影响年。韶关地处广东省北部，与湖南省、江西省交界，毗邻广西，是我国雷暴多发区之一［2］。尽管广东在雷暴研究方面已取得了较多成果，但有关韶关地区雷暴活动的特征尚未有系统性的研究，本研究通过分析韶关地区8个国家气象观测站1965—2013年逐日雷暴资料，研究韶关地区多年来的雷暴活动特征，以期掌握雷暴气候变化规律，为该地区防雷减灾提供科学依据。

1　资料与方法

1.1资料

利用韶关市曲江、乐昌、仁化、南雄、乳源、始兴、翁源和新丰8个国家气象观测站1965—2013年逐日雷暴观测资料。雷暴日是指1 d之内记录1次或数次雷暴作为1个雷暴日，只有闪电而无雷暴的不作雷暴日统计。根据韶关地区的气候特点，春、夏、秋、冬4个季节分别按3—5、6—8、9—11、12—翌年2月来划分。

1.2方法

采用数理统计、Mann-Kendall（M-K）突变检验、保证率计算、重现期计算等分析韶关雷暴的时空变化特征。雷暴初、终日保证率［6-8］，用经验频率公式Pm=m/（n+1）×100%计算，其中m为雷暴初、终日在样本中由前向后排列的序号；n为样本数，Pm为保证率（%），即雷暴初、终日出现的累计频率。重现期计算：采用皮尔逊-Ⅲ型分布［9-11］来计算雷暴出现初、终日的重现期。

2　韶关雷暴空间分布特征

2.1雷暴日空间分布

《建筑物电子信息系统防雷技术规范》（GB50343-2012）规定：地区雷暴日等级应根据年平均雷暴日数划分，宜划分为少雷区（20 d及以下）、中雷区（大于20 d，不超过40 d）、多雷区（大于40 d，不超过60 d）和强雷区（超过60 d）4种。由表1可知，韶关各地区的年平均雷暴日数为64.9～76.1 d，按照标准，韶关全境均为强雷区。从雷暴日数空间分布来看，总体呈南多北少，南部的翁源、新丰年平均雷暴日数最多；中部的曲江次之；北部的5个地区雷暴日数较少，均低于各站的年平均值70.3 d。

表1　1965—2013年韶关地区各代表站年雷暴日气候统计特征

2.2雷暴初、终日空间分布

雷暴出现的初、终日是很重要的气候指标，不同保证率下的雷暴初、终日对农业、旅游、交通运输等行业具有重要意义。由统计（表略）可知，韶关各地多年平均雷暴初日出现在2月下旬，南部翁源、新丰的平均雷暴初日比其余地区偏晚，全市雷暴初日最早出现在1月初，最晚出现在4月下旬，80%保证率下出现在3月中旬至下旬初；平均雷暴终日出现在10月中旬，最早出现在9月初，最晚出现在12月底，80%保证率下出现在11月上旬末至中旬。雷暴初、终日之间的时间间隔称为雷暴持续期，韶关各地雷暴平均持续期在231～240 d，总体呈南短北长特点（图1）。

图1　韶关地区雷暴平均持续期空间分布（单位：d）

南部的新丰、翁源雷暴平均持续期最短，分别为231、232 d，东北部南雄、始兴雷暴平均持续期最长，分别为240、238 d。另外，各地雷暴初（终）日年际差异较大，最早雷暴初（终）日和最晚初（终）日相差3个半月左右，其中南部的翁源、新丰和北部的乐昌、仁化的最早雷暴初日与最晚初日的时间间隔比其余地区短10 d左右，说明上述地区雷暴初日出现的时间集中性更高。

3　韶关雷暴时间分布特征

3.1雷暴年际变化

由表1可知，韶关各地雷暴日数年际差异较大，以年平均雷暴日数最多的翁源为例，雷暴日数最多的年份（1975年）有120 d，最少的年份（2003年）仅有43 d，雷暴日数最大值是最小值的近3倍。韶关各地的年雷暴日数气候趋势系数和倾向率均为负值，表明韶关雷暴总体呈减少趋势，大概以每年约0.5 d的速度减少。通过M -K突变检验（图略），韶关各地年雷暴日数由多变少的时间主要出现在20世纪80年代中后期和90年代，平均突变时间在1989年，突变后比突变前年平均雷暴日数减少了近16 d。

3.2雷暴月、季变化

由图2可知，韶关各地全年各月均能出现雷暴，但雷暴集中期主要在4—9月，各站4—9月平均雷暴日数为55.9～67.2 d，约占全年雷暴日数的85%。各站雷暴日数月变化趋势一致，呈单锋曲线变化，8月雷暴最多，月平均雷暴日数在13 d左右，约占全年雷暴日数的20%；12月雷暴最少，月平均雷暴日数在0.15 d以下，在1965—2013年中，12月份出现雷暴的概率约为12%。从月变化来看，每年3月开始雷暴日数逐渐增多，8月份达到最多后逐渐减少，每年12月至翌年1月雷暴日数最少。从各代表站月雷暴频数曲线可以看出，韶关各月雷暴总体呈自南向北递减，在5—9月，这种分布尤为明显。

图2　韶关地区各代表站月雷暴频数曲线

由表2可知，韶关雷暴活动具有明显的季节变化，夏季雷暴数最多，占全年雷暴数的53%左右；春季次之，占全年雷暴数的33%左右；冬季雷暴最少，仅占全年雷暴数的2%～3%。这种雷暴活动的季节分布特征，与影响华南地区的天气系统变化及汛期时间和台风活动相吻合。

3.3雷暴初、终日的重现期

雷暴初终日数的重现期是指雷暴初、终日之间的时间间隔（即持续期）在一段时间内出现的极值，通过极值的计算能更好地提前做好雷暴的防御工作，对于气象防灾、减灾有重要意义［6］。

由表3可知，韶关地区50年一遇的雷暴持续期极值在300～340 d之间，南部翁源、新丰，西北部乐昌的雷暴持续期比其余地区短半个月以上；20年一遇的持续期极值在283～324 d之间；10年一遇的持续期极值在280～307 d之间；5年一遇的持续期极值在258～281 d之间。也就是说对于防御5年一遇雷暴有8个半月到9个月、10年一遇雷暴有9到10个月、20年一遇雷暴有9个半月到11个月、50年一遇的雷暴有10到11个月。50年一遇的雷暴初日与终日较为集中，雷暴初日除南部新丰，西北部乐昌在2月初外，其余地区均在1月中旬，而雷暴终日除了翁源在11月上旬外，其余地区均在12月中旬末至下旬初之间，考虑到50年的影响，韶关地区应做好全年的雷暴防御工作。而5年一遇的雷暴初日普遍在2月，终日普遍在11月，因此11月初至翌年2月初之间作为防雷设施检查时间比较合适。

表3　1965—2013年韶关地区各代表站雷暴初、终日重现期

4　结论

1）韶关地区雷暴空间分布总体上呈南多北少，年平均雷暴日数较多，达64.9～76.1 d，属雷暴多发区。雷暴日数年际差异较大，年雷暴日数最大值是最小值的3倍。另外，年雷暴日数总体呈减少趋势，约以每年0.5 d的速度减少。

2）韶关各地全年各月均能出现雷暴，8月雷暴最多、12月雷暴最少。雷暴集中期主要在4—9月，各月雷暴总体上呈自南向北递减，在5—9月，这种分布尤为明显。另外，韶关雷暴活动具有明显的季节变化，夏季雷暴数最多、春季次之、冬季最少。

3）韶关各地多年平均雷暴初日出现在2月下旬，80%保证率下出现在3月中旬至下旬初，南部翁源、新丰的平均雷暴初日比其余地区偏晚；平均雷暴终日出现在10月中旬，80%保证率下出现在11月上旬末至中旬。

4）韶关各地雷暴平均持续期在231～240 d，总体呈南短北长，南部的翁源、新丰年雷暴平均持续期比其余地区的短。另外，各地雷暴初（终）日年际差异较大，最早雷暴初（终）日和最晚初（终）日相差3个半月左右。

5）通过对雷暴出现初、终日重现期计算可知，韶关地区50年一遇的雷暴初日普遍在1月中旬，终日在12月中旬末至下旬初之间；而5年一遇的雷暴初日普遍在2月，终日普遍在11月。

［1］徐桂玉，杨修群.我国南方雷暴的气候特征研究［J］.气象科技，2001，21（3）：299-307.

［2］毛慧琴，宋丽莉，刘爱君，等.广东省雷暴天气气候特征分析［J］.广东气象，2005，27（2）：7-9.

［3］易燕明，杨兆礼，万齐林，等.近50年广东省雷暴、闪电时空变化特征的研究［J］.热带气象学报，2006，22（6）：21-28.

［4］李翠华，李阳斌，罗律.清远地区近52年的雷暴气候特征及环流背景［J］.广东气象，2015，37（4）：15-18.

［5］陈冰，李国龙，马路金，等.化州雷暴气候特征及其与ENSO的关系［J］.广东气象，2015，37（2）：32-36.

［6］朱舒曼，饶生辉，林铎佳.中山市1956—2010年的雷暴气候特征［J］.广东气象，2012，34（6）：38-41.

［7］谢文杰，叶小玲，甘锦蕾，等.1961—2013年新丰县雷暴日数的气候特征分析［J］.广东气象，2015，37（4）：38-40.

［8］林雪仪，陈洁雯，龙红菊，等.恩平市1962—2010年雷暴的气候特征［J］.广东气象，2012，34（6）：32-34.

［9］华东水利学院.水文学的概率统计基础［M］.北京：水利出版社，1981：213-228.

［10］陈敦隆.海洋和科学研究中的概率与数理统计方法［M］.北京：海洋出版社，1984：151-315.

［11］屠其璞，王俊德，丁裕国，等.气象应用概率统计学［M］.北京：气象出版社，1984：196-225.

Analysis of the Characteristics of Spatial and Temporal Variations of Thunderstorm in Shaoquan City

WANG Wen-xing1，GUO Yong-ting2，WU Xia2，PENG Ji-ji2
（1.Meteorological Bureau of Renhua County，Renhua 512300；2.Meteorological Bureau of Shaoquan City，Shaoquan 512028）

Using day-to-day data of thunderstorms from 1965 to 2013 at eight national observation stations in the Shaoguan area and with methods of mathematical and physical statistics，Mann-Kendal test，assurance rate and return period，we studied the spatial and temporal variations of the thunderstorm in the area.The result is shown as follows.In the Shaoquan area，the thunderstorm is generally more in the south than in the north with an annual occurrence of 64.9 to 76.1 days，belonging to a zone of frequent occurrence.The annual frequency of thunderstorm tends to decrease at a rate of 0.5 d generally.Varying with obvious seasonality，it is most active in summer，less active in spring and least active in winter.Lasting for 231 to 240 d on average，the thunderstorm generally occurs over shorter duration in the south than in the north.For the annually first（last）day of thunderstorms at the intensity of once every 50 years，it is usually in mid-January（between the middle and last 10 days of December）.For the annually first（last）day of thunderstorms at the intensity of once every 5 years，it is generally in February（November）.

climatology；thunderstorm；spatio-temporal distribution；Shaoguan City

P46

A

10.3969/j.issn.1007-6190.2016.04.005

2015-12-10

王文星（1988年生），男，工程师，学士，主要从事预报服务工作。E-mail：659967520@qq.com