1961—2012年西宁地区雷暴气候变化特征分析

2017-04-19王敏孔尚成戴升

现代农业科技 2016年24期

王敏++孔尚成++戴升

摘要利用西宁地区4个测站雷暴观测资料，分析了1961—2012年西宁地区初、终雷暴日及雷暴日数的气候特征及其变化趋势。结果表明：西宁地区为雷暴多发区，年平均雷暴日数为41.6 d，进入1990年代雷暴日呈快速减少趋势；初雷暴日提前，终雷暴日明显推后；3—11月均有可能出现雷暴，主要出现在5—9月，占总雷暴日数的93.7%，6—8月为雷暴高发期，占总雷暴日数的67.5%，平均初雷暴日为4月25日，终雷暴日为10月3日；大通雷暴出现最早，西宁结束较晚。春季、秋季平均气温稳定通过4～5 ℃的时间大致与初雷暴日和终雷暴日的时间相一致；西宁地区年雷暴日数于1997年发生突变。

关键词雷暴；初终日；气候特征；突变检验；青海西宁；1961—2012年

中图分类号 P446 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2016）24-0211-03

Climatic Change Characteristics of Thunderstorm in Xining City During 1961-2012

WANG Min 1 KONG Shang-cheng 1 DAI Sheng 2

（1 Lightning Disaster Prevention Center in Qinghai Province，Xining Qinghai 810001； 2 Climate Center in Qinghai Province）

Abstract Using the thunderstorm observational data of 4 stations in Xining area，the climatic characteristics and change trends of beginning days，ending days and duration of thunderstorm during 1961-2012 in Xining area were analyzed. The results showed that Xining region was a thunderstorm prone area，the annual thunderstorm days was 41.6 d. In 1990s，thunderstorm days decreased rapidly，the beginning days of thunderstorm appeared in advance and ending days of thunderstorm significantly delayed. The thunderstorm might appear during March to November，and mainly occurred from May to September，which accounted for 93.7% of the total thunderstorm days. The thunderstorm′s high-incidence period was from June to August，in which the thunderstorm days accounted for 67.5% of the total thunderstorm days. The average beginning day of thunderstorm was April 25th，and the ending day was October 3rd. The earliest thunderstorm day appeared in Datong and the latest thunderstorm day appeared in Xining. The date of mean temperature of spring and autumn steadily pass 4-5 ℃ was in accordance with the beginning and ending days of the thunderstorm. The annual thunderstorm days in Xining City changed suddenly in 1997.

Key words thunderstorm；beginning and ending days；climatic characteristics；sudden change test；Xining Qinghai；1961-2012

雷暴的發生通常伴有各类灾害性天气，如大风、冰雹、雷电、阵雨等，给人民日常生活和工农业生产造成巨大影响[1-3]。尤其是雷击事件的发生，常造成人员伤亡，损毁的电子设备和导致房屋电路失火的经济损失较大。青海省年均发生雷击灾害3～4次，尤其是东部地区以农业生产为主，其受灾次数占全省的1/2左右。夏季是雷电灾害的高发期，6—7月发生的雷电灾害占全年的60%以上，而11月至翌年3月几乎没有发生。针对雷电灾害的巨大危害和频繁的发生特点，根据西宁地区历年雷暴观测资料进行统计分析，总结雷暴发生特点及变化规律，以期为气象防灾减灾提供参考。

1 资料与方法

1.1 研究资料

研究资料选择1961—2012年西宁市4个气象观测站（西宁二十里铺、湟源、大通、湟中）的气温、雷暴日数、起止日期、持续时间等地面观测数据。当日内发生数次雷暴只统计为1个雷暴日，仅有闪电记录（无雷暴记录）不计入统计范围。将4个观测站的数据进行平均处理，作为西宁地区整体情况。

1.2 分析方法

对52年的数据资料进行统计，分析西宁地区雷暴发生的变化情况，计算趋势系数和气候倾向率，分析雷暴日变化、年际、年代际、月际、季节分布特征，雷暴发生的初日、终日以及持续时期的特征，并进行雷暴日数的突变检验，探讨其历年变化的趋势与规律。其中，四季划分如下：春季为3—5月，夏季为6—8月，秋季为9—11月，冬季为12月至翌年2月。

2 结果与分析

2.1 雷暴日数的变化特征

2.1.1 雷暴日数的年代际变化。1961—2012年西宁地区雷暴日数的年代际变化情况如表1所示。可以看出，52年来，西宁地区雷暴日数年代际分布存在差异，并且空间分布也不均衡。1970年代，西宁雷暴日数减少6.7 d，湟源增加0.5 d，其与地区也有减少；1980年代，西宁、湟中雷暴日数分别减少1.9、4.1 d，而湟源、大通则分别增加3.4、9.1 d，即南部地区减少、北部地区增加；1990年代至2000年代，西宁雷暴日数略微增加，其他地区减幅较大。

2.1.2 雷暴日数的相关系数分析。4个测站间年雷暴日相关系数统计如表2所示，显著性检验情况如表3所示。可以看出，各站年雷暴日变化趋势较为一致。大通、湟中通过了0.001的显著性检验，西宁通过了0.05的显著性检验，湟源未通过0.10显著性水平检验。从平均值来看，西宁地区雷暴日数的趋势系数通过了0.001水平的显著性检验，各站雷暴的变化基本受同一天气系统的影响。西宁地区4个测站年雷暴日的趋势系数均为负，平均气候倾向率为-2.56 d/10年，说明西宁地区年雷暴日呈减少趋势。与青海省比较，西宁地区平均年雷暴日数的减少趋势明显[2]。

2.1.3 雷暴日数的年际变化。1961—2012年西宁地区年雷暴日数年际变化趋势如图1所示。按照相关标准划分[4-5]，年雷暴日>40 d以上的地区即为雷暴多发区。可以看出，西宁地区为雷暴发生频繁且年际变幅大。4个测站中，大通为雷暴高发地区，年雷暴日数接近60 d，湟源、湟中年雷暴日数均 >40 d，只有西宁年雷暴日数在30 d以下。对于西宁地区的平均水平而言，已经超过40 d，但是年际变化较大，最少年份（2005年）与最多年份（1967年）之间相差32 d。

2.1.4 雷暴日数的月际变化。雷电受中尺度对流天气系统影响而生，同时受到多方面因素的制约，如地形、天气系统、盛行气流、下垫面等[6-11]，其时效性和局地性特征明显。1961—2012年西宁地区平均雷暴日数的月际分布如图2所示（取4个站的平均值）。可以看出，西宁地区1961—2012年雷暴出现在3—11月，与青海省的雷暴发生情况一致[2]。

2.1.5 雷暴日数的季节变化。如图2所示，四季雷暴日数由多到少依次为夏季>秋季>春季>冬季，其平均雷暴日数分别为28.2、6.8、6.5、0 d，占全年雷暴总日数比例分别为67.8%、16.4%、15.3%、0。冬季未出现雷暴。

2.2 雷暴初、终日气候特征

2.2.1 雷暴初、终日。雷暴初、终日对防雷设计、雷电检测和预测预警具有重要意义，是非常重要的气候指标[6-11]。1961—2012年西宁地区雷暴初日、终日的年代际变化情况分别如表4、5所示。可以看出，1961—2012年西宁地区最早雷暴初日为1969年3月16日，出现在西宁市区；最晚雷暴终日为1977年11月13日，出现在西宁市区、湟中。1961—2012年西宁地区平均雷暴初日为4月25日，终日为10月3日，对比4个站的平均雷暴初、终日，平均最早初日和最晚终日均为大通，分别为4月18日、10月6日。

1961—2012年西宁地区平均雷暴初、终日年代际变化如图3所示（取4个站的平均值）。可以看出，1960年代，西宁地区雷暴初日较早；1970年代变化较小；1980年代初日表现为稍有推迟，终日提前；2000年代雷暴初日和终日均提前。1961—2012年西宁地区雷暴初、终日的平均绝对变率如图4所示。可以看出，西宁地区雷暴初、终日的变率明显增大。

由于西宁地区雷暴初日略有推迟，而雷暴终日提前，所以近52年西宁地区雷暴期的变化不明显。西宁地区平均雷暴期为163 d，大通最长为173 d，西宁市区最短为156 d。

2.2.2 雷暴初、终日的气温特征。雷暴是在适合的大气环境中产生的，雷暴的初、终日除了受其他因素影响，主要影响因素是气温[5]。资料表明，雷暴初、终日与候平均气温的对应关系上，4测站基本一致。计算历年雷暴初、终日对应的候平均气温值，可以看出雷暴初、终日与气温具有较高的相关性，如果各气温段上雷暴的初、终日出现的频率>10%时，将该点气温值定为雷暴开始或终止的气温指标。西宁地区初雷日的候平均气温为4～6 ℃，可以认为当春季平均气温稳定通过5 ℃时为西宁地区雷暴初日的时间；因为终雷暴日的侯平均气温值为4 ℃左右，所以秋季平均气温稳定通过4 ℃大致是终雷日的时间。

2.3 突变检验

气候突变是普遍存在于气候变化中的一个重要现象，是气候预测和模拟要考虑的重要因素。目前对突变检验的方法较多，以下选用对气候突变的检验比较客观和准确的Mann-Kendall法对1961—2012年西宁地区雷暴日数进行突变检验。

经对1961—2012年西宁地区雷暴日数突变检验，西宁地区1997年发生突变。以地区而言，大通、湟中分别在1999年、1997年发生突变，湟中早于大通，而西宁、湟源未发生突变。

3 结论

（1）西宁地区为雷暴多发区，年平均雷暴日数为41.6 d。西宁地区20世纪60年代为雷暴多发期，除20世纪80年代略有增加外，20世纪90年代、2001—2012年大幅减少。

（2）西宁地区在3—11月均有可能出现雷暴，5—9月雷暴日数占年雷暴日数的93%以上，6—8月为雷暴高发期，平均雷暴日数为28.2个，12月至翌年2月未出现过雷暴。

（3）西宁地区平均初雷日为4月25日，最早初雷日为3月12日，平均终雷日为10月3日，最晚终雷日为11月13日。大通雷暴出现最早，结束最晚。近52年初雷暴日提前，终雷暴日明显推后，雷暴期变化不明显。

（4）春季平均气温稳定通过5 ℃时大致为雷暴初日的时间，秋季平均气温稳定通过4 ℃大致是终雷日的时间。

（5）西宁地区1997年发生突变。以地区而言，大通、湟中分别在1999年、1997年发生突变，湟中早于大通，而西宁、湟源未发生突变。

4 参考文献

[1] 张敏峰，冯霞.我国雷暴天气的气候特征[J].热带气象学报，1998，14（2）：156-162.

[2] 郭卫东，王振宇，朱西德.青海省雷暴年际变化特征分析[J].青海气象，2008（2）：11-13.