乐安县雷暴日数变化特征分析

董彤　邓圣　董玲　郑劲光

摘 要：本研究根据乐安县气象局1960—2017年的逐日雷暴资料，利用线性趋势分析、小波分析和Mann-Kendall突变检验对乐安县近58a的雷暴资料进行了分析。结果表明：乐安县属雷暴多发区，年平均雷暴日数为57.8d，近58a间雷暴日数呈明显的下降趋势，平均每10a减少5.8d;年雷暴日数从20世纪80年代末开始年雷暴日数明显减少，且在1994年发生了突变;夏季雷暴发生最频繁，春季次之，秋冬季雷暴活动最弱，春夏两季共占全年的86.63%，秋冬季仅占13.37%;雷暴日数的季节变化与气温、降水的季节变化趋势基本一致;全年每月都可能出现雷暴，雷暴日数的月际变化呈单峰型，峰值为8月，3—9月为雷暴多发月;雷暴变化发生在白天的频次较高;年雷暴日数存在2～3a、8～9a及18～20a周期变化特征，其中，18～20a为第1主周期、2～3a、8～9a为次周期。

关键词：雷暴;小波分析;Mann-Kendall突变检验;气候学;乐安县

中图分类号：S16

文献标识码：A

DOI：10.19754/j.nyyjs.20190715061

雷暴是由发展旺盛的积雨云引起闪电、雷鸣现象的局地风暴，是一种严重的灾害性天气，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[1-5]。乐安属亚热带湿润季风气候区，处于华南气候区与华中气候区过渡地带，亚热带湿润季风影响明显，也是冷暖空气交汇的地带，雷暴天气偏多，雷电灾害具有突发性、毁灭性特点，涉及到各行各业与千家万户，给国家和人民生命财产造成严重危害，影响社会稳定与经济发展。本研究利用抚州市乐安县1960—2017年的雷暴资料，分析雷暴日数的变化特征，为当地雷电灾害防御工作提供一些参考。

1 资料来源和研究方法

本研究雷暴日数据来源于抚州市乐安县气象局1960—2017年的逐日雷暴观测数据。其中，1个雷暴日指的是乐安县气象观测站在某一天记录到1次雷暴，而无论该天的雷暴发生次数和持续时间;年雷暴日数指一年内全部发生雷暴日数的总和[6-7]。四季划分：春季（3—5月）、夏季（6—8月）、秋季（9—11月）、冬季（12月—次年2月）。研究方法包括线性趋势分析、Mann-Kendall 检验、小波分析等方法[8-10]。

2 雷暴日数变化规律分析

2.1 雷暴日数年际变化

1960—2017年间乐安县共出现3353个雷暴日，年平均雷暴日数为57.8d。雷暴日出现最多年份为1975年，有93d，最少的年份为2003年的34d，两者相差2.7倍，从线性趋势变化可知，年雷暴日数总体呈下降的趋势，气候倾向率为-5.8d/10a，即雷暴日每10a减少5.8d，且通过了M=PEC×SEC×TC的显著性水平检验，说明1960—2017年间乐安县雷暴日数下降趋势显著。从5a滑动平均变化曲线（图 1）可以看出，雷暴日数的年际波动明显，具体表现为在20世纪60年代中期前，乐安县年雷暴日数呈下降趋势;60年代后期—80年代初期，大致呈增多趋势，80年代中期—2017年则大致呈波动性下降趋势。从图1还可知，20世纪60年代—20世纪末期，乐安县年雷暴日数基本都在平均值以上，且数值较高，为雷暴多发期;21世纪初—2016年的年雷暴日数基本在平均值以下，数值较低，说明该阶段内雷暴活动较少。

[HT5.][HJ0][HJ][HT][JZ][HT6.][HJ0][HJ][HT]

2.2 季节变化特征

从乐安县各季节平均雷暴日数及占年的总雷暴日数的百分比来看（表1）：乐安县夏季雷暴发生最频繁，春季次之，秋冬季雷暴活动最弱。其中夏季平均雷暴日数占全年的52.59%，春季雷暴日数占全年的34.04%，春夏两季共占全年86.63%，而秋冬季仅占13.37%。雷暴日数的季节变化与我国的季风进退的季节性变化趋势基本一致。乐安县的雷暴日数的季节变化还与气温 、降水的季节变化趋势基本一致，大致表现为气温升高，降水增多时，雷暴日数也随之增加;气温下降，降水减少时，雷暴日数则随之减少。春季，锋面过境前后，槽前、切变线附近冷暖空气交界区存在强烈的辐合和上升运动，易引发雷暴天气，并可能伴随暴雨、大风、冰雹等强对流天气。夏季，乐安县受西北太平洋副热带高压或副高缘控制，高温高湿的空气积累了大量的不稳定能量，当有外系统侵入时易引起雷暴。秋、冬季莘县易受西北气流和冷高压控制，大气层结较为稳定，因此较少出现雷暴天气。

2.3 月变化特征

从图2可知，乐安县全年每月均有可能出现雷暴，雷暴日数的月际变化呈单峰型，峰值为8月，有660d。3—9月为乐安县雷暴的多发月，共有3182个雷暴日，约占全年雷暴日数的76.6%，乐安县各月雷暴日数极端高峰期与气温、降水极端高峰期一致，均出现在8月;7—8 月是雷暴发生的高峰期;3月、4 月、5 月、6 月、9月是雷暴的次多发期;1月、2月 、10月、11月、12月是乐安县的雷暴少发期。

2.4 雷暴的日变化特征

本研究把1d分为白天（08：00—20：00）、夜間（20：00—次日08：00）2个时段，并对1960—2017 年间乐安县逐日雷暴频次进行统计，通过图3发现，近58a间，乐安县白天共出现雷暴日数有2688次，占全天累计出现次数的64.7%;夜间累计出现雷暴日数有1466次，占全天累计出现次数的35.3%。从图3可以看出，乐安县雷暴具有明显的日变化特征，即雷暴发生在白天的频次较高。

2.5 雷暴日的突变分析

应用Mann-Kendall突变检验方法，对乐安县年雷暴日数进行突变检测，从年雷暴日数Mann-Kendall突变检验曲线可以看出（图4），20世纪60—80年代中期，UF值在零值上下波动。年雷暴日数变化趋势不明显，从80年代末开始年雷暴日数明显减少，且通过了a=0.05临界线，UF和UB曲线在1994年相交，表明年雷暴日数在1994年发生了突变。