大連市雷暴日時空分布非一致性特征分析

鄒善勇　王淑一　王洪祥

摘要 利用大連市氣象局資料檔案室提供的8個觀測臺站1971—2013年雷暴日數(shù)統(tǒng)計資料，對大連市境內(nèi)發(fā)生雷暴的時間和空間分布非一致性特征進行了數(shù)理統(tǒng)計分析。結(jié)果表明：各地區(qū)平均雷暴日年際變化趨勢不盡相同，全市平均雷暴日總體呈現(xiàn)下降趨勢，下降的速度約為每10年1.2 d。大連各地區(qū)雷暴日標準差和平均雷暴日在時間上的分布呈現(xiàn)明顯的正相關特性。大連市所有地區(qū)雷暴日的相對偏度系數(shù)和峰度系數(shù)在時間和空間上具有明顯的年際變化特征，呈偏態(tài)分布。雷暴日分布有明顯的地域特征，連全市出現(xiàn)2個雷暴高發(fā)區(qū)為莊河沿河地區(qū)以及瓦房店和普蘭店交界的地帶，旅順及市區(qū)相對偏弱。

關鍵詞 雷暴日；時空分布；非一致性；指標；遼寧大連

中圖分類號 P446 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2016）07-0233-03

Abstract Using the lighting disaster data from 8 observation station in Dalian City during 1971—2013，the spatial and temporal non-consistency of thunderstorm in the province was analyzed.The results showed that the thunderstorm days had an obvious decreasing trend，the speed was 1.2 d per 10 years.There were visible correlation between mean thunderstorm days and its standardized variance.The skewness and esharpness coefficients of thunderstorm days among stations，they were visible correlation between mean thunderstorm days and its standardized variance.Along the coast of Zhuanghe River and border area of Pulandian and Wafangdian were the srongest center of lightning density，the lowest level were Lvshun and downtown area.

Key words thunderstorm days；spatiotemporal distribution；non-consistency；index；Dalian Liaoning

雷電作為國際公認的一種天氣災害，它具有瞬時暴發(fā)性、隨季節(jié)變化性以及頻繁產(chǎn)生性，其分布的時空具有局部性、離散性和廣闊性。它作為一種極端強對流天氣，經(jīng)常造成不同程度的人員傷亡及經(jīng)濟損失。據(jù)了解，我國很多省、市均已經(jīng)已經(jīng)開展了對雷暴日的深入研究：陳思蓉等通過全國743個站點分析了我國雷暴氣候分布特征及變化趨勢[1]；吳安坤等對貴州省雷暴活動強度進行了分析[2]；王學良等對我國中部五省雷暴日時空分布特征進行了研究[3]，李照榮等分析了西北地區(qū)雷暴氣候特征[4]；王學良等研究了近45年湖北省雷暴日數(shù)的時空變化特征[5]；四川省、江蘇省城市、來賓市、聊城市、成都市、威海市[6-11]等也相繼對雷暴日的時空變化特征做了詳盡分析。本文以大連全市的雷暴日為基礎，分析其在時間和空間分布的特征，同時研究區(qū)域性雷暴氣候時空分布特征對雷電防護具有重要的實際意義。

1 資料來源與方法

資料來源于大連市氣象信息中心收錄的1951—2013年7個觀測站（本站、金州、旅順、普蘭店、瓦房店、莊河、長海）的雷暴日統(tǒng)計資料。

2 結(jié)果與分析

2.1 雷暴日的時間分布特征

2.1.1 大連市各地區(qū)的雷暴日年變化和7個臺站平均雷暴日分布。根據(jù)大連地區(qū)7個觀測站近43年的雷暴日觀測數(shù)據(jù)，繪制出大連各地區(qū)雷暴日年際分布圖，如圖1所示。經(jīng)統(tǒng)計，各地區(qū)雷暴日最大值為43 d，最小值為6 d。各地區(qū)雷暴日年際變化趨勢不盡相同，大連本站和長海的雷暴日呈現(xiàn)整體上升趨勢，而金州、旅順、普蘭店、瓦房店、莊河均呈現(xiàn)整體下降趨勢。

從表1可以看出，瓦房店雷暴發(fā)生頻度最高為平均24.1 d/年，金州頻度最低為平均17.4 d/年。

圖2為大連市1971—2013年7個觀測臺站平均雷暴日的年際變化。全市平均雷暴日呈現(xiàn)整體下降趨勢，下降的速度約為每10年1.2 d。1971—2013年的年平均雷暴日為20.7 d/年，其中1986年年平均雷暴日數(shù)最多為30 d，2003年年平均雷暴日數(shù)最少為14 d。

2.1.2 大連市各地區(qū)雷暴日的標準差和離差。從圖3可以看出，歷年大連市站間標準差的平均值為4.47 d，各站之間雷暴日水平差異相當。離差系數(shù)平均值僅為0.22，反映了各站點雷暴日發(fā)生天數(shù)與平均值偏離程度不大，年際變化幅度及數(shù)據(jù)離散程度較低。為了直觀表示1971—2013年大連各地區(qū)平均雷暴日和雷暴日標準差之間的相關性，利用統(tǒng)計學原理繪制圖4。由圖可見兩者呈現(xiàn)明顯的正相關特性，即當平均雷暴日增多時其標準差也相繼增大，其真實性可以通過置信度為0.001的顯著性檢驗。

2.1.3 平均雷暴日的相對偏度系數(shù)和相對峰度系數(shù)。圖5為大連所有地區(qū)雷暴日相對偏度系數(shù)和相對峰度系數(shù)的年變化分布，分析可得大連市的雷暴日時間分布左右不對稱（即偏態(tài)分布），其中有16年為負偏，27年為正偏，正偏占所有統(tǒng)計年限的63%。43年間相對偏度系數(shù)平均值為0.36，相對偏度系數(shù)絕對值的平均值為0.72。從圖5中可以看出，相對偏度系數(shù)最大值為1986年的1.94，最小值為2009年的-1.22。

1990年之前除1979年外其余全為正偏，從1990年至今呈現(xiàn)正負分布基本相當?shù)淖兓卣?。充分說明雷暴日的時間分布呈現(xiàn)非均勻一致的特性。經(jīng)統(tǒng)計，大連市所有地區(qū)的雷暴日中有23年的相對峰度系數(shù)為負數(shù)，占全部的53%。43年間相對峰度系數(shù)平均值為-1.37，相對峰度系數(shù)絕對值的平均值為1.32。從圖5中可以看出相對峰度系數(shù)最大值為1977年的4.82，最小值為2007年的-1.7。

2.2 雷暴日的空間分布特征

2.2.1 全市平均雷暴日的空間分布。圖6繪制了1971—2013年大連市年平均雷暴日的空間分布，雷暴日分布有明顯的地域特征，大連全市出現(xiàn)2個雷暴高發(fā)區(qū)為莊河沿河地區(qū)以及瓦房店和普蘭店交界的地帶，旅順及市區(qū)相對偏弱，兩極之間平均雷暴日相差約3 d。

2.2.2 全市雷暴日標準差的空間分布。圖7繪制了1971—2013年全市雷暴日標準差的空間分布情況，全市43年雷暴日的標準差在空間分布上的平均值為4.47 d，其中最大值5.52 d出現(xiàn)在瓦房店的東部，最小值3.61出現(xiàn)在旅順。

2.2.3 全市雷暴日相對偏度系數(shù)的空間分布。圖8繪制了1971—2013年全市雷暴日相對偏度系數(shù)的空間分布情況，全市43年雷暴日的相對偏度系數(shù)在空間分布上的平均值為0.39，絕對值的平均值為0.42，其中最大值出現(xiàn)在瓦房店，次大值出現(xiàn)在普蘭店，最小值出現(xiàn)在旅順。正偏占空間分布的85.7%，分布特性以正偏為主。說明除普蘭店和瓦房店部分地區(qū)的相對偏度系數(shù)大于0.42外，其余所有臺站的年平均雷暴日變化不大，呈現(xiàn)非均一的特點。

2.2.4 全市雷暴日相對峰度系數(shù)的空間分布。圖9繪制了1971—2013年全市雷暴日相對峰度系數(shù)的空間分布情況，全市43年雷暴日的相對峰度系數(shù)在空間分布上的平均值為0.46，絕對值的平均值為0.6，其中最大值1.51出現(xiàn)在瓦房店，最小值0.2出現(xiàn)在旅順，只有莊河的相對峰度系數(shù)為負值，正值占85.7%。

由圖8、9可知，全市雷暴日的相對偏度系數(shù)和相對峰度系數(shù)在空間分布上極為相似，二者具有典型的正相關特性。

3 結(jié)論

通過對大連市1971—2013年7個觀測站的雷暴日統(tǒng)計資料分析得出大連市雷暴日數(shù)在時間和空間上的非均勻一致的特性，各地區(qū)雷暴日年際變化趨勢不盡相同，大連本站和長海的雷暴日呈現(xiàn)上升趨勢，而金州、旅順、普蘭店、瓦房店、莊河均呈現(xiàn)下降趨勢。全市平均雷暴日為20.7 d，總體呈現(xiàn)下降趨勢，下降的速度約為每10年1.2 d。各站之間雷暴日水平差異相當，離差系數(shù)平均值僅為0.22，反映了各站點雷暴日發(fā)生天數(shù)與平均值偏離程度不大，年際變化幅度及數(shù)據(jù)離散程度較低。

大連各地區(qū)雷暴日標準差和平均雷暴日在時間上的分布和全市雷暴日的相對偏度系數(shù)和相對峰度系數(shù)在空間上的分布均呈現(xiàn)明顯的正相關特性。雷暴日分布有明顯的地域特征，大連全市出現(xiàn)2個雷暴高發(fā)區(qū)為莊河沿河地區(qū)以及瓦房店和普蘭店交界的地帶，旅順及市區(qū)相對偏弱。

大連市所有地區(qū)雷暴日時間分布左右不對稱，具有明顯的年際變化特征，呈偏態(tài)分布。大連所有地區(qū)的雷暴日的在時間分布上的正偏占所有統(tǒng)計年限的63%。而相對峰度系數(shù)53%為負數(shù)，年際變化明顯。

大連所有地區(qū)的雷暴日在空間分布上的正偏占所有統(tǒng)計年限的85.7%。相對峰度系數(shù)85.7%為正數(shù)。除普蘭店和瓦房店部分地區(qū)的相對偏度系數(shù)大于0.42外，其余所有臺站的年平均雷暴日變化不大，呈現(xiàn)非均均勻一致的特點。

4 參考文獻

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