電白雷暴氣候特征及演變分析

古明媚，張濤

（茂名市電白區(qū)氣象局，廣東電白　525400）

電白雷暴氣候特征及演變分析

古明媚，張濤

（茂名市電白區(qū)氣象局，廣東電白525400）

利用線性回歸、突變分析、小波分析等方法分析電白雷暴氣候特征。結(jié)果表明：近53年來(lái)，電白雷暴主要集中在4至9月，其中8月最多，5月和7月的年雷暴日數(shù)變化較大；雷暴日數(shù)總體呈明顯下降趨勢(shì)，下降速率為6.4d/10a；結(jié)合M-K突變和滑動(dòng)t突變檢驗(yàn)，沒(méi)有確定出雷暴日數(shù)的突變年份；雷暴日數(shù)存在準(zhǔn)4年、8-9年、24年的震蕩周期；雷暴日數(shù)的氣候特征受大環(huán)流形勢(shì)影響較明顯，而受當(dāng)?shù)仄渌鼩庀笠刈兓挠绊戄^小。

電白；雷暴；氣候特征；分析

雷電是自然界中的一種重要天氣現(xiàn)象，雷電災(zāi)害不僅造成人員傷亡、經(jīng)濟(jì)損失，還導(dǎo)致火災(zāi)、導(dǎo)航、計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)癱瘓等事故頻繁發(fā)生［1］，雷電已經(jīng)被聯(lián)合國(guó)列為“最嚴(yán)重的十種自然災(zāi)害之一”［2］。目前國(guó)內(nèi)很多學(xué)者都對(duì)雷電氣候特征進(jìn)行了分析［3-17］及對(duì)防雷災(zāi)方面作了研究［18-21］。

電白地處廣東省西南沿海，以雷電而得名，發(fā)生過(guò)多次雷擊事件：2014年4月5日，電白一名婦女在農(nóng)田插秧時(shí)，突遭雷劈，不幸身亡；2015年7月20日強(qiáng)雷擊致電白一鐵路攪拌站生產(chǎn)設(shè)備受損嚴(yán)重；近年來(lái)電白國(guó)家基準(zhǔn)站70米風(fēng)塔也多次遭受雷擊，造成觀測(cè)儀器被擊壞等等。本文以電白多年雷暴日氣候特征及其演變進(jìn)行分析，以期為今后雷暴的趨勢(shì)預(yù)報(bào)、地方社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供一些參考。

1　資料與方法

本文采用電白國(guó)家基準(zhǔn)氣候觀測(cè)站1961-2013年的雷暴日數(shù)歷史資料，應(yīng)用線性回歸、突變檢驗(yàn)及小波分析等方法對(duì)電白雷暴的特征進(jìn)行分析。

2　電白的雷暴氣候特征

2.1多年平均雷暴日的季節(jié)變化特征

由圖1和表1可知，多年平均雷暴日在每月變化圖上呈現(xiàn)出雙峰型，雷暴日主要集中在4至9月，8月是一年中雷暴日數(shù)最多的月份，為15d，其次是6月，為14d。

由圖1可以看出雷暴數(shù)量雙峰型。12月是出現(xiàn)雷暴最少的月份，在近53年里，電白國(guó)家基準(zhǔn)站只記錄過(guò)一次雷暴日，發(fā)生在1971年。其次是1月共9d。1月和12月僅占全年雷暴日的0.2%，而6月和8月共占38%；4月至9月（汛期）占91.8%。

圖2是逐月雷暴日方差變化，可看出也呈雙峰型，但峰值變?yōu)?月和5月，表明5月和7月年雷暴日數(shù)變化較大。

圖1　電白多年平均雷暴日逐月變化

圖2　電白逐月雷暴日方差變化

2.2雷暴日的年代際變化特征

由圖3可知，電白雷暴日數(shù)總體明顯呈下降趨勢(shì)，下降速率為6.4d（10a）-1，通過(guò)0.01的顯著性檢驗(yàn)；60年代至80年代中期變化較穩(wěn)定，幾乎位于平均值之上，80年代后期開(kāi)始減少（其中1997年又出現(xiàn)了一個(gè)高值），大部分年份的日數(shù)都處于平均值以下；近53年，雷暴日數(shù)最多的是1972年共111d，最少是2011年共47d，兩者之間相差很大。

根據(jù)世界氣象組織（WMO）的規(guī)定，把序列距平達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)差的2.0倍事件稱為異常事件，距平達(dá)到1.3倍的事件稱為嚴(yán)重事件。近53年電白年雷暴日數(shù)異常偏多年有2年（1972、1973年），嚴(yán)重偏多年有4年（1968、1969、1975、1997年），異常偏少年有1年（2011年），嚴(yán)重偏少年有4年（1996、2003、2010、2013年），由此可見(jiàn)，偏多年份幾乎都出現(xiàn)在六、七十年代，而偏少年份都出現(xiàn)在90年代以后。

表1　電白各月占全年總雷暴日的比例

圖3　電白雷暴日的年際變化

圖4　電白雷暴日數(shù)M-K突變檢驗(yàn)圖

圖5　電白雷暴日數(shù)滑動(dòng)t檢驗(yàn)（步長(zhǎng)為5a）

2.3雷暴日的突變分析及周期特征

結(jié)合圖4M-K突變（取95%顯著性水平）和滑動(dòng)t突變檢驗(yàn)（分別取步長(zhǎng)為5a（圖5）、10a、15a，0.01顯著性水平，），發(fā)現(xiàn)M-K檢驗(yàn)有多個(gè)交點(diǎn)，且交點(diǎn)均位于顯著性水平線外；滑動(dòng)t檢驗(yàn)中，步長(zhǎng)為5a，滑動(dòng)統(tǒng)計(jì)量與檢驗(yàn)線無(wú)交點(diǎn)，而步長(zhǎng)10a和15a（圖略）則都有多個(gè)交點(diǎn)，其交點(diǎn)與M-K檢驗(yàn)中的交點(diǎn)也無(wú)相同點(diǎn)，因此不能確定哪個(gè)年份發(fā)生突變。

根據(jù)雷暴日數(shù)小波實(shí)部、小波模值圖（圖略）可以看出電白雷暴日數(shù)存在準(zhǔn)4年、8～9年、24年的震蕩周期，其中，在1965-1973年和1995-2000年期間準(zhǔn)4年周期表現(xiàn)最為顯著。近5年來(lái)，電白處在雷暴偏少周期中。

2.4雷暴日數(shù)與氣象要素、指數(shù)的關(guān)系

電白雷暴的氣候特征雖然與當(dāng)?shù)貧夂蛱卣髅芮新?lián)系，但與其它氣象要素的相關(guān)性不大：與年降雨量、暴雨日數(shù)、風(fēng)速、日照時(shí)數(shù)都呈弱的正相關(guān)，與相對(duì)濕度相關(guān)性最大，相關(guān)系數(shù)為0.325，說(shuō)明年降雨量、風(fēng)速、日照時(shí)數(shù)和相對(duì)濕度等的增加有利于雷暴的發(fā)生；與平均氣溫呈負(fù)相關(guān)，說(shuō)明氣溫的升高會(huì)降低雷暴的產(chǎn)生，近53年來(lái)，氣溫呈明顯的上升趨勢(shì)，這可能是雷暴日數(shù)呈明顯減少趨勢(shì)的主要影響因素之一。

選取了太陽(yáng)黑子、極渦面積、西太副高等對(duì)本地氣候影響較深的大環(huán)流指數(shù)，發(fā)現(xiàn)（除了太陽(yáng)黑子）雷暴日數(shù)與多數(shù)的相關(guān)性明顯優(yōu)于當(dāng)?shù)貧庀笠兀ū?），特別是與亞洲極渦面積指數(shù)的相關(guān)系數(shù)達(dá)0.456。說(shuō)明雷暴日數(shù)與大環(huán)流形勢(shì)有較明顯正相關(guān)。

表2　雷暴日數(shù)與各氣象要素相關(guān)系數(shù)表

4　結(jié)論

（1）近53年來(lái)，電白雷暴主要集中在4至9月，其中8月最多，5月和7月年雷暴日數(shù)變化較大。雷暴日數(shù)總體呈顯著下降趨勢(shì)，下降速率為6.4d（10a）-1，通過(guò)0.01的顯著性檢驗(yàn)；

（2）結(jié)合M-K突變和滑動(dòng)t突變檢驗(yàn)，沒(méi)有找出雷暴日數(shù)的突變年份；雷暴日數(shù)存在準(zhǔn)4年、8-9年、24年的震蕩周期，近5年來(lái)，電白處在雷暴偏少周期中；

（3）電白雷暴特征與當(dāng)?shù)貧夂蛱卣髅芮新?lián)系，年降雨量、風(fēng)速、日照時(shí)數(shù)和相對(duì)濕度等的增加有利于雷暴的發(fā)生；氣溫的升高則會(huì)降低雷暴的產(chǎn)生，近53年來(lái)氣溫呈明顯上升趨勢(shì)可能是雷暴日數(shù)呈明顯減少趨勢(shì)的主要影響因素之一；

（4）雷暴日數(shù)與西太副高各指數(shù)、亞洲極渦面積指數(shù)的相關(guān)性明顯優(yōu)于當(dāng)?shù)貧庀笠?，說(shuō)明雷暴日數(shù)與大環(huán)流形勢(shì)有較明顯的正相關(guān)。

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Climate characteristics and variation of thunderstorm in Dianbai

Gu Ming-mei，Zhang Tao
（Dianbai District Meteorological Service，Dianbai Guangdong 5252400）

The climate characteristics of thunderstorm in Dianbai were analyzed by linear regression，mutation analysis and wavelet methods.The results show that:the thunderstorms of past 53 years mainly concentrated in April to September with most in August.And the variation of thunderstorm days in May and July was relatively big；Thunderstorm days appeared a overall downward trend with 6.4d/10a；But the mutation year of thunderstorm days was not got by M-K mutation and sliding t mutation test；there is 4 years，8 to 9 years，24 years of turbulence cycle of thunderstorm days；The climate characteristics of thunderstorm days more obviously affected by the big circulation situation than the other meteorological elements.

Dianbai，thunderstorm；climate characteristics；analysis

P46

A

1673-8411（2016）02-0103-04

2015-11-25

古明媚（1988-），女，助理工程師，本科，主要從事預(yù)報(bào)服務(wù)工作。