德州市雷暴特征分析

王鑫

摘要? ? 為探討德州地區(qū)雷暴活動(dòng)的變化趨勢(shì)，采用氣候傾向率、距平分析法、M-K突變檢驗(yàn)等方法對(duì)德州市雷暴特征進(jìn)行分析。結(jié)果表明，德州市的年平均雷暴日數(shù)為22.6 d，雷暴的日變化呈雙峰單谷型分布。

關(guān)鍵詞? ? 雷暴日;特征分析;氣候傾向率;山東德州

中圖分類號(hào)? ? P446? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼? ? A? ? ? ? 文章編號(hào)? ?1007-5739（2019）09-0191-01

德州市為黃河沖積平原，歷史上境內(nèi)曾有2次黃河大遷徙，上千次決口，造就了西南高、東北低的地形。德州市地貌大體可分3類。一是高地類，由河流、河床沉積而成，占土地總面積的34.3%;二是坡地類，由黃泛漫流沉積而成，占總土地面積的52.1%;三是洼地類，占13.6%。德州地處魯西北平原，每年4—9月是強(qiáng)對(duì)流天氣多發(fā)季節(jié)，而雷電災(zāi)害是對(duì)該地區(qū)危害比較嚴(yán)重的自然災(zāi)害。隨著德州經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，每年由于雷擊造成的人員傷亡逐漸增多，經(jīng)濟(jì)損失越來(lái)越嚴(yán)重。本文利用1971—2010年德州市的雷暴日數(shù)觀測(cè)資料對(duì)雷暴日的空間分布特征、時(shí)間變化特征等方面進(jìn)行了分析。

1? ? 資料來(lái)源與分析方法

雷暴是強(qiáng)對(duì)流天氣的產(chǎn)物，它通常伴隨著滂沱大雨或冰雹，而在冬季甚至?xí)殡S著暴風(fēng)雪天氣，屬?gòu)?qiáng)對(duì)流天氣，對(duì)人們的生活和生產(chǎn)影響較大[1]。本文利用1971—2010年德州市雷暴日數(shù)觀測(cè)資料對(duì)其雷暴特征進(jìn)行分析。為了很好地反映出歷年各季節(jié)的雷暴日情況，將3—5月定為春季，將6—8月定為夏季，將9—11月定為秋季，將12月至翌年2月定為冬季。根據(jù)WMO規(guī)定，取最近連續(xù)30年氣象要素的平均值或統(tǒng)計(jì)值來(lái)代表研究區(qū)域的氣候標(biāo)準(zhǔn)值，即每10年需對(duì)氣候平均值更新1次[2]。從2012年1月1日起用1971—2010年的年氣候平均值代替1971—2000年的氣候平均值[3]。氣候傾向率法是將氣候要素的趨勢(shì)變化通過(guò)最小二乘法用線性方程來(lái)擬合。將一組符合y=a+bx關(guān)系的數(shù)據(jù)通過(guò)計(jì)算求得最佳的a和b。距平是某一系列數(shù)值中的某一個(gè)數(shù)值與平均值的差，分正距平和負(fù)距平。距平百分率是對(duì)距平進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化處理，這樣做更能體現(xiàn)被分析數(shù)據(jù)的變化程度。Mann-Kendall法[4]又稱為無(wú)非分布檢驗(yàn)法，一般取臨界線為±1.96，其顯著性水平P=0.05。當(dāng)UF或UB的值超過(guò)臨界線時(shí)，則表明雷暴日序列上升或下降趨勢(shì)顯著。當(dāng)UF和UK的值小于0時(shí)雷暴日序列呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，大于0則雷暴日序列呈現(xiàn)上升趨勢(shì)。如果UF和UB這2條線出現(xiàn)交點(diǎn)且交點(diǎn)在臨界線之間，那么交點(diǎn)對(duì)應(yīng)的值即為突變開(kāi)始的時(shí)間[5-7]。

2? ? 德州地區(qū)雷暴變化特征分析

2.1? ? 雷暴日的空間分布特征

根據(jù)數(shù)據(jù)分析德州市雷暴日分布存在明顯的地區(qū)差異，總體呈現(xiàn)出由西南到東北雷暴日數(shù)逐漸增多的特征，其中年平均雷暴日數(shù)最多和最少的地區(qū)相差33.71 d。德州市地處魯西北平原，但北部雷暴活動(dòng)明顯多于南部，由南向北延伸，由內(nèi)陸向沿?？拷寥利}堿成分增加，土壤電阻率逐漸下降，雷暴云更易向地面發(fā)生閃擊。

2.2? ? 雷暴日的時(shí)間變化特征

1971—2010年德州總雷暴日數(shù)為10 470 d，年平均雷暴日為23 d，最多的年份出現(xiàn)在1977年，為40 d;最少的年份在1999年，為15 d。雷暴日數(shù)最多年與最少年相差25 d，表明德州雷暴的年際變化比較大。從20世紀(jì)70年代以后，年雷暴日數(shù)呈現(xiàn)出波動(dòng)中下降的趨勢(shì)。用線性方程y= -0.036 9x+25.039表示，利用氣候傾向率方法可知，1971—2010年德州的雷暴日大約以2.3 d/10 a的傾向率進(jìn)行減少，變化趨勢(shì)較為平緩。以近30年的年平均雷暴日數(shù)22.6 d作為氣候平均值，將雷暴日距平百分率≥20%的年份作為多雷暴年，而將雷暴日距平百分率≤20%的年份作為少雷暴年，則有9年為多雷暴年，其中有6年的雷暴日距平百分率 ≥30%，其中1981年的雷暴日距平百分率最小為-37.2%。利用Mann-Kendall法對(duì)德州地區(qū)40年雷暴日的時(shí)間序列進(jìn)行計(jì)算，進(jìn)一步檢驗(yàn)突變點(diǎn)[8-9]，并給定顯著性水平a=0.05，即u0.05=±1.96。當(dāng)2條線出現(xiàn)交點(diǎn)且交點(diǎn)在臨界線之間，從而檢測(cè)到20世紀(jì)90年代中后期即1998年為非常明顯的突變點(diǎn)，在2000年超過(guò)顯著性水平為0.05（-1.96）的臨界線，表明德州市年均雷暴日的下降趨勢(shì)十分顯著。

3? ? 結(jié)論

本文分析結(jié)果表明，德州市雷暴日分布存在明顯的地區(qū)差異，呈現(xiàn)出由西南到東北逐漸增多的特征，年雷暴日數(shù)總體呈現(xiàn)2.3 d/10 a的下降趨勢(shì)。雷暴的日變化特征總體分布呈雙峰單谷型，峰值分別在2：00和18：00，谷值在10：00。

4? ? 參考文獻(xiàn)

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收稿日期? ?2019-01-12