樂安縣雷暴日數(shù)變化特征分析

董彤　鄧圣　董玲　鄭勁光

摘 要：本研究根據(jù)樂安縣氣象局1960—2017年的逐日雷暴資料，利用線性趨勢(shì)分析、小波分析和Mann-Kendall突變檢驗(yàn)對(duì)樂安縣近58a的雷暴資料進(jìn)行了分析。結(jié)果表明：樂安縣屬雷暴多發(fā)區(qū)，年平均雷暴日數(shù)為57.8d，近58a間雷暴日數(shù)呈明顯的下降趨勢(shì)，平均每10a減少5.8d;年雷暴日數(shù)從20世紀(jì)80年代末開始年雷暴日數(shù)明顯減少，且在1994年發(fā)生了突變;夏季雷暴發(fā)生最頻繁，春季次之，秋冬季雷暴活動(dòng)最弱，春夏兩季共占全年的86.63%，秋冬季僅占13.37%;雷暴日數(shù)的季節(jié)變化與氣溫、降水的季節(jié)變化趨勢(shì)基本一致;全年每月都可能出現(xiàn)雷暴，雷暴日數(shù)的月際變化呈單峰型，峰值為8月，3—9月為雷暴多發(fā)月;雷暴變化發(fā)生在白天的頻次較高;年雷暴日數(shù)存在2～3a、8～9a及18～20a周期變化特征，其中，18～20a為第1主周期、2～3a、8～9a為次周期。

關(guān)鍵詞：雷暴;小波分析;Mann-Kendall突變檢驗(yàn);氣候?qū)W;樂安縣

中圖分類號(hào)：S16

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

DOI：10.19754/j.nyyjs.20190715061

雷暴是由發(fā)展旺盛的積雨云引起閃電、雷鳴現(xiàn)象的局地風(fēng)暴，是一種嚴(yán)重的災(zāi)害性天氣，具有極強(qiáng)的破壞性和殺傷力，直接威脅著人們的生命和財(cái)產(chǎn)的安全[1-5]。樂安屬亞熱帶濕潤季風(fēng)氣候區(qū)，處于華南氣候區(qū)與華中氣候區(qū)過渡地帶，亞熱帶濕潤季風(fēng)影響明顯，也是冷暖空氣交匯的地帶，雷暴天氣偏多，雷電災(zāi)害具有突發(fā)性、毀滅性特點(diǎn)，涉及到各行各業(yè)與千家萬戶，給國家和人民生命財(cái)產(chǎn)造成嚴(yán)重危害，影響社會(huì)穩(wěn)定與經(jīng)濟(jì)發(fā)展。本研究利用撫州市樂安縣1960—2017年的雷暴資料，分析雷暴日數(shù)的變化特征，為當(dāng)?shù)乩纂姙?zāi)害防御工作提供一些參考。

1 資料來源和研究方法

本研究雷暴日數(shù)據(jù)來源于撫州市樂安縣氣象局1960—2017年的逐日雷暴觀測(cè)數(shù)據(jù)。其中，1個(gè)雷暴日指的是樂安縣氣象觀測(cè)站在某一天記錄到1次雷暴，而無論該天的雷暴發(fā)生次數(shù)和持續(xù)時(shí)間;年雷暴日數(shù)指一年內(nèi)全部發(fā)生雷暴日數(shù)的總和[6-7]。四季劃分：春季（3—5月）、夏季（6—8月）、秋季（9—11月）、冬季（12月—次年2月）。研究方法包括線性趨勢(shì)分析、Mann-Kendall 檢驗(yàn)、小波分析等方法[8-10]。

2 雷暴日數(shù)變化規(guī)律分析

2.1 雷暴日數(shù)年際變化

1960—2017年間樂安縣共出現(xiàn)3353個(gè)雷暴日，年平均雷暴日數(shù)為57.8d。雷暴日出現(xiàn)最多年份為1975年，有93d，最少的年份為2003年的34d，兩者相差2.7倍，從線性趨勢(shì)變化可知，年雷暴日數(shù)總體呈下降的趨勢(shì)，氣候傾向率為-5.8d/10a，即雷暴日每10a減少5.8d，且通過了M=PEC×SEC×TC的顯著性水平檢驗(yàn)，說明1960—2017年間樂安縣雷暴日數(shù)下降趨勢(shì)顯著。從5a滑動(dòng)平均變化曲線（圖 1）可以看出，雷暴日數(shù)的年際波動(dòng)明顯，具體表現(xiàn)為在20世紀(jì)60年代中期前，樂安縣年雷暴日數(shù)呈下降趨勢(shì);60年代后期—80年代初期，大致呈增多趨勢(shì)，80年代中期—2017年則大致呈波動(dòng)性下降趨勢(shì)。從圖1還可知，20世紀(jì)60年代—20世紀(jì)末期，樂安縣年雷暴日數(shù)基本都在平均值以上，且數(shù)值較高，為雷暴多發(fā)期;21世紀(jì)初—2016年的年雷暴日數(shù)基本在平均值以下，數(shù)值較低，說明該階段內(nèi)雷暴活動(dòng)較少。

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

2.2 季節(jié)變化特征

從樂安縣各季節(jié)平均雷暴日數(shù)及占年的總雷暴日數(shù)的百分比來看（表1）：樂安縣夏季雷暴發(fā)生最頻繁，春季次之，秋冬季雷暴活動(dòng)最弱。其中夏季平均雷暴日數(shù)占全年的52.59%，春季雷暴日數(shù)占全年的34.04%，春夏兩季共占全年86.63%，而秋冬季僅占13.37%。雷暴日數(shù)的季節(jié)變化與我國的季風(fēng)進(jìn)退的季節(jié)性變化趨勢(shì)基本一致。樂安縣的雷暴日數(shù)的季節(jié)變化還與氣溫 、降水的季節(jié)變化趨勢(shì)基本一致，大致表現(xiàn)為氣溫升高，降水增多時(shí)，雷暴日數(shù)也隨之增加;氣溫下降，降水減少時(shí)，雷暴日數(shù)則隨之減少。春季，鋒面過境前后，槽前、切變線附近冷暖空氣交界區(qū)存在強(qiáng)烈的輻合和上升運(yùn)動(dòng)，易引發(fā)雷暴天氣，并可能伴隨暴雨、大風(fēng)、冰雹等強(qiáng)對(duì)流天氣。夏季，樂安縣受西北太平洋副熱帶高壓或副高緣控制，高溫高濕的空氣積累了大量的不穩(wěn)定能量，當(dāng)有外系統(tǒng)侵入時(shí)易引起雷暴。秋、冬季莘縣易受西北氣流和冷高壓控制，大氣層結(jié)較為穩(wěn)定，因此較少出現(xiàn)雷暴天氣。

2.3 月變化特征

從圖2可知，樂安縣全年每月均有可能出現(xiàn)雷暴，雷暴日數(shù)的月際變化呈單峰型，峰值為8月，有660d。3—9月為樂安縣雷暴的多發(fā)月，共有3182個(gè)雷暴日，約占全年雷暴日數(shù)的76.6%，樂安縣各月雷暴日數(shù)極端高峰期與氣溫、降水極端高峰期一致，均出現(xiàn)在8月;7—8 月是雷暴發(fā)生的高峰期;3月、4 月、5 月、6 月、9月是雷暴的次多發(fā)期;1月、2月 、10月、11月、12月是樂安縣的雷暴少發(fā)期。

2.4 雷暴的日變化特征

本研究把1d分為白天（08：00—20：00）、夜間（20：00—次日08：00）2個(gè)時(shí)段，并對(duì)1960—2017 年間樂安縣逐日雷暴頻次進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，通過圖3發(fā)現(xiàn)，近58a間，樂安縣白天共出現(xiàn)雷暴日數(shù)有2688次，占全天累計(jì)出現(xiàn)次數(shù)的64.7%;夜間累計(jì)出現(xiàn)雷暴日數(shù)有1466次，占全天累計(jì)出現(xiàn)次數(shù)的35.3%。從圖3可以看出，樂安縣雷暴具有明顯的日變化特征，即雷暴發(fā)生在白天的頻次較高。

2.5 雷暴日的突變分析

應(yīng)用Mann-Kendall突變檢驗(yàn)方法，對(duì)樂安縣年雷暴日數(shù)進(jìn)行突變檢測(cè)，從年雷暴日數(shù)Mann-Kendall突變檢驗(yàn)曲線可以看出（圖4），20世紀(jì)60—80年代中期，UF值在零值上下波動(dòng)。年雷暴日數(shù)變化趨勢(shì)不明顯，從80年代末開始年雷暴日數(shù)明顯減少，且通過了a=0.05臨界線，UF和UB曲線在1994年相交，表明年雷暴日數(shù)在1994年發(fā)生了突變。