利用50年人工觀測(cè)資料分析河南省末雷暴日特征

摘要 利用河南省1957—2005年121個(gè)有效氣象臺(tái)站雷暴觀測(cè)資料，對(duì)河南省末雷暴日進(jìn)行初步分析。結(jié)果表明，全省末雷暴日有明顯的年際變化特征，末雷暴日隨著年份的增加有推遲的趨勢(shì)，統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)1977—2005年平均末雷暴日比1957—1976年平均末雷暴日推遲6 d，末雷暴日的推遲可能是由溫度升高引起的。統(tǒng)計(jì)末雷暴日的雷暴天氣發(fā)生時(shí)段發(fā)現(xiàn)，12：00—16：00時(shí)段發(fā)生的雷暴最多，占到全部雷暴次數(shù)的43.4%，其次是16：00—20：00，占到總時(shí)段的24.0%，雷暴次數(shù)最少的時(shí)段是00：00—04：00和20：00—24：00，這與全省雷暴日的日變化特征存在較大差異。全省末雷暴日的空間分布大概分3個(gè)區(qū)域：西南及南部區(qū)域末雷暴日結(jié)束最遲，其次是北部區(qū)域，中部末雷暴日結(jié)束較早，末雷暴日較遲的區(qū)域多分布在山區(qū)或氣溫較高的南部，這些分布特征與雷暴日數(shù)的空間分布比較一致。

關(guān)鍵詞 河南省;雷暴;末雷日;時(shí)空分布

中圖分類號(hào)：P427.3?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A?文章編號(hào)：2095-3305（2019）06-071-02

DOI： 10.19383/j.cnki.nyzhyj.2019.06.025

Analysis of Characteristics of the Last Thunderstorm Days of Henan Province Based on 50 Years Observation Data

YANG Mei-rong（Henan Meteorological Disaster Prevention Technology Center，Zhengzhou，Henan 450003）

Abstract?Using the thunderstorm observation data of 121 effective meteorological stations in Henan Province from 1957 to 2005，the last thunderstorm days in Henan Province were preliminarily analyzed. The analysis showed that the last thunderstorm days in Henan had obvious interannual variation characteristics，and the last thunderstorm days tended to be delayed with the increase of years. Statistics showed that the average last thunderstorm days in 1977-2005 were six days later than that in 1957-1976. The delay of the last thunderstorm days in 1977-2005 may be caused by the increase of temperature. It was found that the thunderstorms occurred at 12：00-16：00，accounting for 43.4% of the total thunderstorms，followed by 16：00-20：00，accounting for 24.0% of the total thunderstorms，and the minimum thunderstorms occurred at 00：00-04：00 and 20：00-24：00，which were quite different from the daily variation characteristics of thunderstorms in the whole province. The spatial distribution of the last thunderstorm days in the whole province could be divided into three regions：the end of the last thunderstorm days in the southwest and southern regions was the latest，followed by the northern region，the end of the last thunderstorm days in the central region was earlier，and the late last thunderstorm days were mostly distributed in the mountainous areas or the South with higher temperature. These distribution characteristics were consistent with the spatial distribution of the number of thunderstorm days.

Key words Henan Province;Thunderstorm;The last thunderstorm day;Temporal and spatial distribution

雷電是伴有閃電和雷鳴的強(qiáng)烈放電現(xiàn)象，雷電的平均電流是3萬A，最大電流可達(dá)30萬A，雷電的電壓很高，約為1億～10億V。一個(gè)中等強(qiáng)度雷暴的功率可達(dá)1 000萬W，相當(dāng)于一座小型核電站的輸出功率。雷電已經(jīng)被聯(lián)合國列為最嚴(yán)重的10種自然災(zāi)害之一。河南省每年因雷電災(zāi)害損失嚴(yán)重，目前學(xué)者對(duì)河南省雷電的分布特征、雷電與雷達(dá)、衛(wèi)星及大氣熱力參數(shù)等的研究已經(jīng)取得諸多進(jìn)展[1-4]，但對(duì)河南省雷暴結(jié)束日期的研究尚未見報(bào)道。因此，筆者利用1957—2015年人工雷暴觀測(cè)站點(diǎn)資料，對(duì)河南省末雷暴日進(jìn)行初步分析，以期掌握河南省雷暴特征，加強(qiáng)人們對(duì)雷暴的認(rèn)識(shí)，為河南省防雷事業(yè)的發(fā)展作出貢獻(xiàn)。

1?資料與方法

共選取121個(gè)有效（觀測(cè)時(shí)間在30年以上）人工雷暴觀測(cè)臺(tái)站資料，其中有部分觀測(cè)站的觀測(cè)時(shí)間開始較早，例如1951年開始觀測(cè)的臺(tái)站有6個(gè)，但考慮到統(tǒng)計(jì)的普遍性和有效性，觀測(cè)時(shí)間選為1957—2005年，因?yàn)閺?957年開始有50多個(gè)臺(tái)站開始工作，直到1961年以來有100多個(gè)臺(tái)站正常工作。河南省人工雷暴觀測(cè)站點(diǎn)，在河南省中部分布比較密集，在省邊界處分布相對(duì)較稀疏（圖1）。

2結(jié)果與分析

2.1?末雷暴日年際分布特征

從圖2可以看出，平均末雷暴日最遲的年份是1977年，平均末雷暴日距離參考日期83.7 d，即10月22日。平均末雷暴日結(jié)束最早的年份是2001年，距參考日期20.8 d，即8月21日左右。1957—2005年平均末雷暴日為45.57 d，1957—1976年平均末雷暴日為42.27 d，1977—2005年平均末雷暴日為48.30 d，比1957—1976年平均末雷暴日推遲6 d。末雷暴日推遲可能是由溫度升高引起的。李克讓等[5]分析了近40年全國160個(gè)測(cè)站的年平均溫度資料，得到20世紀(jì)70年代中期至今我國溫度持續(xù)回升，并且溫度變化幅度是北部大于南部。丁一匯等[6]通過研究指出我國氣候變暖最明顯的地區(qū)在西北、華北、東北地區(qū)，長江以南地區(qū)變暖趨勢(shì)不顯著。

為分析末雷暴日與全年雷暴日數(shù)的關(guān)系，進(jìn)一步引用圖3[4]，因?yàn)樵撐呐c韋丹等[4]的統(tǒng)計(jì)內(nèi)容所用資料相同，便于比較分析。從圖3可以看出，1960—1969年河南省雷暴次數(shù)相對(duì)較高，直至20世紀(jì)80年代后期雷暴活動(dòng)呈逐漸減少趨勢(shì)，近年來雷暴天氣有上漲趨勢(shì)，雷暴活動(dòng)略微增加。這些雷暴日數(shù)的特征與末雷暴日的特征并沒有明顯的相關(guān)關(guān)系，圖2和圖3在峰值、谷值的年份也不對(duì)應(yīng)，這可能是由于數(shù)據(jù)的復(fù)雜性以及統(tǒng)計(jì)方法的單一性造成的。

2.2?末雷暴日雷暴天氣發(fā)生的時(shí)段特征

統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)末雷暴日一般在8、9月，有些甚至發(fā)生在10、11月，進(jìn)一步統(tǒng)計(jì)末雷暴日的雷暴天氣發(fā)生時(shí)段（圖4）。由于部分末雷暴日的雷暴天氣發(fā)生時(shí)間缺失，共找到有雷暴時(shí)間記錄的末雷暴日3 191次。統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，發(fā)生在12：00—16：00的雷暴最多，占到全部時(shí)段的43.4%，其次是16：00—20：00，占到總時(shí)段的24.0%，雷暴次數(shù)最少的時(shí)段是00：00—04：00和20：00—24：00，其中20：00—24：00僅占總時(shí)段的4.3%。韋丹等[4]統(tǒng)計(jì)河南省雷暴分布時(shí)段發(fā)現(xiàn)，一天中16：00—20：00為雷暴發(fā)生的高峰時(shí)段，占總數(shù)的33.8%;其次是12：00—16：00 和20：00—24：00，分別占19.9%和19.1%。對(duì)比分析發(fā)現(xiàn)，末雷暴日的雷暴發(fā)生時(shí)間有總體往中午時(shí)段靠攏的趨勢(shì)，這主要是因?yàn)槟├妆┤斩嘣谇锛?，氣溫偏低，能滿足雷暴發(fā)生的氣溫條件集中在中午至下午的時(shí)段。

2.3?末雷暴日空間分布特征

考慮到人工雷暴觀測(cè)的特點(diǎn)，該文空間分布特征按照雷暴站點(diǎn)所在的行政區(qū)劃單位來統(tǒng)計(jì)，但由于行政區(qū)劃幾十年來有所調(diào)整等一些原因造成行政區(qū)域內(nèi)有多個(gè)雷暴站點(diǎn)，或者行政區(qū)域內(nèi)找不到雷暴站點(diǎn)，對(duì)于前者該文將行政區(qū)域內(nèi)幾個(gè)站點(diǎn)資料取平均作為該區(qū)域的觀測(cè)值，對(duì)于后者取該行政區(qū)劃周圍幾個(gè)站點(diǎn)的平均值。

從圖5可以看出，末雷暴日在河南省的分布大概分3個(gè)區(qū)域：西南及南部區(qū)域末雷暴日最遲，其次是北部區(qū)，中部末雷暴日結(jié)束較早。結(jié)合河南省地形圖發(fā)現(xiàn)末雷暴日較遲的區(qū)域多處在山區(qū)，山區(qū)地勢(shì)起伏較大，受地形抬升的作用，對(duì)流易于形成。韋丹等[4]分析發(fā)現(xiàn)河南省雷暴強(qiáng)度較大地點(diǎn)主要分布在西南、東南和北部地區(qū)，與該文末雷暴日的空間分布比較一致。

3?結(jié)論

利用河南省1957—2005年121個(gè)有效人工雷暴觀測(cè)站點(diǎn)資料，對(duì)河南省末雷暴日進(jìn)行了初步分析，主要結(jié)論如下：

（1）全省末雷暴日有明顯的年際變化特征。隨著年份的增加末雷暴日有推遲的趨勢(shì)，其中1977—2005年比1957—1976年平均末雷暴日推遲6 d，末雷暴日的推遲可能是由溫度升高引起的。

（2）末雷暴日中發(fā)生在12：00—16：00時(shí)段的雷暴最多，占到全部時(shí)段的43.4%，其次是16：00—20：00，占到總時(shí)段的24.0%，雷暴次數(shù)最少的時(shí)段是00：00—04：00和20：00—24：00。對(duì)比河南省雷暴日變化特征發(fā)現(xiàn)，末雷暴日的雷暴發(fā)生時(shí)間有總體往中午時(shí)段靠攏的趨勢(shì)，這主要是因?yàn)槟├妆┤斩嘣谇锛荆瑲鉁仄?，能滿足雷暴發(fā)生的氣溫條件集中在中午至下午的時(shí)段。

（3）全省末雷暴日的空間分布大概分3個(gè)區(qū)域：西南及南部區(qū)域末雷暴日結(jié)束最遲，其次是北部區(qū)域，中部末雷暴日結(jié)束較早。末雷暴日較遲的區(qū)域多分布在山區(qū)或氣溫較高的南部，這些分布特征與雷暴日數(shù)的空間分布比較一致。

參考文獻(xiàn)

[1] 張霞，王新敏，王全周，等.鄭州雷電發(fā)生的環(huán)境場(chǎng)特征及潛勢(shì)預(yù)報(bào)[J].氣象，2010，36（6）：95-100.

[2] 張一平，王新敏，牛淑貞，等.河南省強(qiáng)雷暴地閃活動(dòng)特征與雷達(dá)回波的關(guān)系初探[J].氣象，2010，36（2）：54-61.

[3] 楊美榮，程麗丹，李鵬，等.利用TRMM衛(wèi)星資料對(duì)河南一次強(qiáng)颮線過程的閃電活動(dòng)分析[J].氣象與環(huán)境科學(xué)，2012，35（1）：74-77.

[4] 韋丹，肖穩(wěn)安，陳紅兵.河南省46年雷暴的時(shí)空變化特征分析[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2010，38（ 29）：16362- 16364.

[5] 李克讓，林賢超，王維強(qiáng).近四十年來我國氣溫的長期變化趨勢(shì)[J].地理研究，1990，9（4）：26-37.

[6] 丁一匯，戴曉蘇.中國近百年來的溫度變化[J].氣象，1994，20（12）：19-26.

責(zé)任編輯：鄭丹丹