懷化7-8月臺風(fēng)雷暴特征分析

張東升?薛明

摘 要：7-8月是臺風(fēng)影響懷化的高發(fā)季節(jié)，2018年7-8月，多個臺風(fēng)接連出現(xiàn)，登陸我國沿海，外圍云系對懷化產(chǎn)生影響，形成雷暴天氣。為了解懷化夏季臺風(fēng)雷暴特征，提高雷電風(fēng)險預(yù)警水平，分析近年6次臺風(fēng)雷電特征，獲得了懷化臺風(fēng)雷暴的落區(qū)模型，同時得出：2018年臺風(fēng)，過程雷電相對較多，正閃出現(xiàn)概率低，強(qiáng)度強(qiáng)于往年臺風(fēng)，但仍弱于其他時段雷電;臺風(fēng)影響期間，雷暴主要集中在下午出現(xiàn)，晚間至次日上午雷電極少;懷化城區(qū)東部雷電相對較多，西北、西南部相對較少。

關(guān)鍵詞：臺風(fēng)雷暴;時空特征;雷電預(yù)警;落區(qū)模型

懷化地處湖南西部，離南部、東部沿海有700-1000km距離。雖然，臺風(fēng)中心很難到達(dá)懷化，但臺風(fēng)外圍云系可以影響懷化，形成雷雨天氣，造成雷擊或其他氣象災(zāi)害。2018年7月中、下旬有4個臺風(fēng)扎堆出現(xiàn)，8月有多個臺風(fēng)登陸我國，對懷化天氣產(chǎn)生影響。臺風(fēng)雷暴是眾多天氣系統(tǒng)雷暴的一種。雷電預(yù)警已成為氣象臺站發(fā)布的公眾項(xiàng)目之一。如何分析認(rèn)識系統(tǒng)雷電的特性，沈海波、柴東紅、呂校華等對梧州、河北、邵陽地區(qū)的雷電天氣過程進(jìn)行了分型和分析。為幫助預(yù)報(bào)人員提高對臺風(fēng)雷暴的認(rèn)識和預(yù)報(bào)水平，本文選取懷化2018年7-8月三次有明顯雷電的臺風(fēng)過程與他年三次臺風(fēng)進(jìn)行對比分析，獲得了一些有意的結(jié)論。

一、地閃資料與臺風(fēng)個例

1.資料與處理

研究參考了與臺風(fēng)個例相關(guān)的歐亞高空圖、地面天氣圖、衛(wèi)星云圖、中國天氣臺風(fēng)網(wǎng)等資料;采用與臺風(fēng)個例相關(guān)，且懷化處于臺風(fēng)外圍云系影響范圍內(nèi)的地閃數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。

采用基于VB的閃電數(shù)據(jù)處理模型與方法對閃電變量進(jìn)行網(wǎng)格化，對地球半徑不作平均處理，同時考慮海拔高度對網(wǎng)格面積的影響。

2.臺風(fēng)個例

經(jīng)對照天氣圖、衛(wèi)星云圖和閃電資料，選擇懷化處于臺風(fēng)外圍云系影響且在懷化有明顯雷電出現(xiàn)的1808瑪莉亞、1812云雀、1816貝碧嘉與他年1311尤特、1409威馬遜、1604妮妲進(jìn)行對比分析。

二、時間分布

1.頻次分布

繪制2018年7-8月三次臺風(fēng)雷電時次分布圖1，并與當(dāng)年同期及歷年7-8月進(jìn)行對比分析。從圖1可以看出：12-18時是地閃的高發(fā)期;歷年7-8月及2018年7-8月均在15時達(dá)到高點(diǎn)，而臺風(fēng)閃電則在16時達(dá)到高點(diǎn);21時有小波動;23-12時是地閃的低發(fā)期;7-8月臺風(fēng)時次變化基本遵循這一規(guī)律，但比歷年同期更不均勻;高值出現(xiàn)時間，18年臺風(fēng)比歷年晚1小時，他年臺風(fēng)比歷年晚2小時;經(jīng)查驗(yàn)，他年三次臺風(fēng)均從南部影響懷化。

2.強(qiáng)度分布

繪制2018年7-8月三次臺風(fēng)雷電強(qiáng)度分布圖2，從圖2可以看出：歷年7-8月，5-10時為高強(qiáng)度雷電時段，2018年也十分明顯;11-21時為低強(qiáng)度時段，全部穩(wěn)定保持在30-50kA之間;他年臺風(fēng)最為穩(wěn)定，10-22時雷電強(qiáng)度穩(wěn)定在25-45kA之間。

三、空間分布

1.2018年臺風(fēng)特征

2018懷化城區(qū)附近臺風(fēng)雷暴的雷電分布并不均勻。以40km2為網(wǎng)格大小，繪制三次臺風(fēng)頻次及強(qiáng)度分布圖3、圖4。從圖3可以看到，高頻中心有多個，主要在懷化城區(qū)東北方向的龍頭庵鄉(xiāng)、銅灣鎮(zhèn)與花橋之間，沙灣鄉(xiāng)西北側(cè)及袁家鎮(zhèn)南側(cè)一帶。城區(qū)及西北方向至麻陽，西南方向經(jīng)中方縣城至楠木坪鎮(zhèn)一帶為臺風(fēng)雷暴的低值區(qū)。從圖4可以看到。強(qiáng)雷中心呈分散分布狀態(tài)，懷化西北方向的江口圩鎮(zhèn)、隆家堡鄉(xiāng)及南部方向的紅巖鄉(xiāng)、太平鄉(xiāng)等地為臺風(fēng)雷暴的弱雷區(qū)域。

總體而言，2018年臺雷暴分布為：懷化城區(qū)（圖中心區(qū)域）為少雷、強(qiáng)雷區(qū);西北方向的麻陽附近為少雷、強(qiáng)雷區(qū);南部方向中方至洪江之間是多雷、弱雷區(qū);東北、東偏南方向?yàn)槎嗬?、?qiáng)雷區(qū);以東40km內(nèi)有大片多雷區(qū)，而城區(qū)的西北、西南方向10-40km為兩大片低于中值的少雷區(qū)。

2.他年臺風(fēng)特征

繪制他年三次臺風(fēng)頻次及強(qiáng)度分布圖5、圖6。從圖可以看出，懷化城區(qū)（不含）以北的大片地域?yàn)槎嗬纂妳^(qū)域，含城區(qū)在內(nèi)的西南、東南方向是少雷區(qū)域，多雷區(qū)與少雷區(qū)分界明顯。強(qiáng)雷中心分布較為分散，西北方向的麻陽至鳳凰之間、西偏南方向的芷江及楠木坪鎮(zhèn)、東北方向的火馬沖鎮(zhèn)、東南方向的茅渡鄉(xiāng)至雪峰鎮(zhèn)一帶均有強(qiáng)雷中心出現(xiàn)。

四、臺風(fēng)雷暴落區(qū)模型與預(yù)警建議

1.臺風(fēng)雷暴落區(qū)模型

2018年三次臺風(fēng)與他年三次臺風(fēng)在空間分布上存在一定的共性，但也有一定的差異。以網(wǎng)格中值數(shù)據(jù)為界點(diǎn)，分別統(tǒng)計(jì)2018年與他年臺風(fēng)雷暴頻次、強(qiáng)度的分布，發(fā)現(xiàn)：有41.4%的網(wǎng)格頻次呈正相關(guān)，其中51.4%為多雷區(qū)域;有58.6%的網(wǎng)格強(qiáng)度呈正相關(guān)，其中50.5%的網(wǎng)格為強(qiáng)雷區(qū)域。

2.臺風(fēng)雷暴預(yù)警建議

根據(jù)文中分析及結(jié)論，發(fā)布臺風(fēng)雷電預(yù)警宜采取：（1）根據(jù)臺風(fēng)雷暴影響路徑，可分東部路徑和南部路徑進(jìn)行分析，找出各次臺風(fēng)雷暴的高頻中心、強(qiáng)雷中心、低頻中心和弱雷中心;（2）按路徑歸類，建立頻次及強(qiáng)度落區(qū)模型;（3）根據(jù)天氣系統(tǒng)，判斷雷電出現(xiàn)的可能性，參考落區(qū)模型，發(fā)布等級雷電預(yù)警。

五、結(jié)語

根據(jù)天氣預(yù)報(bào)原理和數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法，對懷化2018年夏季三次臺風(fēng)雷暴特征進(jìn)行了分析，并與他年臺風(fēng)雷暴進(jìn)行了對比，給出了懷化雷電預(yù)警的落區(qū)模型與預(yù)警建議。但應(yīng)用所用資料僅為山地懷化區(qū)域，其它湖區(qū)、平原等地域是否可用同樣方法，有待進(jìn)一步研究。

參考文獻(xiàn)：

[1]沈海波，陳貽亮，梁毅堅(jiān)等.梧州市雷電災(zāi)害發(fā)生時間變化規(guī)律與相關(guān)天氣系統(tǒng)初探[A].2017中國-東盟防災(zāi)減災(zāi)與可持續(xù)發(fā)展論壇-氣象專題論壇.廣西氣象學(xué)會.2017-09-13.

[2]柴東紅，侯瑞欽，李宗濤等.影響河北省雷電活動的天氣系統(tǒng)及雷電潛勢預(yù)報(bào)[A].第29屆中國氣象學(xué)會年會.中國氣象學(xué)會.2012-09-12.

[3]呂校華，羅龍友，蘇建華.邵陽市雷暴的氣候特征與天氣系統(tǒng)分型[A].第31屆中國氣象學(xué)會年會.中國氣象學(xué)會.2014-11-03.

[4]薛德鋒，薛明.基于VB的閃電數(shù)據(jù)處理模型與方法[A].2017年長江流域氣象中心大氣探測、通信與信息技術(shù)交流會.湖北省氣象學(xué)會.2017.10.25.