关键词雷暴;气候特征;青海贵德
中图分类号p457.9文献标识码a文章编号 1007-5739(2010)02-0312-03
雷暴是中小尺度对流性天气,是积雨云内云与云间或云与地间产生放电并伴有雷声的一种严重的灾害性天气现象,常造成国民经济和人民生命财产的重大损失。以往对雷暴天气的研究已有不少,如盛承禹等[1]对我国雷暴的地理分布、季节变化及年际变化等作了概述。张敏锋等[2]研究认为近30年来我国大部分地区平均雷暴的频数在波动中减少,而东北地区平均雷暴日有增加的趋势;在青海也有这方面的相关研究[3-5],但就贵德地区雷暴气候变化的诊断分析尚属空白。
雷暴的发生与地理、地形、季节、气候等因素有关[6,7]。贵德县位于青海省海南藏族自治州东部,地处黄河上游南岸,地理位置处于黄土高原与青藏高原过渡地带,是一个以农为主,兼营农牧业的县,也是全省重点农业县之一。黄河自西向东横贯县境中部76.8km,两岸河谷辐集于黄河,形成群山环抱的河谷盆地。随着贵德县社会经济快速发展,雷暴灾害对各行各业的影响越来越大,因雷击导致的安全事故隐患也日趋突出。据统计,2006年7月21日19时左右,贵德县常牧乡拉德下滩冬季草场遭雷击,死亡1人。2009年9月4日晚贵德县出现雷阵雨天气,致使贵德县常牧镇上岗查村发生雷击事件,造成一死一伤。因此,对贵德地区雷暴天气的时空分布特征及气候变化特征进行分析,了解雷暴天气的发生规律,对于雷暴天气的预报、领导决策以及防灾减灾具有十分重要的意义。
1资料来源与方法
1.1资料来源
贵德县1957～2009年53年贵德县气象站逐日气象观测资料。
1.2方法
采用数理统计、线性趋势估计[8]、突变分析[9]等方法对贵德地区雷暴日数及初雷日、终雷日等进行气候统计分析,采用小波分析[10]的方法分析雷暴日数的时间、尺度、周期特征。
2结果与分析
2.1雷暴日数的年代际变化特征
1957～2009年共有2 008个雷暴日,年平均雷暴日数为37.9d。按照国内有关标准[11-13],我国一般按年雷暴日数将雷暴活动区分为少雷区(<15d)、中雷区(15～40d)、多雷区(41～90d)和强雷区(>90d),贵德地区属中雷区。
由图1可知,贵德地区雷暴日数在20世纪60年代到80年代持续偏多,从90年代持续偏少。平均雷暴日数1957～1990年比1991～2009年多14.3d。雷暴日数的年际间振动幅度较大,1978年为研究期内雷暴日数最多的年份(65d),而2004年则为最少的年份(19d),最多年比最少年多46d。近53年贵德地区年雷暴日数线性变化呈下降趋势,下降幅度约为4.3d/10a,相关系数(r)为0.645 4,通过了置信度a=0.001的检验,说明雷暴日数的下降趋势是极显著的。
图2给出了53年贵德地区平均雷暴日数的距平百分率。若取距平百分率≥20%作为多雷暴年,≤-20%作为少雷暴年,则贵德地区多雷暴年为1958、1959、1964、1966、1967、1968、1970、1973、1978、1979年等10个年份,少雷暴年为1957、1961、1980、1991、1992、1993、1998、2000、2001、2003、2004、2005、2009年等13个年份。
由表1可以看出,贵德地区年雷暴日数在20世纪60年代最多,50年代次之,21世纪10年最少。从20世纪80年代开始至21世纪10年代依次减少,进入21世纪后明显减少。
2.2雷暴日数的月变化特征
由贵德地区雷暴日数年变化(图3)可以看出,贵德地区雷暴日数呈单峰型分布,全年中3～11月有雷暴出现,4～7月雷暴日数逐渐增加,8～11月逐渐减少。峰值出现在7月,平均9.7d,6月次之,平均8.4d;8月略少,平均7.3d。全年雷暴日数大多集中在5～9月,占全年雷暴日数的86.2%。3月出现雷暴的年份很少,仅在1981、1988、2008年各出现1次;11月只在1978年出现1次。如果以月平均雷暴日数在2d以上定为雷暴天气活跃月,则贵德地区的月雷暴活跃期始于4月,即4～9月;如果以月平均雷暴日数在7d以上定为雷暴天气极活跃期,则是6～8月,7月达到高峰期。
2.3雷暴日数的季节分布特征
图4为1957~2009年贵德地区各季雷暴日数占全年总雷暴日数的比例。贵德地区一年中冬季不会发生雷暴天气,春、夏、秋3季均有雷暴发生,其发生的频率夏季最高,高达67%;秋季次之,占19%;春季最小,占14%。雷暴发生、活动主要集中在夏季,夏季也是一年中雷暴活动最频繁的季节。
2.4雷暴初、终日变化特征
由图5(a)可以看出,贵德地区的雷暴初日线性变化呈上升趋势,气候倾向率为1.141d/10a,但未通过置信度a=0.05的检验。但从雷暴初日线性变化趋势可以看出,贵德地区雷暴出现日期推迟,多年平均日期为4月23日,最早年是2008年,出现日期为3月20日,最晚年出现日期是6月2日,为1995年。初雷日出现在3月的只有3次,概率较小。
由图5(b)可以看出,雷暴终日线性变化呈不显著的下降趋势,气候倾向率为-1.086d/10a,表明雷暴结束日期提前。53年中终雷日最早出现在9月3日(1988年),终雷日最晚出现在11月6日(1978年)。53年间终雷日出现在11月的仅1次,占1.9%;10月的24次,占45.3%;9月的27次,占50.9%。53年终雷日的年代际变化不大,平均值为9月30日。
2.5雷暴日数突变特征
为了解贵德地区各阶段雷暴天气的变化特征,计算了m-k检验,图6是贵德地区雷暴日数m-k统计量检验曲线,由图可知,1958～1962年雷暴呈减少趋势,1963～1968年为雷暴增加较快时期,从20世纪60年代末开始雷暴持续减少,在1990年发生雷暴由多到少的突变,突变前1957～1989年年平均雷暴日数为43.2d,突变后1990～2009年年平均雷暴日数为29.1d。
2.6雷暴日数周期特征
小波分析又称子波分析,是近几年国际上十分热门的前沿领域,被认为是傅立叶分析的突破性进展。研究表明,小波分析适用于气候资料序列连续进行时频局部分析,可揭示气象序列中不易被发觉到的急剧变化的局部特征[14-16]。对雷暴日数标准化序列进行mexico子波变换,分析雷暴日数的周期变化[17]。由图7可知,雷暴序列在8年左右的时间尺度上正负闭合中心最明显。表明雷暴日数序列在这个时间尺度下交替振荡显著,雷暴的年际变化存在8年左右的周期变化。
(1)贵德地区属于中雷区,53年平均雷暴日数为37.9d,年际变化幅度大,最大年为65d,而最少年仅为19d。近53年贵德地区年雷暴日数线性变化呈极显著的下降趋势,气候倾向率为-4.3d/10a。
(2)贵德地区雷暴日数呈单峰型分布,全年中3～11月有雷暴出现,4～7月雷暴日数逐渐增加,8～11月逐渐减少,峰值出现在7月。全年雷暴日数大多集中在5～9月,占全年雷暴日数的86.2%。3月有3个年份各出现1次雷暴,而11月仅有1年出现1次雷暴。
(3)贵德地区一年中除冬季外,春、夏、秋3季均有雷暴发生,其发生的频率夏季最高,占全年总日数的67%;秋季次之,占19%;春季最小,占14%。
(4)平均初雷日为4月23日,平均终雷日为9月30日,近53年来每年初雷的发生有越来越推迟的趋势,而终雷结束时间的变化趋势正好与初雷相反,有越来越提前的趋势,气候倾向率均为-1.086d/10a。
(5)雷暴日数从20世纪60年代末开始持续减少,在1990年发生了雷暴由多到少的突变。雷暴的年际变化存在8年左右的周期变化。
编辑
4参考文献
[1] 盛承禹.
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