1961—2012年西寧地區雷暴氣候變化特征分析

王敏++孔尚成++戴升

摘要 利用西寧地區4個測站雷暴觀測資料，分析了1961—2012年西寧地區初、終雷暴日及雷暴日數的氣候特征及其變化趨勢。結果表明：西寧地區為雷暴多發區，年平均雷暴日數為41.6 d，進入1990年代雷暴日呈快速減少趨勢；初雷暴日提前，終雷暴日明顯推后；3—11月均有可能出現雷暴，主要出現在5—9月，占總雷暴日數的93.7%，6—8月為雷暴高發期，占總雷暴日數的67.5%，平均初雷暴日為4月25日，終雷暴日為10月3日；大通雷暴出現最早，西寧結束較晚。春季、秋季平均氣溫穩定通過4～5 ℃的時間大致與初雷暴日和終雷暴日的時間相一致；西寧地區年雷暴日數于1997年發生突變。

關鍵詞 雷暴；初終日；氣候特征；突變檢驗；青海西寧；1961—2012年

中圖分類號 P446 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2016）24-0211-03

Climatic Change Characteristics of Thunderstorm in Xining City During 1961-2012

WANG Min 1 KONG Shang-cheng 1 DAI Sheng 2

（1 Lightning Disaster Prevention Center in Qinghai Province，Xining Qinghai 810001； 2 Climate Center in Qinghai Province）

Abstract Using the thunderstorm observational data of 4 stations in Xining area，the climatic characteristics and change trends of beginning days，ending days and duration of thunderstorm during 1961-2012 in Xining area were analyzed. The results showed that Xining region was a thunderstorm prone area，the annual thunderstorm days was 41.6 d. In 1990s，thunderstorm days decreased rapidly，the beginning days of thunderstorm appeared in advance and ending days of thunderstorm significantly delayed. The thunderstorm might appear during March to November，and mainly occurred from May to September，which accounted for 93.7% of the total thunderstorm days. The thunderstorm′s high-incidence period was from June to August，in which the thunderstorm days accounted for 67.5% of the total thunderstorm days. The average beginning day of thunderstorm was April 25th，and the ending day was October 3rd. The earliest thunderstorm day appeared in Datong and the latest thunderstorm day appeared in Xining. The date of mean temperature of spring and autumn steadily pass 4-5 ℃ was in accordance with the beginning and ending days of the thunderstorm. The annual thunderstorm days in Xining City changed suddenly in 1997.

Key words thunderstorm；beginning and ending days；climatic characteristics；sudden change test；Xining Qinghai；1961-2012

雷暴的發生通常伴有各類災害性天氣，如大風、冰雹、雷電、陣雨等，給人民日常生活和工農業生產造成巨大影響[1-3]。尤其是雷擊事件的發生，常造成人員傷亡，損毀的電子設備和導致房屋電路失火的經濟損失較大。青海省年均發生雷擊災害3～4次，尤其是東部地區以農業生產為主，其受災次數占全省的1/2左右。夏季是雷電災害的高發期，6—7月發生的雷電災害占全年的60%以上，而11月至翌年3月幾乎沒有發生。針對雷電災害的巨大危害和頻繁的發生特點，根據西寧地區歷年雷暴觀測資料進行統計分析，總結雷暴發生特點及變化規律，以期為氣象防災減災提供參考。

1 資料與方法

1.1 研究資料

研究資料選擇1961—2012年西寧市4個氣象觀測站（西寧二十里鋪、湟源、大通、湟中）的氣溫、雷暴日數、起止日期、持續時間等地面觀測數據。當日內發生數次雷暴只統計為1個雷暴日，僅有閃電記錄（無雷暴記錄）不計入統計范圍。將4個觀測站的數據進行平均處理，作為西寧地區整體情況。

1.2 分析方法

對52年的數據資料進行統計，分析西寧地區雷暴發生的變化情況，計算趨勢系數和氣候傾向率，分析雷暴日變化、年際、年代際、月際、季節分布特征，雷暴發生的初日、終日以及持續時期的特征，并進行雷暴日數的突變檢驗，探討其歷年變化的趨勢與規律。其中，四季劃分如下：春季為3—5月，夏季為6—8月，秋季為9—11月，冬季為12月至翌年2月。

2 結果與分析

2.1 雷暴日數的變化特征

2.1.1 雷暴日數的年代際變化。1961—2012年西寧地區雷暴日數的年代際變化情況如表1所示。可以看出，52年來，西寧地區雷暴日數年代際分布存在差異，并且空間分布也不均衡。1970年代，西寧雷暴日數減少6.7 d，湟源增加0.5 d，其與地區也有減少；1980年代，西寧、湟中雷暴日數分別減少1.9、4.1 d，而湟源、大通則分別增加3.4、9.1 d，即南部地區減少、北部地區增加；1990年代至2000年代，西寧雷暴日數略微增加，其他地區減幅較大。

2.1.2 雷暴日數的相關系數分析。4個測站間年雷暴日相關系數統計如表2所示，顯著性檢驗情況如表3所示。可以看出，各站年雷暴日變化趨勢較為一致。大通、湟中通過了0.001的顯著性檢驗，西寧通過了0.05的顯著性檢驗，湟源未通過0.10顯著性水平檢驗。從平均值來看，西寧地區雷暴日數的趨勢系數通過了0.001水平的顯著性檢驗，各站雷暴的變化基本受同一天氣系統的影響。西寧地區4個測站年雷暴日的趨勢系數均為負，平均氣候傾向率為-2.56 d/10年，說明西寧地區年雷暴日呈減少趨勢。與青海省比較，西寧地區平均年雷暴日數的減少趨勢明顯[2]。

2.1.3 雷暴日數的年際變化。1961—2012年西寧地區年雷暴日數年際變化趨勢如圖1所示。按照相關標準劃分[4-5]，年雷暴日>40 d以上的地區即為雷暴多發區。可以看出，西寧地區為雷暴發生頻繁且年際變幅大。4個測站中，大通為雷暴高發地區，年雷暴日數接近60 d，湟源、湟中年雷暴日數均 >40 d，只有西寧年雷暴日數在30 d以下。對于西寧地區的平均水平而言，已經超過40 d，但是年際變化較大，最少年份（2005年）與最多年份（1967年）之間相差32 d。

2.1.4 雷暴日數的月際變化。雷電受中尺度對流天氣系統影響而生，同時受到多方面因素的制約，如地形、天氣系統、盛行氣流、下墊面等[6-11]，其時效性和局地性特征明顯。1961—2012年西寧地區平均雷暴日數的月際分布如圖2所示（取4個站的平均值）。可以看出，西寧地區1961—2012年雷暴出現在3—11月，與青海省的雷暴發生情況一致[2]。

2.1.5 雷暴日數的季節變化。如圖2所示，四季雷暴日數由多到少依次為夏季>秋季>春季>冬季，其平均雷暴日數分別為28.2、6.8、6.5、0 d，占全年雷暴總日數比例分別為67.8%、16.4%、15.3%、0。冬季未出現雷暴。

2.2 雷暴初、終日氣候特征

2.2.1 雷暴初、終日。雷暴初、終日對防雷設計、雷電檢測和預測預警具有重要意義，是非常重要的氣候指標[6-11]。1961—2012年西寧地區雷暴初日、終日的年代際變化情況分別如表4、5所示。可以看出，1961—2012年西寧地區最早雷暴初日為1969年3月16日，出現在西寧市區；最晚雷暴終日為1977年11月13日，出現在西寧市區、湟中。1961—2012年西寧地區平均雷暴初日為4月25日，終日為10月3日，對比4個站的平均雷暴初、終日，平均最早初日和最晚終日均為大通，分別為4月18日、10月6日。

1961—2012年西寧地區平均雷暴初、終日年代際變化如圖3所示（取4個站的平均值）。可以看出，1960年代，西寧地區雷暴初日較早；1970年代變化較小；1980年代初日表現為稍有推遲，終日提前；2000年代雷暴初日和終日均提前。1961—2012年西寧地區雷暴初、終日的平均絕對變率如圖4所示。可以看出，西寧地區雷暴初、終日的變率明顯增大。

由于西寧地區雷暴初日略有推遲，而雷暴終日提前，所以近52年西寧地區雷暴期的變化不明顯。西寧地區平均雷暴期為163 d，大通最長為173 d，西寧市區最短為156 d。

2.2.2 雷暴初、終日的氣溫特征。雷暴是在適合的大氣環境中產生的，雷暴的初、終日除了受其他因素影響，主要影響因素是氣溫[5]。資料表明，雷暴初、終日與候平均氣溫的對應關系上，4測站基本一致。計算歷年雷暴初、終日對應的候平均氣溫值，可以看出雷暴初、終日與氣溫具有較高的相關性，如果各氣溫段上雷暴的初、終日出現的頻率>10%時，將該點氣溫值定為雷暴開始或終止的氣溫指標。西寧地區初雷日的候平均氣溫為4～6 ℃，可以認為當春季平均氣溫穩定通過5 ℃時為西寧地區雷暴初日的時間；因為終雷暴日的侯平均氣溫值為4 ℃左右，所以秋季平均氣溫穩定通過4 ℃大致是終雷日的時間。

2.3 突變檢驗

氣候突變是普遍存在于氣候變化中的一個重要現象，是氣候預測和模擬要考慮的重要因素。目前對突變檢驗的方法較多，以下選用對氣候突變的檢驗比較客觀和準確的Mann-Kendall法對1961—2012年西寧地區雷暴日數進行突變檢驗。

經對1961—2012年西寧地區雷暴日數突變檢驗，西寧地區1997年發生突變。以地區而言，大通、湟中分別在1999年、1997年發生突變，湟中早于大通，而西寧、湟源未發生突變。

3 結論

（1）西寧地區為雷暴多發區，年平均雷暴日數為41.6 d。西寧地區20世紀60年代為雷暴多發期，除20世紀80年代略有增加外，20世紀90年代、2001—2012年大幅減少。

（2）西寧地區在3—11月均有可能出現雷暴，5—9月雷暴日數占年雷暴日數的93%以上，6—8月為雷暴高發期，平均雷暴日數為28.2個，12月至翌年2月未出現過雷暴。

（3）西寧地區平均初雷日為4月25日，最早初雷日為3月12日，平均終雷日為10月3日，最晚終雷日為11月13日。大通雷暴出現最早，結束最晚。近52年初雷暴日提前，終雷暴日明顯推后，雷暴期變化不明顯。

（4）春季平均氣溫穩定通過5 ℃時大致為雷暴初日的時間，秋季平均氣溫穩定通過4 ℃大致是終雷日的時間。

（5）西寧地區1997年發生突變。以地區而言，大通、湟中分別在1999年、1997年發生突變，湟中早于大通，而西寧、湟源未發生突變。

4 參考文獻

[1] 張敏峰，馮霞.我國雷暴天氣的氣候特征[J].熱帶氣象學報，1998，14（2）：156-162.

[2] 郭衛東，王振宇，朱西德.青海省雷暴年際變化特征分析[J].青海氣象，2008（2）：11-13.

[3] 李明華，吳乃庚，郭海波，等.近40年來惠州市雷暴的氣候統計特征[J].熱帶地理，2008，28（2）：114-118.

[4] 王建兵.甘南高原雷暴的氣候特征[J].干旱氣象，2007，25（4）：51-55.

[5] 山義昌，王善芳.近40年濰坊地區雷暴日的氣候特征[J].氣象科技，2004，32（3）：191-194.

[6] 李照榮，康鳳琴，馬勝萍.西北地區雷暴氣候特征分析[J].災害學，2005，20（2）：83-88.

[7] 蔡新玲，劉宇，康嵐，等.陜西省雷暴日數的時空分布特征[J].高原氣象，2004（1）：47-49.

[8] 李坤玉，王秀榮.2005—2012年我國較重雷電及服務探討[J].防災科技學院學報，2014，16（1）：75-80.

[9] 李亞麗，杜繼穩，魯淵平.陜西雷暴災害及時空分布特征[J].災害學，2005，20（3）：99-102.

[10] 容木榮.開平市雷暴特征及雷擊活動規律分析[J].氣象研究與應用，2010，31（增刊2）：191-203.

[11] 鄭羨儀，唐兵兵.梧州近30年雷暴特征分析[J].氣象研究與應用，2012，33（增刊1）：174-175.