侍瑞+汪銀+劉玉林
摘 要:該文基于池州市4個氣象站多年雷暴日觀測資料、安徽省閃電定位系統ADTD探測的云地閃電資料資料,應用數據統計、趨勢分析等方法,從區域分布、年際變化、月際變化及日變化等方面對池州市雷暴活動進行了詳細的分析,為池州地區防雷減災工作提供技術依據。結果表明:池州市屬于雷暴多發區,年平均雷暴日為41.2d,山區明顯偏多;每年的3—9月是雷暴活躍期,7月最多,12月最少;池州市雷暴活動日變化呈現單峰特點,高峰出現在15:00—19:00;近50a池州市雷暴日數呈現出在波動中減少的趨勢,近年來池州市處于雷暴活動的非活躍期。
關鍵詞:雷暴活動;趨勢;特征;池州市
中圖分類號 P427.321 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731(2017)19-0099-3
Characteristics Analysis of Thunderstorms Activity in Chizhou City
Shi Rui et al.
(Chizhou Meteorological Bureau,Chizhou 247000, China)
Abstract:Based on the daily meteorological data in thunderstorm days from four meteorological stations in Chizhou, and cloud-to-ground lightning data probed by ADTD lightning location monitoring system in Anhui Province, the thunderstorm activity characteristics in Chizhou was analyzed from spatial distribution, annual variation,monthly variation,daily variation, using data statistics and climate tendency coefficient analysis methods. The results show that: Chizhou is a multi thunderstorm area in China,the average annual thunderstorm days is 41.2 days,the number of thunderstorm days in mountain areas is obviously higher than that in other areas;Lightning is prone to occur from March to September. Most occurred in July, at least in December. The thunderstorms activity shows a single-peak characteristic with the peak in 15: 00—19: 00. In recent 50 years, the number of thunderstorm days in Chizhou has shown a trend of decreasing in fluctuation. The thunderstorm activity in Chizhou is in the inactive phase in recent years.
Key words:Thunderstorm activity;Trend;Characteristics;Chizhou City
雷電災害是聯合國“國際減災10年”公布的最嚴重的10種災害之一。雷電可直接引起火災、爆炸和建筑物損毀、電氣設施損壞、通訊網絡癱瘓等事故,直接危害公共安全和人民生命財產安全。池州市位于安徽的西南部,地處東經116°38′~108°05′,北緯29°33′~30°51′,丘陵山地多,是雷電高發區,每年都有因雷擊造成的人員傷亡、財產損失的事件發生,已引起政府和社會的高度關注,掌握雷電活動規律是做好防雷減災工作的前提條件。研究表明,各地的雷電活動都有其地方特征,因此,開展池州市雷電活動特征分析并進行應用研究,對科學、經濟、合理的開展池州市雷電防護工作有著重要的經濟和社會意義。
1 資料來源
1.1 池州市地面觀測資料 池州市本級1959—2013年雷暴日地面觀測數據,東至縣、青陽縣1957—2013年雷暴日地面觀測數據,石臺縣1967—2013年雷暴日地面觀測數據,以1d內聽到1次或1次以上雷聲統計為一個雷暴日,若某次雷暴跨越20:00,按2個雷暴日進行統計。
1.2 閃電定位儀觀測資料 2010—2016年安徽省ADTD型閃電定位系統觀測資料,包括閃電的位置(經緯度)、閃電時間、閃電強度、閃電極性等。
2 雷暴日數特征分析
雷暴日是指某地區一年中有雷電放電的天數,一天中只要聽到一次以上的雷聲就算一個雷暴日。根據雷電活動的頻度和雷害的嚴重程度,依據《建筑物電子信息系統防雷技術規范》(GB50343-2012)規定,我國把年平均雷暴日數T>90的地區叫做強雷區,40 2.1 雷暴日數的區域分布 池州市30a(1981—2010)年平均雷暴日為41.2d,各站年平均雷暴日數分別為:池州市本級37.2d,東至縣40.6d,青陽縣42.7d,石臺縣45d。根據國家有關規范規定,貴池區(池州站)屬于中雷區,而東至縣、青陽縣、石臺縣屬于多雷區。從具體的平均雷暴日數可以看出,池州市本級、東至縣、青陽縣、石臺縣雷暴日數從低到高,這與池州地形地貌變化較大有很大關系,池州東南方向為九華山、牯牛降山脈;中部為丘陵地區,有微坡起伏;西北部為長江沖擊平原,地勢較低;自東南向西北呈階梯分布。這與陳渭民[1]、朱乾根等[2]提出的山地雷暴日往往高于同緯度其他地區的研究成果相一致。
2.2 雷暴日數的年際變化
2.2.1 雷暴日數年際變化分析 池州市各縣(區)雷暴日數年際變化圖(圖1)清晰反映了4個站20世紀50年代至21世紀初雷暴日數的年際變化,從圖1可以看出,池州市所轄4個縣(區)雷暴日數的變化趨勢基本一致,因此本文選擇積累資料時間較長且雷暴活動較多的青陽縣為代表進行分析。
分析青陽縣1964—2013年共50a雷暴觀測數據,年平均雷暴日數為44.4d,雷暴日數年際差異非常大,最多年份雷暴日數為69d,也是池州市的極大值,出現在1973年,最少年份雷暴日數為29d,出現在1988年。從青陽縣雷暴日數5a滑動平均曲線圖(圖2)可見,雷暴日數變化呈現周期性,期間出現3個高值區和2個低值區。1967—19734年、1983—1990年、2005—2008年是3個相對高值區,年平均雷暴日數分別為52.6d、49.6d、45d;1974—1982年、1995—2004年是2個相對低值區,年平均雷暴日數分別為42.2d和34.4d。同時可以看出近年來青陽縣處于雷暴活動非活躍期。同樣方法可以得出池州市近年來都處于雷暴活動非活躍期。
2.2.2 雷暴日數年際變化趨勢分析 某地的年雷暴日數的趨勢定量變化可以用一次線性回歸方程表示,即:
Xi=a0+a1t(t=1,2,3…n),式中:a1為氣候傾向率,t為年份序列數。
經計算,青陽縣年雷暴日數變化趨勢直線方程為Xi=-0.2089t+49.767,如圖3所示??芍?0a來,青陽縣雷暴日數呈下降趨勢,其氣候線性傾向率為-2.089d/10a,即平均每10a青陽縣雷暴日數大約減少2.089d。同樣方法計算得出池州市本級雷暴日數平均每10a大約減少2.702d;東至縣雷暴日數平均每10a大約減少3.893d;石臺縣雷暴日數平均每10a大約減少1.518d。
2.3 雷暴日數的月際變化分析 分析池州市4個測站各月的數據,4個測站變化趨勢是一致的,發現每個月都有雷暴發生,從池州市各站月平均雷暴日數占比表(表1)上可以看出,其變化呈現單峰特征,3—9月份處于雷暴活動的高發期,最高值出現在7月份,次高值出現在8月份,2個月之和占總雷暴日數的48.91%。1月和12月為最低,占總數的0.78%。10月到次年2月為雷暴的少發期,雷暴日數之和占總數的4.47%。雷暴日數的月際變化特征與天氣系統變化是密切相關的,10月份開始池州市受大陸氣團控制,氣溫逐漸降低,對流較弱,層結趨于穩定,不易形成雷暴;3月份以后,南方的暖濕氣流逐漸北抬影響池州市,冷暖空氣在本地交匯開始增多,雷暴逐漸活躍。7—8月份為盛夏季節,局地熱對流旺盛,是造成雷暴頻發的主要原因。
3 雷暴活動的日變化
分析2010—2016年安徽省ADTD型閃電定位系統觀測資料,得到池州市閃電頻次日變化圖(圖4)。從圖4可以看出,池州市的閃電活動出現單峰特點,且上升和下降的趨勢非常明顯,呈現出快速上升和快速下降的特點,從13:00開始雷暴活動快速增加,16:00達到最大,19:00以后快速下降,22:00至次日12:00處于低值區。這與馬明、呂偉濤等分析中國雷電活動特征時指出華東地區閃電日變化呈現單峰結構相一致。主要是由于池州地處長江南岸,水汽充足,午后地面吸收太陽輻射,地面溫度較高,底層空氣抬升,對流發展旺盛,觸發雷暴天氣。
4 結論
池州市年平均雷暴日為41.2d,屬于多雷區,山區雷暴活動頻率高于平原地區;總體呈現出在波動中減少的趨勢,從20世紀60年代末至今,雷暴活動經歷了3個活躍期和2個減弱期,目前正處于第3個活躍期的回落區;雷暴活動月際變化呈現單峰特征,3—9月份處于雷暴活動的高發期,最高值出現在7月份,次高值出現在8月份,1月份和12月份為最低;雷暴活動的日變化呈現出單峰特征,最高峰出現在16:00。
參考文獻
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[2]朱乾根,林錦瑞,壽紹文,等.天氣學原理和方法[J].北京:氣象出版社,2000:425-431.
[3]馬明,呂偉濤,張義軍,等.中國雷電活動特征分析[J].氣象科技,2007,35(增刊):1-7.
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[5]蔣曉武,張先衛,洪程,等.定遠地區55a雷暴日特征統計分析[J].安徽農學通報,2015,21(21):108-110.
[6]馬林,王正華,林群星,等.淺析銅陵市雷電活動特征[J].安徽農學通報,2016,22(6):158-159.
(責編:張宏民)endprint