德州市雷暴特征分析

王鑫

摘要? ? 為探討德州地區(qū)雷暴活動的變化趨勢，采用氣候傾向率、距平分析法、M-K突變檢驗(yàn)等方法對德州市雷暴特征進(jìn)行分析。結(jié)果表明，德州市的年平均雷暴日數(shù)為22.6 d，雷暴的日變化呈雙峰單谷型分布。

關(guān)鍵詞? ? 雷暴日;特征分析;氣候傾向率;山東德州

中圖分類號? ? P446? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼? ? A? ? ? ? 文章編號? ?1007-5739（2019）09-0191-01

德州市為黃河沖積平原，歷史上境內(nèi)曾有2次黃河大遷徙，上千次決口，造就了西南高、東北低的地形。德州市地貌大體可分3類。一是高地類，由河流、河床沉積而成，占土地總面積的34.3%;二是坡地類，由黃泛漫流沉積而成，占總土地面積的52.1%;三是洼地類，占13.6%。德州地處魯西北平原，每年4—9月是強(qiáng)對流天氣多發(fā)季節(jié)，而雷電災(zāi)害是對該地區(qū)危害比較嚴(yán)重的自然災(zāi)害。隨著德州經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，每年由于雷擊造成的人員傷亡逐漸增多，經(jīng)濟(jì)損失越來越嚴(yán)重。本文利用1971—2010年德州市的雷暴日數(shù)觀測資料對雷暴日的空間分布特征、時間變化特征等方面進(jìn)行了分析。

1? ? 資料來源與分析方法

雷暴是強(qiáng)對流天氣的產(chǎn)物，它通常伴隨著滂沱大雨或冰雹，而在冬季甚至?xí)殡S著暴風(fēng)雪天氣，屬強(qiáng)對流天氣，對人們的生活和生產(chǎn)影響較大[1]。本文利用1971—2010年德州市雷暴日數(shù)觀測資料對其雷暴特征進(jìn)行分析。為了很好地反映出歷年各季節(jié)的雷暴日情況，將3—5月定為春季，將6—8月定為夏季，將9—11月定為秋季，將12月至翌年2月定為冬季。根據(jù)WMO規(guī)定，取最近連續(xù)30年氣象要素的平均值或統(tǒng)計(jì)值來代表研究區(qū)域的氣候標(biāo)準(zhǔn)值，即每10年需對氣候平均值更新1次[2]。從2012年1月1日起用1971—2010年的年氣候平均值代替1971—2000年的氣候平均值[3]。氣候傾向率法是將氣候要素的趨勢變化通過最小二乘法用線性方程來擬合。將一組符合y=a+bx關(guān)系的數(shù)據(jù)通過計(jì)算求得最佳的a和b。距平是某一系列數(shù)值中的某一個數(shù)值與平均值的差，分正距平和負(fù)距平。距平百分率是對距平進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化處理，這樣做更能體現(xiàn)被分析數(shù)據(jù)的變化程度。Mann-Kendall法[4]又稱為無非分布檢驗(yàn)法，一般取臨界線為±1.96，其顯著性水平P=0.05。當(dāng)UF或UB的值超過臨界線時，則表明雷暴日序列上升或下降趨勢顯著。當(dāng)UF和UK的值小于0時雷暴日序列呈現(xiàn)下降趨勢，大于0則雷暴日序列呈現(xiàn)上升趨勢。如果UF和UB這2條線出現(xiàn)交點(diǎn)且交點(diǎn)在臨界線之間，那么交點(diǎn)對應(yīng)的值即為突變開始的時間[5-7]。

2? ? 德州地區(qū)雷暴變化特征分析

2.1? ? 雷暴日的空間分布特征

根據(jù)數(shù)據(jù)分析德州市雷暴日分布存在明顯的地區(qū)差異，總體呈現(xiàn)出由西南到東北雷暴日數(shù)逐漸增多的特征，其中年平均雷暴日數(shù)最多和最少的地區(qū)相差33.71 d。德州市地處魯西北平原，但北部雷暴活動明顯多于南部，由南向北延伸，由內(nèi)陸向沿?？拷寥利}堿成分增加，土壤電阻率逐漸下降，雷暴云更易向地面發(fā)生閃擊。

2.2? ? 雷暴日的時間變化特征

1971—2010年德州總雷暴日數(shù)為10 470 d，年平均雷暴日為23 d，最多的年份出現(xiàn)在1977年，為40 d;最少的年份在1999年，為15 d。雷暴日數(shù)最多年與最少年相差25 d，表明德州雷暴的年際變化比較大。從20世紀(jì)70年代以后，年雷暴日數(shù)呈現(xiàn)出波動中下降的趨勢。用線性方程y= -0.036 9x+25.039表示，利用氣候傾向率方法可知，1971—2010年德州的雷暴日大約以2.3 d/10 a的傾向率進(jìn)行減少，變化趨勢較為平緩。以近30年的年平均雷暴日數(shù)22.6 d作為氣候平均值，將雷暴日距平百分率≥20%的年份作為多雷暴年，而將雷暴日距平百分率≤20%的年份作為少雷暴年，則有9年為多雷暴年，其中有6年的雷暴日距平百分率 ≥30%，其中1981年的雷暴日距平百分率最小為-37.2%。利用Mann-Kendall法對德州地區(qū)40年雷暴日的時間序列進(jìn)行計(jì)算，進(jìn)一步檢驗(yàn)突變點(diǎn)[8-9]，并給定顯著性水平a=0.05，即u0.05=±1.96。當(dāng)2條線出現(xiàn)交點(diǎn)且交點(diǎn)在臨界線之間，從而檢測到20世紀(jì)90年代中后期即1998年為非常明顯的突變點(diǎn)，在2000年超過顯著性水平為0.05（-1.96）的臨界線，表明德州市年均雷暴日的下降趨勢十分顯著。

3? ? 結(jié)論

本文分析結(jié)果表明，德州市雷暴日分布存在明顯的地區(qū)差異，呈現(xiàn)出由西南到東北逐漸增多的特征，年雷暴日數(shù)總體呈現(xiàn)2.3 d/10 a的下降趨勢。雷暴的日變化特征總體分布呈雙峰單谷型，峰值分別在2：00和18：00，谷值在10：00。

4? ? 參考文獻(xiàn)

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收稿日期? ?2019-01-12