利用50年人工觀測資料分析河南省末雷暴日特征

摘要 利用河南省1957—2005年121個有效氣象臺站雷暴觀測資料，對河南省末雷暴日進行初步分析。結果表明，全省末雷暴日有明顯的年際變化特征，末雷暴日隨著年份的增加有推遲的趨勢，統計發現1977—2005年平均末雷暴日比1957—1976年平均末雷暴日推遲6 d，末雷暴日的推遲可能是由溫度升高引起的。統計末雷暴日的雷暴天氣發生時段發現，12：00—16：00時段發生的雷暴最多，占到全部雷暴次數的43.4%，其次是16：00—20：00，占到總時段的24.0%，雷暴次數最少的時段是00：00—04：00和20：00—24：00，這與全省雷暴日的日變化特征存在較大差異。全省末雷暴日的空間分布大概分3個區域：西南及南部區域末雷暴日結束最遲，其次是北部區域，中部末雷暴日結束較早，末雷暴日較遲的區域多分布在山區或氣溫較高的南部，這些分布特征與雷暴日數的空間分布比較一致。

關鍵詞 河南省;雷暴;末雷日;時空分布

中圖分類號：P427.3?文獻標識碼：A?文章編號：2095-3305（2019）06-071-02

DOI： 10.19383/j.cnki.nyzhyj.2019.06.025

Analysis of Characteristics of the Last Thunderstorm Days of Henan Province Based on 50 Years Observation Data

YANG Mei-rong（Henan Meteorological Disaster Prevention Technology Center，Zhengzhou，Henan 450003）

Abstract?Using the thunderstorm observation data of 121 effective meteorological stations in Henan Province from 1957 to 2005，the last thunderstorm days in Henan Province were preliminarily analyzed. The analysis showed that the last thunderstorm days in Henan had obvious interannual variation characteristics，and the last thunderstorm days tended to be delayed with the increase of years. Statistics showed that the average last thunderstorm days in 1977-2005 were six days later than that in 1957-1976. The delay of the last thunderstorm days in 1977-2005 may be caused by the increase of temperature. It was found that the thunderstorms occurred at 12：00-16：00，accounting for 43.4% of the total thunderstorms，followed by 16：00-20：00，accounting for 24.0% of the total thunderstorms，and the minimum thunderstorms occurred at 00：00-04：00 and 20：00-24：00，which were quite different from the daily variation characteristics of thunderstorms in the whole province. The spatial distribution of the last thunderstorm days in the whole province could be divided into three regions：the end of the last thunderstorm days in the southwest and southern regions was the latest，followed by the northern region，the end of the last thunderstorm days in the central region was earlier，and the late last thunderstorm days were mostly distributed in the mountainous areas or the South with higher temperature. These distribution characteristics were consistent with the spatial distribution of the number of thunderstorm days.

Key words Henan Province;Thunderstorm;The last thunderstorm day;Temporal and spatial distribution

雷電是伴有閃電和雷鳴的強烈放電現象，雷電的平均電流是3萬A，最大電流可達30萬A，雷電的電壓很高，約為1億～10億V。一個中等強度雷暴的功率可達1 000萬W，相當于一座小型核電站的輸出功率。雷電已經被聯合國列為最嚴重的10種自然災害之一。河南省每年因雷電災害損失嚴重，目前學者對河南省雷電的分布特征、雷電與雷達、衛星及大氣熱力參數等的研究已經取得諸多進展[1-4]，但對河南省雷暴結束日期的研究尚未見報道。因此，筆者利用1957—2015年人工雷暴觀測站點資料，對河南省末雷暴日進行初步分析，以期掌握河南省雷暴特征，加強人們對雷暴的認識，為河南省防雷事業的發展作出貢獻。

1?資料與方法

共選取121個有效（觀測時間在30年以上）人工雷暴觀測臺站資料，其中有部分觀測站的觀測時間開始較早，例如1951年開始觀測的臺站有6個，但考慮到統計的普遍性和有效性，觀測時間選為1957—2005年，因為從1957年開始有50多個臺站開始工作，直到1961年以來有100多個臺站正常工作。河南省人工雷暴觀測站點，在河南省中部分布比較密集，在省邊界處分布相對較稀疏（圖1）。

2結果與分析

2.1?末雷暴日年際分布特征

從圖2可以看出，平均末雷暴日最遲的年份是1977年，平均末雷暴日距離參考日期83.7 d，即10月22日。平均末雷暴日結束最早的年份是2001年，距參考日期20.8 d，即8月21日左右。1957—2005年平均末雷暴日為45.57 d，1957—1976年平均末雷暴日為42.27 d，1977—2005年平均末雷暴日為48.30 d，比1957—1976年平均末雷暴日推遲6 d。末雷暴日推遲可能是由溫度升高引起的。李克讓等[5]分析了近40年全國160個測站的年平均溫度資料，得到20世紀70年代中期至今我國溫度持續回升，并且溫度變化幅度是北部大于南部。丁一匯等[6]通過研究指出我國氣候變暖最明顯的地區在西北、華北、東北地區，長江以南地區變暖趨勢不顯著。

為分析末雷暴日與全年雷暴日數的關系，進一步引用圖3[4]，因為該文與韋丹等[4]的統計內容所用資料相同，便于比較分析。從圖3可以看出，1960—1969年河南省雷暴次數相對較高，直至20世紀80年代后期雷暴活動呈逐漸減少趨勢，近年來雷暴天氣有上漲趨勢，雷暴活動略微增加。這些雷暴日數的特征與末雷暴日的特征并沒有明顯的相關關系，圖2和圖3在峰值、谷值的年份也不對應，這可能是由于數據的復雜性以及統計方法的單一性造成的。

2.2?末雷暴日雷暴天氣發生的時段特征

統計發現末雷暴日一般在8、9月，有些甚至發生在10、11月，進一步統計末雷暴日的雷暴天氣發生時段（圖4）。由于部分末雷暴日的雷暴天氣發生時間缺失，共找到有雷暴時間記錄的末雷暴日3 191次。統計發現，發生在12：00—16：00的雷暴最多，占到全部時段的43.4%，其次是16：00—20：00，占到總時段的24.0%，雷暴次數最少的時段是00：00—04：00和20：00—24：00，其中20：00—24：00僅占總時段的4.3%。韋丹等[4]統計河南省雷暴分布時段發現，一天中16：00—20：00為雷暴發生的高峰時段，占總數的33.8%;其次是12：00—16：00 和20：00—24：00，分別占19.9%和19.1%。對比分析發現，末雷暴日的雷暴發生時間有總體往中午時段靠攏的趨勢，這主要是因為末雷暴日多在秋季，氣溫偏低，能滿足雷暴發生的氣溫條件集中在中午至下午的時段。

2.3?末雷暴日空間分布特征

考慮到人工雷暴觀測的特點，該文空間分布特征按照雷暴站點所在的行政區劃單位來統計，但由于行政區劃幾十年來有所調整等一些原因造成行政區域內有多個雷暴站點，或者行政區域內找不到雷暴站點，對于前者該文將行政區域內幾個站點資料取平均作為該區域的觀測值，對于后者取該行政區劃周圍幾個站點的平均值。

從圖5可以看出，末雷暴日在河南省的分布大概分3個區域：西南及南部區域末雷暴日最遲，其次是北部區，中部末雷暴日結束較早。結合河南省地形圖發現末雷暴日較遲的區域多處在山區，山區地勢起伏較大，受地形抬升的作用，對流易于形成。韋丹等[4]分析發現河南省雷暴強度較大地點主要分布在西南、東南和北部地區，與該文末雷暴日的空間分布比較一致。

3?結論

利用河南省1957—2005年121個有效人工雷暴觀測站點資料，對河南省末雷暴日進行了初步分析，主要結論如下：

（1）全省末雷暴日有明顯的年際變化特征。隨著年份的增加末雷暴日有推遲的趨勢，其中1977—2005年比1957—1976年平均末雷暴日推遲6 d，末雷暴日的推遲可能是由溫度升高引起的。

（2）末雷暴日中發生在12：00—16：00時段的雷暴最多，占到全部時段的43.4%，其次是16：00—20：00，占到總時段的24.0%，雷暴次數最少的時段是00：00—04：00和20：00—24：00。對比河南省雷暴日變化特征發現，末雷暴日的雷暴發生時間有總體往中午時段靠攏的趨勢，這主要是因為末雷暴日多在秋季，氣溫偏低，能滿足雷暴發生的氣溫條件集中在中午至下午的時段。

（3）全省末雷暴日的空間分布大概分3個區域：西南及南部區域末雷暴日結束最遲，其次是北部區域，中部末雷暴日結束較早。末雷暴日較遲的區域多分布在山區或氣溫較高的南部，這些分布特征與雷暴日數的空間分布比較一致。

參考文獻

[1] 張霞，王新敏，王全周，等.鄭州雷電發生的環境場特征及潛勢預報[J].氣象，2010，36（6）：95-100.

[2] 張一平，王新敏，牛淑貞，等.河南省強雷暴地閃活動特征與雷達回波的關系初探[J].氣象，2010，36（2）：54-61.

[3] 楊美榮，程麗丹，李鵬，等.利用TRMM衛星資料對河南一次強颮線過程的閃電活動分析[J].氣象與環境科學，2012，35（1）：74-77.

[4] 韋丹，肖穩安，陳紅兵.河南省46年雷暴的時空變化特征分析[J].安徽農業科學，2010，38（ 29）：16362- 16364.

[5] 李克讓，林賢超，王維強.近四十年來我國氣溫的長期變化趨勢[J].地理研究，1990，9（4）：26-37.

[6] 丁一匯，戴曉蘇.中國近百年來的溫度變化[J].氣象，1994，20（12）：19-26.

責任編輯：鄭丹丹