通遼氣象站雷暴與降水關系分析

徐 磊

(通遼市氣象局，內蒙古 通遼 028000)

雷暴是局地強對流天氣，常伴隨雷擊、閃電、強風、強降水、冰雹等災害性天氣出現，其強大電流在短時間內釋放，具有突發性強、歷時短和破壞性強的特點[1]。雷暴出現時，瞬時風向突變風速突增、冰雹降水驟降，人們通常會在樹下、屋檐下避雨，而這些地方容易受到雷擊，進而增加了雷災的可能性。雷暴不僅容易造成人員傷亡，而且還可能給一些大型企業的主要設備造成重大損害，以及給通信電子設備等帶來嚴重損失，因此雷暴預警預報逐漸被提到日程上來。有學者研究發現，可用閃電資料對洪澇進行預報；中尺度對流系統中的閃電資料可用來確定對流過程及其發展趨勢和強度，閃電資料可用來預報對流活動的發生和發展[2]。內蒙古通遼市，屬于中緯度、半干旱大陸季風性氣候。通遼國家基本氣象站(以下簡稱通遼氣象站)年平均雷暴日數為27.3 d，屬中雷區[3]，雷災損失嚴重。為有效預報雷暴，筆者就通遼氣象站近53年雷暴、降雨資料進行統計，分析二者之間的變化關系，為通遼市防雷減災提供參考，期待能夠有效協助雷電預警工作的開展。

1 數據來源及方法

選取通遼氣象站1961年—2013年逐日雷暴、降水觀測資料，采用數理統計分析、線性趨勢分析方法[4]對通遼氣象站雷暴、降雨以及兩者相互交錯出現的概率變化趨勢進行統計分析。

2 雷暴與降雨相關性分析

統計資料顯示，近53年來通遼氣象站雷暴日與降雨日逐年分布不均，起伏波動變化明顯。20世紀60年代—70年代變化相對較為平穩，歷年雷暴日和降雨日最低值出現在20世紀80年代初期，而后又迅速上升，20世紀90年代變化較為緩慢，21世紀以后，降雨日和雷暴日先小幅回落后迅速上升，而在2008年以后兩者變化不一致，雷暴日開始平穩下降，降雨日迅速上升。總的來看，兩者均呈現出緩慢的下降趨勢，只是雷暴日下降趨勢更為明顯。兩者年變化呈正相關，相關系數為0.43。月雷暴日和降雨日的變化趨勢較為一致，兩者變化呈現單峰型走勢，都在7月出現了最高值，歷年月總降水日數為647 d，月總雷暴日為414 d，即從每年4月開始逐月上升，到7月達到最高峰，之后迅速下降，持續到10月。歷年從11月—翌年3月均無雷暴出現，僅在1979年11月出現過一次雷暴。分析表明通遼氣象站雷暴日與降雨日兩者相關性較好，尤其是5月—9月兩者的相關性達到了0.97，兩者分布變化基本上是一致的。

3 雷暴與降雨關系變化特征

3.1 年變化

圖1顯示，通遼氣象站近53年雷雨日和雨雷日概率年變化波動變化大，有雷暴時出現降雨的概率年變化趨勢不明顯，而下雨時出現雷暴的概率年變化呈緩慢下降趨勢。歷年來，雷雨日概率主要集中在73%～86%之間，多年平均值為79%；最大值出現在1990年為92.33%，全年中絕大多數有雷暴時都會有降雨產生；最小值出現在1982年為58.33%。20世紀60年代，雷暴日出現降雨的概率較大，基本上都在平均值以上緩慢波動變化，而后起伏波動變化明顯，出現了兩個階段的“先降后升”趨勢特征，2007年以后迅速上升。可以看出，歷年來通遼氣象站有雷暴出現時伴隨降雨的概率很大，尤其是2007年以后更為明顯。

由于熱力及動力條件不同，降水中可能產生雷暴或不產生雷暴有雷。降雨時，人們為了避雨而忽略了被雷擊的可能，進而引發了不少雷災，分析降水中有雷和無雷對氣象服務和預報業務都十分重要。統計資料顯示，通遼氣象站降雨時出現雷日的概率更多地集中在21%～38%范圍內，多年平均值為32%，53年中有29年大于平均值，以20世紀60年代—80年代居多。歷年雨雷日概率最高的出現在1965年為47.06%，其次出現在2003年為44%；雨雷日概率最低為出現在2010年為15.29%，其次出現在1982年為17%。可見有降雨時出現雷暴的概率相對較小，且年際間波動變化較大，分布不均，特別是2010年以后雨雷日概率下降明顯。

圖1 通遼氣象站1961年—2013年雷雨日概率年變化

3.2 季變化

通遼氣象站的雷暴日和降雨日呈現出明顯的季節性(見表1)。從通遼氣象站近53年雷暴日與降雨日季節分布情況來看，由于大氣環流作用，致使雷暴和降雨在夏季活動最為頻繁，夏季出現雷暴最多，占75%；春季占12.5%，秋季占12.1%，相對較少；冬季很少發生雷暴，因為這個時候溫度低、氣候干燥，不利于對流活動的發生發展，一般降水也比較弱，要達到雷暴產生的不穩定層結、水汽條件和抬升力條件就更困難[3]。夏季由于太陽輻射，地面增溫快，只要高空有冷空氣，冷暖空氣結合，便于形成對流，一旦有一定的水汽條件，就很容易產生雷暴，而且以雷陣雨居多。歷年夏季降雨占的比例最大，為全年的56%，其次是春季，占全年的1/4，秋季比例不到1/5，而冬季出現降雨時最少，為15%。

從雷雨日的概率來看，春、夏、秋季有雷暴時產生降雨的概率都很大，且都很接近，只是夏季雷雨日概率卻較低為78.4%，為3個季節中最小的，最大的出現在春季為82.08%。雨雷日概率具有明顯的季節分布特點，夏季雨雷日概率最多，為48.93%。夏季溫度高，太陽輻射強，致使地面溫度達到50 ℃～60 ℃，遇冷空氣就很容易形成對流亂流，為雷暴形成創造有利條件，加上受副熱帶高壓因素的影響及海陸熱力溫差明顯，造成夏季雷暴活動頻繁，可見夏季雨雷日概率相比其他季節明顯高出很多；秋季次之，為25.09%，春季最少，為18.44%。

表1 通遼科爾沁區1961年—2013年雷暴日與降雨日季節分布

3.3 月變化

從通遼氣象站1961年—2013年5月—9月雷雨日和雨雷日概率分布圖上(見圖2)，可以看出兩者的月變化差異明顯，基本上呈現出相反的變化趨勢。雨雷日呈現出單峰型，4月份雷雨日概率最低，僅為6%，接著開始逐月上升，到6月份雨雷日概率卻達到了最高峰，為55%，之后開始逐月下降直到10月份，為12%，僅次于4月份。而雷雨日從4月份開始逐月緩慢下降，到6月份下降到全年最低，為76%，對應雨雷日概率是全年最高的，7月—9月雷雨日概率基本上持平，為78%，之后又上升到10月份，全年最高為93%。雨雷日在4月、5月和10月概率較低，而雷雨日概率卻相對較高。究其原因，降雨時的條件還不滿足雷暴的形成，不利于產生雷暴，而雷暴形成時，表明大氣處于不穩定層結，水汽抬升條件已經具備降水產生。

圖2 通遼氣象站1961年—2013年5月—9月雷雨日與雨雷日概率分布

總體來說，通遼氣象站雷暴和降雨有較好的相關性，近53年來雷雨日的概率相對較大，集中在73%～86%之間，2008年后上升趨勢明顯，夏季二者之間的關系更為緊密，可為降雨指標預報雷暴提供參考。出現雷暴時將近80%都會產生降雨，而出現降雨時產生雷暴的概率卻相對較低。原因是產生雷暴時，一般大氣環流、水汽比較充足，對流亂流都很強烈，空氣容易達到飽和，也容易產生降雨，而一般普通的降雨多數情況下不利于產生雷暴，所以雷暴與強降水有很好的對應關系，而與一般性的降雨對應關系相對較差，這與張義軍[5]等的結論較為一致。

4 結束語

①通遼氣象站雷暴日與降雨日各年分布不均，波動變化明顯。近53年月雷暴日和降雨日概率變化趨勢較為一致，7月達到峰值。兩者呈正相關，相關系數為0.43；5月—9月，相關性達到0.97，相關性好。②通遼氣象站雷雨日和雨雷日概率的年變化波動起伏變化明顯，雷暴日出現降雨的概率沒有明顯的變化趨勢，而下雨時出現雷暴的概率呈緩慢下降趨勢。歷年來通遼氣象站出現雷暴時伴隨降雨的概率很高，主要集中在73%～86%之間，而2010年以后上升趨勢尤為明顯。③雷暴主要集中分布在夏季。雷雨日概率各季節差別不明顯，雨雷日概率季節差別則較為明顯，以夏季最高，為48.93%。各月雷雨日與雨雷日概率分布差異明顯，兩者月變化趨勢基本相反。